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In einem Kurzabriss wird über ein Forschungsvorhaben berichtet, das zum Ziel hat, geeignete Maßnahmen zur Heizung von Straßenbrücken zwecks Glättevermeidung im Winter zu entwickeln. Das Projekt wird durch die Bundesanstalt für Straßenwesen betreut und durch die RWTH Aachen und die Universität der Bundeswehr München bearbeitet. Es ist bekannt, dass Brückenfahrbahntafeln eher vereisen als die angrenzende Strecke und damit ein erhöhtes Sicherheitsrisiko für den Verkehrsteilnehmer bilden. Bisher wird diesem Gefahrenpotenzial durch ein Frühwarnsystem mit vorsorglichem Streudienst oder in einigen besonders gefährdeten Bereichen durch Taumittelsprühanlagen begegnet. Die Salzstreuung bringt jedoch Nachteile für die Dauerhaftigkeit der Brücken und für die Umwelt mit sich. Eine intelligente Beheizung der Fahrbahntafeln mit Nutzung der Geothermie bildet eine umweltschonende Variante zur Vermeidung von Glättebildungen auf Brücken. Wird die Geothermie auch im Sommer betrieben, so könnte die Fahrbahnplatte gekühlt und damit der Bildung von Spurrinnen entgegengewirkt werden. In europäischen Nachbarländern gibt es bereits ausgeführte Pilotprojekte der Brückenheizung, bei denen jedoch eine vollständige Freihaltung von Eis vorgenommen wird. Bei dem vorgestellten Forschungsvorhaben soll hingegen das Vereisungsverhalten auf der Brücke dem der Strecke angepasst werden. Dies erfolgt mittels einer neu entwickelten Mess-, Steuerungs- und Regelungsanlage, die die meteorologischen und bauwerksspezifischen Randbedingungen berücksichtigt und gleichzeitig den Energieaufwand minimiert. Nach durchgeführten Laboruntersuchungen wurde das System auf einem Freigelände mit gutem Erfolg getestet. Im nächsten Schritt wird im Rahmen der Erneuerung einer Straßenbrücke im Zuge der B 208 über den Elbe-Lübeck-Kanal ein Pilotprojekt durchgeführt.
Für die Schutzschichten auf Stahlbrücken werden in zunehmendem Maße temperaturreduzierte Gussasphalte eingebaut. Bei der Verwendung temperaturreduzierter Gussasphalte besteht jedoch das Risiko, dass sich der Haftverbund zwischen der Schutzschicht und der Dichtungsschicht verschlechtert. Im Rahmen dieses Projektes wurde der Haftverbund der Bauart 1 nach den ZTV-ING Teil 7 Abschnitt 4 bei Verwendung von temperaturreduzierten Gussasphalten mit Einbautemperaturen von 180 -°C, 200 -°C, 220 -°C und 240 -°C untersucht. Für Einbautemperaturen von > 200 -°C konnte ein ausreichender Haftverbund nachgewiesen werden. Für eine Einbautemperatur von 180 -°C wurde eine Verringerung der Abreißfestigkeit fest gestellt, wobei die Anforderungen in den Regelwerken jedoch eingehalten wurden. Eine Verringerung der Einbautemperatur des Gussasphaltes bis ca. 200 -°C sollte möglich sein, wenn die sonstigen Einbaubedingungen günstig sind.
