Instandsetzungsverfahren mit Hochleistungsbeton
Modellierung und rechnerische Überprüfung der Wirksamkeit
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Zur Beseitigung von Verformungsschäden, z.B. Spurrinnen oder waschbrettartigen Aufwölbungen können dünne (TWT: 10-20 cm) oder ultradünne (UTW: 5–10 cm) Betondeckschichten (Whitetopping) auf alte Asphalt- und Betonfahrbahnen aufgebaut werden. Zur Ausführung ultradünner Beläge wird Hochleistungsbeton (HPC) oder Ultrahochleistungsbeton, kurz: UHPC, verwendet. Derartige Betone werden bereits seit langem erfolgreich überall dort im konstruktiven Ingenieurbau eingesetzt, wo extreme Druckfestigkeiten und schlanke Strukturen gefordert sind.
Darüber hinaus ist auch die hohe Beständigkeit gegenüber chemischen Angriffen (Chloride, Tausalze) als wichtige Eigenschaft zu nennen, die UHPC insbesondere für den Einsatz im Straßenbau qualifiziert. Die Sicherstellung der gewünschten Eigenschaften erfordert jedoch höchste Ansprüche bei der Herstellung. Ziel des Forschungsprojektes ist somit die Entwicklung von Grundlagen zur Überbauung von vorhandenen konventionellen Betonschichten mit UHPC Decken. Dabei sind mit Hilfe von FE Simulationen Informationen zur Wirkungsweise und Eignung derartiger Maßnahmen und zu den Einflüssen verschiedener Randbedingungen zu erarbeiten. Die zu untersuchenden Randbedingungen umfassen den Verbund zwischen den Schichten, die Wirkung von Verbundbolzen, die Verteilungen von Steifigkeiten, Zwang infolge (teilweise) behinderter Temperaturdehnungen in der Befestigung, Horizontalverschiebungen der Schichten sowie die Wirkung von Dübeln in den vorhandenen Betonschichten einschließlich eventueller Fehllagen von Dübeln. Weiterhin sind verschiedene geometrische Konfigurationen zu untersuchen und der Einfluss von Lagerungsbedingungen auf das Gesamttragverhalten abzuschätzen.
Detaillierte Studien zu den Schadensmechanismen (Rissfortpflanzung etc.) werden im Rahmen dieser Arbeit nicht behandelt. Die Erkenntnisse sind in Form eines Berichtes so aufzubereiten, dass sie als Dimensionierungshilfe für den Aufbau von Großversuchen zu neuen Instandsetzungsbauweisen unter Verwendung von UHPC bei der Bundesanstalt für Straßenwesen dienen.
Auftraggeber
Bundesanstalt für Straßenwesen
Kooperation
Villaret Ingenieurgesellschaft mbH
Bearbeiter
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil Markus Oeser
Dipl.-Ing. Stefan Schmidt