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Temperaturabhängigkeit von Befestigungen in Asphalt

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[Quelle: http://d-nb.info]

Befestigungen mit Metalldübeln zur Verankerung in Beton oder Mauerwerk werden seit einigen Jahren intensiv erforscht. Die ETAG 001 (1) (ersetzt durch EAD 330232-00-0601 (2)) und die DIN EN 1992-4 (3) beschreiben verschiedene Befestigungstypen einschließlich ihrer Bemessungsverfahren und gelten für die Bemessung im Verankerungsgrund Beton und Mauerwerk. Befestigungen in Asphalt hingegen sind bisher noch nicht hinreichend untersucht und aus diesem Grund noch nicht für alle relevanten Einsatzgebiete geregelt. Eingesetzt wird diese Befestigung bereits als Verankerung von passiven Rückhaltesystemen und Schutzeinrichtungen auf Asphalt. Zulässig ist dies nur bei Verwendung ohne besondere Anforderungen an die Sicherheit. Übertragbar ist hier lediglich eine stoßartige Belastung. Alle Befestigungssituationen mit erheblichen Anforderungen an die Sicherheit benötigen die Erstellung eines Betonfundaments, um dieses als zugelassenen Verankerungsgrund zu nutzen. Die hohen Kosten und der hohe Arbeitsaufwand jedoch richten den Fokus erneut auf die Grenzen und Möglichkeiten von Befestigungen in Asphalt. Hierbei geht es nicht nur um Asphalt als Straßenbelag, sondern auch um abdichtende Schichten, wie beispielsweise in Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen. Problematisch ist die Befestigung in solchen Anlagen insofern, als Schilder oder Leitplanken die bestehende abdichtende Schicht durchdringen. Laut dem "Besorgnisgrundsatz" des Wasserhaushaltsgesetztes (4) gilt es, derartige Anlagen so zu errichten und zu betreiben, dass keine Stoffe austreten und Gewässer- oder Bodenverunreinigungen auftreten können. Hierzu ist eine zusätzliche Überprüfung und Gewährleistung der Abdichtungsfunktion erforderlich. Für alle relevanten Befestigungssysteme müssen dafür zunächst die Einflüsse auf das Tragverhalten untersucht und ein mögliches Prüfprogramm mit allen relevanten Lasteinwirkungen erarbeitet werden. In der Arbeit wurde die grundsätzliche Übertragbarkeit von bereits bestehenden Regelwerken zur Bemessung von Verankerungen geprüft. Ein analytisches Modell im linear-elastischen Funktionsbereich mittels gekoppelter elastischer Bettung und Verbundversagen soll Erkenntnisse für das darauffolgend sich einstellende Versagen liefern. Mittels Finite-Elemente-Analyse soll tiefergehend eine genauere Betrachtung des Tragverhaltens erfolgen. Die gewonnenen Erkenntnisse sind abschließend zur Bewertung einer praxisrelevanten Nutzung und für die Erarbeitung neuer Möglichkeiten wie das entwickelte und patentierte Verfahren der Selbstheilung von Asphalt zu nutzen. In der Arbeit konnten die ungünstigsten Einflussfaktoren durch Temperatur, Rissbildungen im Verankerungsgrund infolge Stoßbelastung und viskoses Verhalten des Asphalts durch experimentelle Analysen bestimmt werden. Die Möglichkeit Verankerungen im Asphalt unter Gewährleistung von angemessenen Lasthöhen einzusetzen, konnte bei hohen Temperaturen von 40 bis 50 Grad Celsius nachgewiesen werden.

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Bücher, Broschüren

Jürgen Hutschenreuther, Thomas Wörner
Asphalt im Straßenbau
3., Aufl.
2017, 496 S., m. farb. Abb. 24 cm, Softcover
Kirschbaum

 

 

In dem Praxiswerk werden die Grundlagen und Voraussetzungen für die Herstellung von Asphalt erläutert, die verschiedenen Bauweisen dargestellt und die praktische Ausführung eines qualitativ hochwertigen Bauwerks besprochen. Die 3. Neuauflage trägt insbesondere den zwischenzeitlich eingetretenen Aktualisierungen der Regelwerke (ZTV/TL Asphalt, TL Bitumen, TL BE, TL S bit) bzw. der Empfehlungen und Merkblätter Rechnung und adaptiert alle neu eingeführten Standards. Neu in die 3. Auflage aufgenommen wurden die Kapitel: - Gesteinsprüfungen, - Reparaturasphalte, - Fugenmassen, - Asphaltarmierungen, - Asphalt unter extremen Klimabedingungen. Wesentlich ergänzt wurde das Werk außerdem um Themen wie neue Technologien im Bereich der Bitumenlogistik, Griffigkeit, Landwegebau und Hinweise zu InLine Pave und Patching.

