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Mehr Dauerhaftigkeit durch optimiertes Verschließen von Bohrkernentnahmestellen

Um fertige Straßenbauleistungen zu prüfen, müssen Ausbauproben entnommen werden. Die Entnahmestellen der Bohrkerne werden danach zwar wieder verschlossen, doch erweisen sich viele Verschlüsse als qualitativ minderwertig. Folge sind Schäden an der Konstruktion. Im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurde deshalb der Entwurf einer Verfahrensanleitung für das fachgerechte Verschließen von Bohrkernentnahmestellen erarbeitet. Damit sollen auf Straßen in Asphalt- sowie in Betonbauweise Folgeschäden vorgebeugt und der langfristige Qualitätserhalt im Straßenbau verbessert werden.

Das Bild zeigt mehrere Bohrkernentnahmestellen Versuchsfelder: Bohrkernentnahmestellen komplett verschlossen (Versuchsfeld 1, oben) und noch offen mit sichtbarer Unterkonstruktion (Versuchsfeld 4, unten) (Bild: Bergische Universität Wuppertal)

Aufgabenstellung

Zur Prüfung fertiger Straßenbauleistungen ist es erforderlich, Ausbauproben zu entnehmen. Werden die Bohrkernentnahmestellen jedoch minderwertig verschlossen, verursacht dies häufig Schäden an der umgebenden Originalkonstruktion. Ziel war deshalb die Ausarbeitung des Entwurfs einer Verfahrensanweisung für das fachgerechte Verschließen und die Qualitätskontrolle von Bohrkernentnahmestellen. Mit dieser Aufgabe betraute die BASt das Lehr- und Forschungsgebiet Straßenentwurf und Straßenbau an der Bergischen Universität Wuppertal. Darüber hinaus sollte dort auch ein innovatives und anwendungsreifes Dokumentationskonzept für Bohrkernentnahmestellen entwickelt werden. Mit einer Einarbeitung der Verfahrensanweisung in das straßenbautechnische Regelwerk soll dazu beigetragen werden, beim Verschluss von Bohrkernentnahmestellen auf Straßen in Asphalt- und Betonbauweise ein erforderliches Qualitätsniveau einzuhalten.

Untersuchungsmethode

Nach umfangreichen Recherchen zu unterschiedlichen Verfahren und Materialien wurde eine Auswahl von 14 aus einem Deckschicht-/Deckenersatz und einer Unterkonstruktion bestehenden Verschlussvarianten evaluiert. Diese wurden mit zweckmäßig modifizierten und angepassten Prüfverfahren hinsichtlich Dichtigkeit und Dauerhaftigkeit unter zyklischer Last untersucht. Als Ergänzung zu den labortechnischen Untersuchungen wurden im kommunalen Straßennetz von Wuppertal 4 Versuchsfelder mit 8 verschiedenen Verschlussvarianten verschlossen und über 12 Monate kontinuierlich beobachtet. Anhand der Untersuchungsergebnisse wurden 2 Varianten ausgewählt, die auf dem duraBASt bei einem Großversuch mit dem Mobile Load Simulator MLS30 belastet wurden. In diesem Rahmen wurden kontinuierlich Querebenheits- und FWD- (Falling Weight Deflectometer) Messungen durchgeführt.

Bei der Entwicklung des Dokumentationskonzeptes wurden die zu erfassenden und zu speichernden Informationen, die Datenverarbeitung sowie die technischen Anforderungen und die Machbarkeit untersucht. Dazu wurden verschiedene RFID-Transponder einer labortechnischen Evaluierung hinsichtlich der zu erwartenden Beanspruchungen unterzogen. Des Weiteren wurde ein Dokumentationskonzept erarbeitet.

Ergebnisse

Die im Labor hergestellten Heißmischgutverschlüsse (HMG) erweisen sich als dicht und ermöglichen einen guten Verbund zur Originalkonstruktion. Dagegen zeigen im Labor hergestellte Kaltmischgutverschlüsse (KMG) Undichtigkeiten. Trotz gleichartiger Verdichtung der KMG-Verschlüsse unterscheiden sich die Oberflächenbilder zwischen den im Labor und den in situ hergestellten Verschlüssen. Die Dauerhaftigkeitsprüfungen unter zyklischer Belastung verformen die Bohrkernverfüllungen im Verlauf der Konsolidierungsphase unterschiedlich und korrelieren mit der Steifigkeit der Unterkonstruktion beziehungsweise der Verdichtungswilligkeit der eingesetzten Materialien. Der Großversuch mit dem MLS30 auf dem duraBASt ergab, dass bei einem fachgerechten Verschluss der Bohrkernentnahmestelle formstabile und dauerhafte Verschlüsse zu erwarten sind.

Das entwickelte Dokumentationskonzept ermöglicht eine Georeferenzierung von Bohrkernentnahmestellen per GPS. In die Entnahmestelle werden RFID-Transponder eingesetzt, auf denen vor Ort Daten gespeichert und abgerufen werden können. Durch eine vorgesehene Verknüpfung der Entnahmestelle mit einer Datenbank kann auf weitere Daten des Asphaltaufbaus zugegriffen werden.

Folgerungen

Der Zielsetzung entsprechend wurde ein Entwurf einer Verfahrensanweisung zum fachgerechten Verschließen von Bohrkernentnahmestellen erstellt. Dieser bildet die Grundlage für eine weitergehende Bearbeitung in den entsprechenden Gremien der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV).

Das erarbeitete Dokumentationskonzept ist ein erster und wichtiger Schritt zur zentralen Datensicherung. Langfristig empfiehlt sich der Aufbau einer Datenbank zur Sammlung und Bereitstellung von relevanten Informationen.

Weitere Informationen

www.durabast.de

Forschung kompakt als Download: 05/2020 (PDF, 394KB)

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  • Kontakt

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

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