Für die Schutzschichten auf Stahlbrücken werden in zunehmendem Maße temperaturreduzierte Gussasphalte eingebaut. Bei der Verwendung temperaturreduzierter Gussasphalte besteht jedoch das Risiko, dass sich der Haftverbund zwischen der Schutzschicht und der Dichtungsschicht verschlechtert. Im Rahmen eines Projektes wurde für die drei in der ZTV-ING Teil 7 Abschnitt 4 aufgeführten Abdichtungsbauarten der Haftverbund bei Verwendung eines temperaturreduzierten Gussasphaltes mit einer Einbautemperatur von 180 -°C untersucht. Während für die Bauarten mit Bitumen- Dichtungsschicht sowie mit Reaktionsharz- Bitumen-Dichtungsschicht ein ausreichender Haftverbund nachgewiesen werden konnte, sind für die Bauart mit Reaktionsharz-Dichtungsschicht weitere Untersuchungen zur Bestimmung der minimalen Einbautemperatur des Gussasphaltes notwendig
Auch wenn Kosten für die Fugenfüllungen der Randfugen auf Brücken beim Einbau des Belages nur eine untergeordnete Rolle spielen, so haben diese Fugenfüllungen einen großen Anteil an Schäden und den daraus resultierenden Instandsetzungsmaßnahmen. Für die Festlegung der Ausbildung der Fugenfüllungen (z.B. mit oder ohne Unterfüllstoff) und eine Optimierung der verwendeten Materialien ist es wichtig, die tatsächlichen Belastungen, also insbesondere die Fugenbewegungen zu kennen. Um die tatsächlich auftretenden Fugenbewegungen an der Ruhrtalbrücke Mintard im Zuge der BAB A 52 abschätzen zu können, wurden im Rahmen dieses BASt-Projektes kurzfristige, tageszyklische sowie langfristige Fugenbewegungen an den Randfugen gemessen. Dabei waren drei Gruppen von Fugenbewegungen zu unterscheiden: - Fugenbewegungen infolge Tragwerksverformungen durch Verkehrslasten, - tageszyklische Fugenbewegungen basierend auf Temperaturunterschieden zwischen dem Belag und der Unterlage oder zwischen der Kappe und der Unterlage, sowie auf unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Belages und der Unterlage, - langfristige bis jahreszyklische Fugenbewegungen, z.B. aus langfristigen bis jahreszeitlichen Temperaturschwankungen. Für die Fugenbewegungen aus Verkehr ergaben sich Maximalwerte von ca. 16 -µm. Bei der Betrachtung der Ergebnisse ist eine Häufung der Fugenbewegungen aus Verkehr in dem Bereich zwischen 10 -µm und 16 -µm zu erkennen. Die Fugenbewegungen in diesem Bereich können zu einem großen Teil dem Fahrzeugtyp 10 (Sattelfahrzeug mit der Achsfolge 1+1+3) zugeordnet werden. Es ist anzunehmen, dass diese Fugenbewegungen also durch Fahrzeuge mit einem Gewicht im Bereich von 40 t verursacht werden. Der Verlauf der Fugenbewegungen entspricht einer Einflusslinie mit einer Frequenz von ca. 1,1 Hz. Bei den tageszyklischen Fugenbewegungen ergaben sich für maximale tageszyklische Temperaturunterschiede von 11 K maximale Fugenbewegungen von 0,08 mm. Werden diese gemessenen Fugenbewegungen auf die bei maximal möglichen tageszyklischen Temperaturänderungen von 15 K zu erwartenden Werte extrapoliert, so ergeben sich für die Fugenbewegungen der Ruhrtalbruecke Mintard maximale Fugenbewegungen von 0,12 mm. In einem zweiten Schritt wurden die langfristigen bis jahreszeitlichen Fugenbewegungen gemessen. Die gemessenen Fugenbewegungen lagen im Mittel bei 0,7 mm (wobei diese Messwerte aufgrund des Messverfahrens auch die Fugenbewegungen aus Verkehr sowie die tageszyklischen Fugenbewegungen enthalten). In einem Einzelfall wurde eine Fugenbewegung von 1,1 mm gemessen. Bei den im Bereich der Bundesfernstraßen verwendeten Belägen und Abdichtungssystemen nach den ZTV-ING Teil 7 Abschnitt 4 (Abdichtungen im vollen Verbund) kann bei den Randfugen auf Stahlbrücken davon ausgegangen werden, dass die Fugenbewegungen (Summe aus langfristigen, tageszyklischen und verkehrsinduzierten Fugenbewegungen) im Regelfall 1 mm nicht überschreiten. Die tageszyklischen Fugenbewegungen liegen in einer Größenordnung von < 0,2 mm und die verkehrsinduzierten Fugenbewegungen in einer Größenordnung von < 0,02 mm.