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Sabine Hübner, Andreas Schmohl
Freisetzung von Mecoprop aus Polymerbitumendachbahnen - Modellierung des Transportverhaltens von Mecoprop bei der Bodenpassage unter Berücksichtigung der Vorgaben des Prüfplans aus der "PG Mecoprop"
Bauforschung, Band T 3356
2018, 26 S., 15 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Polymerbitumendachbahnen für Gründächer enthalten als Durchwurzelungsschutz Mecoprop-Ester, welche nach und nach an die Oberfläche diffundieren, hydrolysieren und schließlich als Carbonsäure freigesetzt werden. Das sogenannte "Mecoprop-P" der freien Carbonsäure stellt die treibende Kraft dar. Die Freisetzung von Durchwurzelungsschutzmitteln aus Dachbahnen wurde in diesem Forschungsprojekt vom Fraunhofer IBP untersucht. Dabei sollte der zeitliche Konzentrationsverlauf im Porenwasser in 1 m Tiefe abgeschätzt werden. Die Modellierung der Mecoprop-Konzentration sollte unter Verwendung der vorgegebenen Rahmenbedingungen sowie verschiedener relevanter Eingangsparameter erfolgen.

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Sabine Hübner, Regina Schwerd
Validierung des Laborversuches nach DIN CEN/TS 16637-2 zur Freisetzung von Radiziden aus Bitumendachbahnen. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3359
2018, 22 S., 10 Abb. u. 8 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ester der 2-(4-Chlor-2-methylphenoxy)-propionsäure ("Mecoprop", MCPP) finden in Polymerbitumen-Abdichtungsbahnen, die z.B. zur Dachabdichtung bei Gründächern eingesetzt werden, Anwendung. Bei Kontakt mit Wasser werden die Mecoprop-Ester aus der Bitumenbahn ausgewaschen und Mecoprop durch Hydrolyse aus den Estern freigesetzt. Durch die radizide Wirkung des Mecoprops werden Polymerbitumenbahnen mit Gründachaufbau vor Durchwurzelung geschützt. Wirksam ist allerdings nur das (R)-(Plus)-Enantiomer, "Mecoprop-P", das in modernen Rezepturen zum Schutz vor Durchwurzelung überwiegend vorhanden ist. Mit dem ablaufenden Regenwasser kann so Mecoprop in die Umwelt eingetragen werden. Der Eintrag von Mecoprop aus Bauprodukten in die Umwelt soll bauaufsichtlich In Bezug genommen werden. Die Freisetzung von Mecoprop aus Bitumendachbahnen wurde bereits in den Forschungsvorhaben P 52-5- 20.88-1497/15 und P 52-5- 20.88.2-1999/16 untersucht. Dabei wurde unter anderem der Laborversuch nach DIN CEN/TS 16637-2 ("Horizontale dynamische Oberflächenauslaugprüfung") angewandt. Zukünftig sollen die Ergebnisse aus dem Laborversuch nach DIN CEN/TS 16637-2 als Eingangsdaten für ein mathematisches Modell zur Modellierung der Umwelteinwirkungen von Mecoprop dienen. Um ein robustes Verfahren zu erhalten, ist eine detaillierte Vorschrift für alle Arbeitsschritte der Oberflächenauslaugprüfung unabdingbar, da nur so die Reproduzierbarkeit als auch eine möglichst gute Vergleichbarkeit der Ergebnisse zwischen den Laboratorien sichergestellt werden kann.

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H. Dorner, M. Schmalz
Differenzthermoanalyse 'DTA' von Bitumen-Interpretation und Vergleich mit thermomechanischen Kennwerten. Schlußbericht
1988, 125 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Untersucht wurden 14 Straßenbaubitumen (B 45, B 80, B 200) aus 8 verschiedenen Herkunftsländern. Zur Charakterisierung der Bindemittel wurden Verfahren nach DIN 1995 eingesetzt. Zusätzlich wurden thermoanalytische (DTA) und infrarotspektroskopische Untersuchungsmethoden angewandt. Die Bitumenproben wurden in nicht gealtertem und gealtertem Zustand geprüft. Eine Reihe von Meßdaten der Normuntersuchungen dienten als Korrelationsgrößen für die Interpretation der thermoanalytisch erhaltenen Ergebnisse. Die DTA der Bitumen erfolgten durch definiertes Aufheizen und Abkühlen von Proben im Bereich von -100 Grad Celcius bis +100 Grad Celcius. Dabei wurden charakteristische und reproduzierbare Thermogramme erhalten. Aus ihnen ließen sich Glasübergangsbereiche mit den zugehörigen Glasübergangstemperaturen bestimmen. (-y-)

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Zeitschriftenartikel

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Wellner, Frohmut
Die Geschichte des Asphaltstraßenbaus in Deutschland
Straße + Autobahn, 2020

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Kluger, Norbert; Musanke, Uwe
Arbeitsplatzgrenzwert für Bitumen festgelegt. Ermittlung und Bewertung der Exposition bei Heißverarbeitung sowie Maßnahmen zur Expositionsreduzierung (kostenlos)
Bauportal, 2020

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Gottschalk, Herbert; Kneißl, Martin
Abdichtungen: Ausführungsfehler oder Fehler im System? Normenkonform, aber nicht den Regeln der Technik entsprechend (kostenlos)
tHIS. Tiefbau. Hochbau. Ingenieurbau. Straßenbau, 2020

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Schellenberger, Matthias; Alisov, Alexander
Lösemittel im Asphaltlabor - Aktueller Stand
Straße + Autobahn, 2020

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Weigel, Sandra; Simmlei, Norbert; Sacihan, Hülya; Stephan, Dietmar
Differenzierung von Bitumen der Sorte 70/100 mit variierenden physikalischen Eigenschaften
Straße + Autobahn, 2019

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