Einsatz von offenporigen Belägen in Einhausungs- und Tunnelbauwerken

Use of open-porous road surfaces in overhead noise barriers and tunnels

  • Im Vorhaben wurde das Verhalten von offenporigen Fahrbahnbelägen in Bezug auf brennbare Flüssigkeiten im Vergleich zu dichten Fahrbahnoberflächen untersucht und analysiert inwieweit die speziellen Eigenschaften von offenporigen Asphalten Auswirkungen auf die Sicherheitsannahmen für risikobasierte quantitative Untersuchungen für Tunnel oder teilgeschlossene Bauwerke aufweisen. Hierzu wurden umfangreiche Versuche an großflächigen Versuchsplatten (80 x 80 cm) mit Deckschichten aus offenporigem Asphalt (PA) und Splitt-Mastix-Asphalt (SMA) sowie ergänzende CFD-Berechnungen durchgeführt. Die Ermittlung des Durchfluss- und Ausbreitverhaltens erfolgte bei konstanter Flüssigkeitsaufgabe auf die Versuchsplatten und Fassung der an den Plattenseiten austretenden Flüssigkeit in Messzylindern. Über diese wurde für die verschiedenen Deckschichten das zeitliche und räumliche Ausbreitungsverhalten analysiert. Die Ermittlung des Einflusses einer Oberflächenneigung erfolgte durch Variation der Ableitversuche mit zwei unterschiedlichen Plattenneigungen. Die Ermittlung des Brandverhaltens erfolgte in zwei Schritten. In einer ersten Versuchsreihe wurden auf die Platten verschiedene zuvor definierte Kraftstoffmengen aufgegeben und anschließend gezündet, so dass bei Brandbeginn beim SMA ein übersättigter und beim PA, je nach Aufgabemenge ein übersättigter, gesättigter oder teilgesättigter Asphalt vorlag. In der zweiten Versuchsreihe erfolgte während des Abbrands ein kontinuierlicher Benzinzufluss. Die Analyse der umfangreichen Daten aus den Versuchsreihen ermöglichte die Bereitstellung detaillierter Eingangsgrößen für die CFD-gestützte Modellierung und Validierung des zeitlichen und räumlichen Ausbreitungs- und Abbrandverhaltens für die betrachteten Fahrbahnoberflächen. In der sich anschließenden Wirkungsanalyse wurden die sich aus der Modellierung ergebenden Auswirkungen der unterschiedlichen Fahrbahnoberflächen (PA und SMA) ermittelt und unter Anwendung des Verfahrens für die Bewertung der Sicherheit von Straßentunneln miteinander verglichen. Der quantitative Sicherheitsvergleich zeigte, dass offenporige Asphaltbeläge in Einhausungs- und Tunnelbauwerken unter risikoorientierten Gesichtspunkten nicht ungünstiger als dichte Fahrbahnbeläge einzustufen sind.
  • In the present research project the behaviour of open-porous road surfaces concerning combustible liquids in comparison with impermeable road surfaces was studied. It was analysed in how far the particular properties of open-porous asphalts have effects on the safety assumptions made in risk-based quantitative analyses for tunnels and semi-closed constructions. For that purpose comprehensive trials with large-scale test boards (80 x 80 cm) covered with open-porous asphalts (PA) and stone-mastic asphalt (SMA) were undertaken as well as complementary CFD calculations made. The percolation and propagation behaviour was determined under constant pouring of liquid onto the test boards and collecting the liquid escaping on the sides of the boards in measuring cylinders. Based hereon, the spatial and temporal propagation behaviour was analysed for the different covers. Varying the draining tests by two different gradients of the boards allowed determining the influence of the road surface gradient. The combustion behaviour was determined in two steps. In a first test series previously defined quantities of fuel were poured onto the boards and then set on fire, so that when the fire started, in case of SMA the asphalt over-saturated and in case of PA the asphalt was oversaturated, saturated or partially saturated, depending on the quantity fed. In a second test series fuel was continuously fed during combustion. The analysis of the comprehensive data gained from the test series allowed providing detailed input parameters for the CFD-based modelling and validation of the spatial and temporal propagation and combustion behaviour for the road surfaces considered. By means of the subsequent effects analysis the effects resulting from the modelling were determined the different road surfaces (PA and SMA) and compared with each other based on the method of safety assessment of road tunnels. From a risk-oriented point of view the quantitative comparison regarding safety showed that open-porous asphalts in overhead noise barriers and tunnels are not considered more unfavourable than impermeable road surfaces.

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Metadaten
Author:Wolfgang Baltzer, Werner Riepe, Uwe Zimmermann, Christiana Meyer, Torsten Brungsberg, Georg Mayer, Sven Brennberger, Christian Jung, Markus Oeser, André Meyer, Mario Koch, Friedrich Wienecke
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-18435
ISBN:978-3-95606-366-4
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau (142)
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2017/12/08
Contributing corporation:BUNG Ingenieure AG
Release Date:2017/12/08
Tag:Brand; Brennbarkeit; Decke (Straße); Deutschland; Flüssigkeit; Forschungsbericht; Offenporiger Asphalt; Poren; Tunnel; Verhalten
Behaviour; Fire; Flammability; Germany; Liquid; Porosity; Porous asphalt; Reserch report; Tunnel; Wearing course
Comment:
Außerdem beteiligt: PTV Transport Consult GmbH, Stuttgart; Institut für Straßenwesen, RWTH Aachen; Institut für Brand- und Katastrophenschutz, Heyrothsberge
Institutes:Sonstige / Sonstige
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
collections:BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 25 Tunnelentwurf
BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 31 Bituminöse Baustoffe

$Rev: 13581 $