Reaktionsharzgebundene Dünnbeläge (RHD-Beläge) gemäß dem "Merkblatt für reaktionsharzgebundene Dünnbeläge auf Stahl (Februar 1984)" werden als Beläge bis zu einer Dicke von 15 mm auf stählernen Fahrbahnplatten und Dienststeg-, Geh- und Radwegflächen angewendet. Ihre bevorzugten Anwendungsbereiche sind Fahrbahnen auf beweglichen Brücken, Festbrückengeräten und Fußgängerbrücken sowie Nebenbereiche von stationären Brücken. Die Anforderungen, die an die RHD-Beläge gestellt werden, sind bisher im "Merkblatt für reaktionsharzgebundene Dünnbeläge auf Stahl" und der "Technischen Prüfvorschrift für die Durchführung der Grundprüfung mit Anforderungen und Toleranzen" von 1984 geregelt, die zur Zeit durch den Arbeitskreis 7.10.2 "Beläge auf Stahlbrücken" überarbeitet und in "Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Herstellung von reaktionsharzgebundenen Dünnbelägen auf Stahl" (ZTV-RHD-ST) umgewandelt werden. Hierbei wird die im Merkblatt vorgeschriebene einjährige Praxiserprobung durch Auslagerung auf unter Verkehr liegenden Stahlflachstraßen-Tafeln durch eine Dauerschwellbiegeprüfung in Anlehnung an die Dauerschwellbiegeprüfung nach den "Technischen Prüfvorschriften für die Prüfung der Dichtungsschichten und Abdichtungs-Systeme für Brückenbeläge auf Stahl" (TP-BEL-ST) ersetzt, wozu im Rahmen dieses Projektes Untersuchungen durchgeführt wurden. Es konnte eindeutig nachgewiesen werden, dass eine praxisgerechte direkte Lasteinleitung von oben auf den Belag des Probekörpers bei der Dauerschwellbiegeprüfung für RHD-Beläge möglich ist, was in den Entwurf der Dauerschwellbiegeprüfung eingearbeitet wurde. Die festgelegten Prüfbedingungen für die Dauerschwellbiegeprüfung wurden mit allen zur Zeit verwendeten Bindemittelarten überprüft und abgesichert. Die Möglichkeit der Überbeschichtung auch länger liegender Lagen der Deckschicht eines RHD-Belages nach sorgfältiger Vorbereitung der Unterlage konnte nachgewiesen werden. Ebenfalls wurde die Frage geklärt, ob RHD-Beläge auch in größeren Schichtdicken, zum Beispiel wegen des Ausgleiches von Unebenheiten der Fahrbahntafel oder eines Gradientenausgleiches, eingebaut werden können.
Die Korrosionsbeschichtungen von Brückenteilen aus Stahl werden beim nachträglichen Einbau einer Gussasphaltschicht durch Hitzeeinwirkungern belastet, wodurch es zu Beschädigungen kommen kann. Die Autoren befassen sich mit der Frage, wie groß derartige Wärmebelastungen sind, wie sie prüftechnisch simuliert und wie sie künftig in der Baupraxis minimiert werden können.
Es wird über Untersuchungen zur Feststellung der Bewegungen von Randfugen auf Brücken berichtet. Die Untersuchungen dienten der Frage, ob der bisher bei Randfugen auf Brücken verwendete Unterfüllstoff oder Trennstreifen zwischen den Fugenfüllungen neben der Schutzschicht und neben der Deckschicht weggelassen werden kann. Ferner sollte ein praxisgerechtes Kollektiv der Fugenbewegungen für labormäßige Prüfungen und Untersuchungen der Fugenmassen ermittelt werden. Der Beitrag berichtet über Untersuchungsmethoden und stellt Ergebnisse vor.
Bericht über ein Forschungsprojekt in dem das Tieftemperatur- und Ermüdungsverhalten von Gussasphalt, der mit verschiedenen Bindemitteln hergestellt wurde, untersucht wird. Anlass hierfür war der geäußerte Wunsch, zu erneuernde Gussasphaltbeläge sehr stark befahrener Brücken zur Verringerung von Spurrillenbildung mit dem härteren Bitumen PmB 25 A anstelle des vorgeschriebenen weicheren Bitumens PmB 45 A herzustellen. Die Lebensdauer der Beläge soll damit erhöht werden. Es werden Dauerschwellbiegeprüfungen und Biegezugversuche durchgeführt. Einzelheiten der Versuchsdurchführung werden mitgeteilt. Neben dem Normenbitumen (30/45) als Referenzbitumen werden zwei polymermodifizierte Bitumen (PmB 25 A) und PmB 45 A) und zwei Sonderbitumen verwendet. Die Versuchsergebnisse sollen Anfang des Jahres 2003 vorliegen.
