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Baustoffe für standfeste Bankette

Bankette spielen als unmittelbar neben der Fahrbahn liegende Teile der Straße eine wesentliche Rolle im Hinblick auf die Verkehrssicherheit und den Boden- und Gewässerschutz und sind diesen Ansprüchen bautechnisch optimal anzupassen und auszugestalten. Hierfür beauftragte die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) ein Forschungsvorhaben, bei dem die Aspekte Standfestigkeit und Tragfähigkeit im Fokus stehen.

Das Bild zeigt einen Dichtebestimmung mit dem Ballonverfahren Dichtebestimmung mit dem Ballonverfahren (Bild: Technische Universität München)

Aufgabenstellung

Das Bankett (unbefestigter Seitenstreifen) hat zwei wesentliche Aufgaben zu erfüllen. Einerseits muss es aus Gründen der Verkehrssicherheit dauerhaft standfest und tragfähig sein, was durch die Verwendung grobkörniger Baustoffe (beispielsweise Kies) erreicht wird. Andererseits müssen im Straßenabfluss befindliche verkehrsbedingte Schadstoffe aus Gründen des Boden- und Gewässerschutzes im Bankettbereich zurückgehalten werden. Hierfür sollte das Bankett einen geringen Anteil feinkörniger Bestandteile (beispielsweise Oberboden) enthalten. Zudem sollte das Bankett pflegeleicht sein und nur einen mäßigen Aufwuchs aufweisen, um den Verkehrsfluss möglichst selten aufgrund notwendiger Mäh- und Schälarbeiten durch den Betriebsdienst zu behindern. Bei den aktuellen Regelungen zum Bau von Banketten besteht aus Sicht einiger Straßenbauverwaltungen unter anderem wegen der dort vorgesehenen Oberbodenschicht ein Optimierungsbedarf. Es gilt eine Zusammensetzung des Bankettmaterials zu finden, bei der sowohl die Aspekte der Verkehrssicherheit als auch die des Boden- und Gewässerschutzes optimal erfüllt werden. Die wesentliche Aufgabe dieser Forschungsarbeit bestand insbesondere in der Weiterentwicklung standfester und tragfähiger Bankette unter Berücksichtigung umwelttechnischer Ansprüche. Parallel wurde in einem anderen Forschungsprojekt der Schadstoffrückhalt verschiedener Bankettbauweisen untersucht.

Untersuchungsmethode

Es wurden sowohl Laborversuche als auch großmaßstäbliche Versuche an verschiedenen künstlich hergestellten Mischungen aus Kies respektive Gesteinskörnungen der Körnung 0/32 mm, feinkörnigem Boden und Oberboden durchgeführt. Im Labor wurde zur Klassifizierung der Mischungen die Korngrößenverteilung, die Verdichtungseigenschaften (Proctorversuch), die Tragfähigkeit (CBR-Versuch) und die Durchlässigkeit ermittelt. Mithilfe der großmaßstäblichen Versuche wurde die Verbindung der Laborversuche zu den Praxisbedingungen in situ hergestellt. Unter Berücksichtigung der Laborergebnisse wurde an ausgewählten Mischungen nach Einbau und Verdichtung die Tragfähigkeit mittels statischer und dynamischer Plattendruckversuche, auch nach Bewässerung, ermittelt.

Ergebnisse

Bei den Laborversuchen können die Versuchsmischungen aufgrund der Kornverteilungen als gemischtkörnige Böden mit Feinkornanteilen (< 0,063 mm) zwischen 6,6 M.-% und 17,7 M.-% charakterisiert werden. Die Tragfähigkeitsuntersuchungen zeigten trotz größerer Streuungen, dass ein höherer Oberbodenanteil zu niedrigeren Tragfähigkeiten führt. Die Durchlässigkeitsuntersuchungen ergaben, dass die Versuchsmischungen bei einer üblichen Verdichtung (DPr = 100 %) überwiegend schwach (k = 10-6 m/s bis k = 10-8 m/s) bis sehr schwach durchlässig (k < 10-8 m/s) sind. Dabei führte prinzipiell ein höherer Feinkornanteil zu niedrigeren Durchlässigkeiten. Bei den großmaßstäblichen Versuchen wiesen die verdichteten Versuchsmischungen allesamt Tragfähigkeiten auf, die bei den statischen Plattendruckversuchen zwischen Ev2 = 53 MN/m2 und 280 MN/m2 und bei den dynamischen Plattendruckversuchen zwischen Evd = 31 MN/m2 und 89 MN/m2 lagen.

Folgerungen

Für standfeste Bankette ist ein einschichtiger Bankettaufbau mit einer homogenen Bodenmischung ohne separate Oberbodenschicht zu bevorzugen. Für die Herstellung von Banketten können Mischungen aus Kies mit einem Größtkorn von 32 mm und feinkörniger Boden oder Oberboden verwendet werden. Basierend auf den Versuchsergebnissen dieser Forschungsarbeit sollte der Feinkornanteil der Bankettmaterialien 15 M.-% nicht übersteigen. Höhere Werte könnten, insbesondere nach Bewässerung des Materials, zu einer Unterschreitung der erforderlichen Tragfähigkeit führen. In Hinblick auf die umwelttechnischen Anforderungen wird auch die Angabe eines minimalen Feinkornanteils empfohlen, der das Schadstoffrückhalte- und -bindevermögen der Bankettmaterialien gewährleistet. Dieser wurde im Forschungsprojekt zum Schadstoffrückhalt mit mindestens 5 M.-% angegeben. Die Bankettmaterialien werden gleichmäßig in Lagen von höchstens 30 cm Dicke eingebaut und verdichtet. Standfeste Bankette sollten bei einem Verdichtungsgrad DPr = 100 % ein Verformungsmodul Ev2 ≥ 60 MN/m2 beziehungsweise Evd ≥ 30 MN/m2 aufweisen. Für Kies-Schluff-Gemische mit einem Feinkornanteil von maximal 13 M.-% sollten Verformungsmoduln von Ev2 = 80 MN/m2 und Evd = 40 MN/m2 erreichbar sein.

Forschung kompakt als Download: 18/2017 (PDF, 157KB)

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

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