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Detailergebnis zu DOK-Nr. 82359

Entwicklung alternativer Plattengeometrien im Betonstraßenbau unter Berücksichtigung ihrer Nutzungsdauern und ihres Beitrags zur Nachhaltigkeit

Autoren	M. Brust
Sachgebiete	9.3 Zement, Beton, Trass, Kalk 11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer 11.3 Betonstraßen 11.4 Pflaster- und Plattenbefestigungen

München: Lehrstuhl und Prüfamt für Verkehrswegebau der Technischen Universität München, TUM, (Mitteilungen des Lehrstuhls und Prüfamts für Verkehrswegebau der Technischen Universität München ; H. 108), ix, 178 S., zahlr. B, Q

Aufgrund geänderter Richtlinien zum Arbeitsschutz werden die aktuellen Plattengeometrien im Betonstraßenbau angepasst und neu dimensioniert. Es wird ein Prognoseverfahren zur Berechnung der Nutzungsdauern von Betonfahrbahnen entwickelt und auf die alternativen Plattenformate angewendet. Bei der Aktualisierung des Verfahrens lag der Fokus speziell auf der dimensionierungsrelevanten Biegezugfestigkeit von Beton, die mittels Laboruntersuchungen ermittelt wurden. Durch das wachsende Verkehrsaufkommen und die damit stärkere Beanspruchung der Fahrbahnen sowie schnelleren Ermüdung der Straßen, ist eine verlässlichere Prognose zur Langlebigkeit einer Fahrbahn immer wichtiger. Daher ist das Ziel der Dissertation, angewandte Prognoseverfahren zur Berechnung der Nutzungsdauer von Verkehrsflächen aus Beton zu recherchieren und gegenüberzustellen. Aufbauend darauf wurde eine neue Berechnungsmethodik zur Ermittlung von Nutzungsdauern erarbeitet. Weiter wurde die Berechnungsmethodik auf alternative Plattengeometrien im Betonstraßenbau bei Bundesfernstraßen angewendet, um eine Aussage über die Langlebigkeit und die Dicke der Platte zu treffen. Der Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung wurde abschließend anhand ausgewählter Ziele der Nachhaltigkeitsstrategie, einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der Plattengeometrien sowie der These zu einer 100-jährigen Betonfahrbahn herausgearbeitet. Die Biegezugfestigkeit des Betons ist abhängig von der Dicke des Prüfprismas und wird geringer, je mehr die Balkendicke zunimmt. Dies wurde mittels eigener Laborversuche bestätigt. Anhand einer umfangreichen Literaturrecherche und den ausgewerteten Versuchsergebnissen, ließ sich eine dimensionierungsrelevante Biegezugfestigkeit für sämtliche Plattendicken theoretisch berechnen. Die dimensionierungsrelevante Biegezugfestigkeit wurde im neu entwickelten Prognoseverfahren zur Berechnung der Nutzungsdauer der alternativen Plattengeometrien in Ansatz gebracht. Abschließend wurden die neu entwickelten Plattengeometrien hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeitspotenziale untersucht. Es konnte für eine Erhöhung der Plattendicken um 7,5 cm aufgrund von Grindingmaßnahmen sowie der Verlängerung der Langlebigkeit eine Verdreifachung bis Verfünffachung der Nutzungsdauern nachgewiesen werden. Ebenso wurden mittels einer Wirtschaftlichkeitsuntersuchung die Varianten mit kleinen und großen Plattengeometrien gegenübergestellt. Es zeigte sich, dass eine erhöhte Betonmenge, die bei großen Platten aufgrund der größeren Plattendicken benötigt wird, bei den Gesamtkosten geringer ins Gewicht fällt als die Erhöhung der Fugenanzahl sowie die damit verbundene Anzahl an Ankern, Dübeln, Fugenmaterial und Unterhaltskosten. Damit lässt sich festhalten, dass die großen Plattenformate hinsichtlich der Fugen, der Erhaltung, der Sensibilität auf Einwirkungen aus Witterung und Verkehr und der Wirtschaftlichkeit positiver zu bewerten sind.