Textilbewehrter Oberbeton als Basis für eine fugenlose Oberfläche von Betonfahrbahnen
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
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Bericht aus dem Jahrbuch 2020
TEXTILBEWEHRTER ORTBETON FÜR BETONFAHRBAHNEN
Statischer Versuchsaufbau mit Dehnkörper
Das im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) begonnene Projekt untersucht die Überbrückung von Längs- und Querfugen in Betonfahrbahndecken.
In diesem Forschungsvorhaben wird eine Methode entwickelt, auf eine Altbeton-schicht eine 50–70 mm starke, mit Carbonbeton verstärkte, fugenfreie Instandsetzungsschicht aufzubringen. Hauptgrund für die Verwendung von textiler Bewehrung ist die Rissbreitenbeschränkung sowie auch die Aufteilung von einzelnen Rissen und Fugen im Altbeton auf viele kleinere Risse in der Aufbetonschicht.
Das Vorhaben wird in Zusammenarbeit mit der Ruhr-Universität Bochum durchgeführt. Die im Projekt C3-V4.12 gewonnenen Erkenntnisse bildeten die Grundlage für das jetzige Forschungsprojekt. Um eine Aussage über die Materialkombinationen treffen zu können, wurden am Institut für Massivbau Dehnkörper mit unterschiedlichen Parametern bis zum Versagen untersucht.
Der Fokus der Versuche lag auf der Sicherstellung der technischen Realisierbarkeit in der Praxis und der Entwicklung eines möglichst feinen Rissbildes. Zur Bestimmung der Rissbreiten sowie der Rissverteilung wurden Probeköper mit zwei unterschiedlichen Längen hergestellt, die dafür anschließend bei der Durchführung von statischen und dynamischen Versuchen verwendet wurden. Weiterhin wurde die Rissbildentwicklung
bei Temperaturen zwischen -20 °C und 60 °C untersucht. Im Messbereich der statischen
Dehnkörper traten 5 bis 6 Risse auf. Durch die Messung der Dehnung konnte so eine mittlere Rissbreite zwischen 0,56 und 0,72 mm ermittelt werden. Einen signifikanten Einfluss der Temperatur auf die Rissverteilung konnte während der Versuche nicht festgestellt werden. Die Bruchlast war bei Temperaturen von -20 °C am größten.
Die dynamischen Versuche sollen Aussagen über das Ermüdungsverhalten und das Rissbild zulassen. Die Tests fanden bei 20 und 60 °C statt. Eine Untersuchung bei -20 °C war nicht möglich, da eine konstante Kühlung der Probekörper nicht sichergestellt werden konnte. Bei den bisher durchgeführten dynamischen Versuchen stellte sich ebenfalls ein gleichmäßig verteiltes, feines Rissbild ein. Eine genauere Auswertung steht noch aus.
Bericht aus dem Jahrbuch 2019
TEXTILBEWEHRTER ORTBETON ALS BASIS FÜR EINE FUGENLOSE OBERFLÄCHE VON BETONFAHRBAHNEN
Rissbild eines Dehnkörpers aus Carbonbeton
Die in Deutschland gebräuchliche Bauweise von durch Längs- und Querfugen unterteilten Betonfahrbahndecken ist aufgrund der erforderlichen Fugenabdichtungen wartungsintensiv. Um diesen Aufwand künftig vermeiden zu können, wird im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) in diesem Forschungsvorhaben eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, auf eine Unterbetonschicht eine 50–70 mm starke fugenfreie textilbewehrte Betonschicht aufzubringen. Die textile Bewehrung dient dabei primär der Rissbreitenbeschränkung und Verteilung der auftretenden Risse.
Das Forschungsprojekt, welches in Zusammenarbeit mit der Ruhr-Universität Bochum durchgeführt wird, baut dabei auf ersten Erkenntnissen aus dem Projekt C3-V4.12 „Carbonbeton zur fugenlosen Instandsetzung geschädigter Betonfahrbahndecken“ auf, wobei die untersuchten Materialien erweitert werden, um ein noch feineres Rissbild erzielen zu können. Die zur ersten Einschätzung des Tragverhaltens der neuen Materialkombination durchgeführten Tastversuche werden im späteren Projektablauf um statische und zyklische Zug- und Biegezugversuche erweitert.
Rissverteilung eines Risses im Altbeton auf mehrere kleinere Risse in der Instandsetzungsschicht
Der Fokus bei der Textilauswahl liegt auf der Sicherstellung der technischen Realisierbarkeit in der Praxis und damit in der Möglichkeit, das entwickelte System zur Instandsetzung von gefugten Fahrbahnplatten verwenden zu können. Die Hauptanforderung an die textile Bewehrungsstruktur ist, neben der Sicherstellung eines möglichst feinen Rissbildes, dass das Textil auf eine Rolle aufwickeln werden kann, um bei der Instandsetzung der Fahrbahn einen möglichst hohen Grad an maschineller Fertigung zu erzielen. Um möglichst mehrere feine Risse innerhalb der carbonbewehrten Aufbetonschicht im Bereich der Fugen zu erzeugen, wird zudem eine mögliche Verbundtrennung zwischen Unterbeton und Aufbeton im Bereich der Fuge untersucht. Diese Verbundtrennung stellt sicher, dass sich die Bewegung der Fuge nicht lokal in die Aufbetonschicht überträgt, sondern über eine größere Länge über eine Vielzahl mehrerer kleiner Risse in der Instandsetzungsschicht aufgeteilt wird.
Am Institut für Massivbau erfolgt die Untersuchung der Materialkombination in Form von Dehnkörpern unter statischer und zyklischer Belastung sowie unter dem Einfluss von Temperaturen zwischen -20 und +60° C.