Im Rahmen des BASt-Projektes "Neue reaktionsharzgebundene Dünnbeläge" als Fahrbahnbeläge auf einem "D-Brücken-Gerät" wurden RHD-Beläge nach den Vorgaben der ZTV-RHD-ST bei einer praktischen Anwendung auf einer Behelfsbrücke im Zuge der Bundesstraße B 51 bei Wuppertal untersucht. Dabei konnten die Vorgaben der ZTV-RHD-ST, vor allem der homogene Belagsaufbau und die vorgeschriebenen Abstreumaterialien, eindrucksvoll betätigt werden. Die ZTV-/TL-TP-RHD-ST wurden mit ARS Nummer 29/1999 vom 11. Dezember 1999 für den Geschäftsbereich der Bundesfernstraßen eingeführt. Den Herstellern wurde eine Übergangszeit bis zum 31. Dezember 2000 eingeräumt, in der noch RHD-Beläge nach dem "Merkblatt für reaktionsharzgebundene Dünnbeläge auf Stahl" zugelassen waren. Seit dem 1.1.2001 dürfen nur noch RHD-Beläge nach den ZTV-RHD-ST verwendet werden. In der gültigen Zusammenstellung der geprüften Dünnbeläge nach den ZTV-RHD-ST für die Anwendung an Bauwerken und Bauteilen der Bundesverkehrswege, Stand 12. Februar 2001, sind drei RHD-Belagsysteme aufgeführt. Es handelt sich hierbei um ein System auf der Basis von Epoxidharz/Polyurethan sowie um zwei Polyurethan-Systeme. Ein weiteres Belagsystem auf der Basis von Methacrylat befindet sich zurzeit in der Grundprüfung.
Reaktionsharzgebundene Dünnbeläge (RHD-Beläge) gemäß dem Merkblatt für reaktionsharzgebundene Dünnbeläge auf Stahl (Februar 1984) werden als Beläge bis zu einer Dicke von 15 mm auf stählernen Fahrbahnplatten und Dienststeg-, Geh- und Radwegflächen angewendet. Auf Grund der als Bindemittel verwendeten Reaktionsharze sind die meisten dieser Belagsysteme während der Aushärtung empfindlich gegen niedrige Temperaturen und eine hohe Luftfeuchte. Da sich aber auf der Baustelle diese ungünstigen Witterungsbedingungen nicht immer mit Sicherheit ausschließen lassen, sollen zukünftig nur solche Belagsysteme zugelassen werden, die ein Mindestmaß an Unempfindlichkeit gegenüber diesen Witterungsbedingungen zeigen. Basierend auf den Ergebnissen der duchgeführten Untersuchungen wurde ein Prüfungskonzept zur "Prüfung der Empfindlichkeit der verschiedenen Belagsysteme unter ungünstigen Einbaubedingungen" formuliert. Die Mindesteinbautemperatur der verschiedenen Materialien wurde ermittelt. Die Empfindlichkeit der Reaktionsharze gegenüber feuchten Zuschlägen wurde nachgewiesen und daraus Anforderungen an die Mineralstoffe und deren Lagerung auf der Baustelle abgeleitet. Es wurden die baustellenbedingten Nachteile eines zweilagigen Belagsaufbaus untersucht und aufgezeigt. Die durch die Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse sind durch die Bearbeitergruppe "RHD-Beläge" im Arbeitskreis 7.10.2 "Beläge auf Strahlbrücken" der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) bei der zur Zeit laufenden Überarbeitung des Merkblattes zu Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Herstellung von reaktionsharzgebungenen Dünnbelägen auf Stahl (ZTV-RHD-ST) eingearbeitet worden. Das vorgeschlagene Prüfungskonzept für die "Prüfung der Empfindlichkeit der verschiedenen Belagsysteme unter ungünstigen Einbaubedingungen" wurde in die Technischen Prüfvorschriften für die Prüfung der reaktionsharzgebundenen Dünnbeläge auf Stahl (TP-RHD-ST) aufgenommen.
