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Untersuchungen zum Einsatz von EPS-Hartschaumstoffen beim Bau von Straßendämmen

Belastungen durch Dämme auf wenig tragfähigem Untergrund führen zu großen und langanhaltenden Setzungen. An Übergängen zu Brücken oder bei Verbreiterungen bestehender Straßen beeinträchtigen diese Setzungen den Fahrkomfort und die Verkehrssicherheit. Ihre Sanierung erfordert einen hohen Erhaltungsaufwand. Durch den Ersatz klassischer Dammbaustoffe durch EPS-Leichtbaustoff (Geofoam) werden die Setzungen und deren Folgen wesentlich reduziert, da EPS nur 1 % der mineralischen Dammbaustoffe wiegt.

Das Foto zeigt die Ortsumgehung Frankfurt/Oder, hier die Rampe zur Brücke über die Bahn-Gleise Ortsumgehung Frankfurt/Oder. Rampe zur Brücke über DB-Gleise

Problem

Beim Straßenbau auf wenig tragfähigen Böden können Dämme wegen des hohen Gewichts häufig nicht in der erforderlichen Höhe geschüttet werden. Ein weiteres Problem sind jahrzehntelange Sekundärsetzungen, insbesondere an den Rampen zu Überführungsbauwerken. Langfristig können sie nicht nur den Fahrkomfort, sondern auch die Fahrsicherheit vermindern. Die Setzungsdifferenzen werden meist durch Aufbringen neuer Asphaltschichten ausgeglichen, doch das ist mit Qualitätseinbußen und hohem Erhaltungsaufwand verbunden. Außerdem löst das Aufbringen der neuen Schichten wiederum Setzungen aus. Es wurde erwartet, dass diese Probleme beim Einsatz von EPS-Hartschaumstoff wegen seiner geringen Dichte weniger gravierend sind. Als Ersatz für mineralische Frostschutzmaterialien werden EPS-Hartschaumstoffe schon seit mehr als 35 Jahren im Straßenbau eingesetzt. Auf Betreiben der Bundesanstalt für Straßenwesen hat die Niedersächsische Straßenbauverwaltung zugestimmt, bei einer Widerlagerhinterfüllung einer Brücke über das Larrelter Tief an der BAB A 31 - Westumgehung Emden eine Versuchsstrecke mit EPS-Hartschaum einzurichten. Ziel sollte die praktische Erprobung der EPS-Bauweise unter Baustellenbedingungen sein.

Untersuchungsmethode

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde ein Teil des Dammkörpers der südlichen Rampe zum Brückenbauwerk "Überführung Larrelter Tief" der BAB A 31 - Westumgehung Emden durch EPS-Hartschaumblöcke ersetzt. Die nördliche Rampe wurde mit konventionellen Baustoffen ausgeführt, so dass ein direkter Vergleich zwischen der EPS- und der konventionellen Bauweise möglich war. Zur Bewertung der Bauweisen wurden die Größe und der zeitlicher Verlauf der Setzungen fünf Jahre lang gemessen.

Ergebnisse

Die Untersuchung hat gezeigt, dass durch den Ersatz eines Teiles des Dammkörpers durch EPS-Hartschaumstoff die Setzungen an der Fahrbahnoberfläche geringer sind als bei konventioneller Dammschüttung mit Sand. Dadurch verlängern sich die Instandsetzungsintervalle der Straße.

Durch die Anwendung von EPS-Hartschaumstoff beim Straßenbau auf weichem Untergrund wird es möglich, hohe Rampen bis an Brückenbauwerke heran herzustellen. Hierdurch werden Baukosten eingespart. Die Länge von Brückenbauwerken kann auf die erforderliche Durchfahrtbreite beschränkt werden. Sie ist also nicht mehr von der aus Standsicherheitsgründen begrenzten Höhe der anschließenden Rampen abhängig. In solchen Fällen häufig vorgenommene Bodenaustausch- oder Bodenverbesserungsmaßnahmen sind nicht mehr notwendig, so dass natürliche Ressourcen geschont werden. Zudem können Setzungsdifferenzen am Übergang zwischen Brückenbauwerk und Damm dauerhaft vermindert werden, was ebenfalls zu einer Verringerung des Erhaltungsaufwands führt.

Besonders bewährt hat sich das Auflegen der EPS-Lagen auf die Pfahlkopfplatte des Widerlagers, weil damit die Setzungsmulde gestreckt wird.

Folgerungen

EPS-Hartschaumstoff kann beim Bau von Dämmen auf wenig tragfähigen Untergrund im Zusammenhang mit dem Überschüttverfahren eingesetzt werden. Es treten geringe Sekundärsetzungen während der Nutzungsdauer der Straßen auf. Auch bei der Sanierung von Straßendämmen und Straßenverbreiterungen bestehen für den EPS-Hartschaumstoff Einsatzmöglichkeiten.

Investigations into the use of EPS rigid foams when building road embankments

On soft soils the weight of embankments entails large settlements for a prolonged period. For this reason riding quality and traffic safety will be reduced for example in transition zones to bridges or in case of widening existing highways. Rehabilitation requires high expenditure for maintenance. By replacement common embankment materials to EPS lightweight fill these settlements will be reduced essentially because EPS lightweight fill is only 1 % in weight of common materials. The construction methode with EPS lightweight fill (= Geofoam construction methode) has been tested successful by BASt in 1995 and 1996. As a result valuable experience concerning construction works was gathered. Observing the test section over a period of 9 years settlements were to a such less degree, that there were no restriction in riding quality. In the meantime Geofoam construction methode is in common use in Germany where soft soils are be found.

  • Kontakt

    Bundesanstalt für Straßenwesen
    Brüderstraße 53
    51427 Bergisch Gladbach
    Info-Service
    Telefon: 02204 43-9101
    Fax: 02204 43-2550
    info@bast.de