Projekte
Einflüsse des Gebrauchsverhaltens kalkbehandelter frostempfindlicher Böden im Planumsbereich von Verkehrsflächen auf den frostsicheren Oberbau
- CBR-Versuch in-situ
Im Rahmen eines Forschungsauftrages des Bundesministeriums für Verkehr wird derzeit das Gebrauchsverhalten von Verkehrswegen, deren Planum mit Kalk verbessert oder verfestigt wurde, untersucht. Es wurde anhand von Felduntersuchungen an ausgeführten Straßenbaumaßnahmen und im Labor festgestellt, wie sich die Festigkeit und Frostempfindlichkeit der kalkbehandelten Schichten nach mehreren Jahren Liegezeit unter der Beanspruchung von Verkehr und Klima entwickelt hat.
Die Tragfähigkeitsmessungen (CBR-Versuche und Plattendruckversuche) auf dem kalkbehandelten Planum zeigten, dass die Festigkeiten in weiten Bereichen variieren. Einflußfaktoren der Festigkeitsentwicklung sind z.B. die Bodenart, die Kalkzugabemenge sowie der Wassergehalt und die Verdichtung beim Einbau. Die Im Labor durchgeführten Festigkeitsprüfungen nach Frost-Tauwechselbeanspruchung ergaben, dass kalkbehandelte Böden im Vergleich zum unbehandelten Ausgangsboden höhere Festig- keiten besitzen.
Unter Einhaltung bestimmter Randbedingungen kann eine Kalkbehandlung die Frostempfindlichkeit eines Bodens reduzieren und somit Kosten bei der Frostdicken- bemessung einer Straße einsparen.
ECOPREC - wasserundurchlässige Pflasterbeläge
Das ECOPREC-Projekt wird von der europäischen Kommission gefördert. Die Projektpartner sind fünf Betonsteine produzierende Unternehmen sowie zwei Labore.
Das ECOPREC-System ist ein wasserundurchlässiger Pflasterbelag und wurde mit dem Hintergrund entwickelt, auch dort Pflasterbeläge einbauen zu können, wo ein Durchsickern von Flüssigkeiten in den Untergrund unerwünscht ist. Das ECOPREC-System besteht, ebenso wie ein traditioneller Pflasterbelag, aus Pflastersteinen, Fugenfüllung und Bettungsschicht. Die Besonderheit des ECOPREC-Systems, die Wasserundurch- lässigkeit, wird aufgrund der besonderen Rezeptur für die Fugenfüllung und die Bettungsschicht erreicht.
Die Stabilität und die Durchlässigkeit verschiedener Materialien für die Fugenfüllung und die Bettungsschicht wurden im Labor des Lehrstuhls für Bodenmechanik und Grundbau / Geotechnik sowie im Labor eines dänischen Projektpartners erkundet. Einerseits sollte das Material undurchlässig sein und andererseits den Kräften durch Verkehrsbelastung widerstehen können. Die sich bei den Untersuchungen als geeignet herausge-stellten Materialien sind in Testflächen eingebaut worden. Anhand von Verformungs- sowie Wasserdurchlässigkeitsmessungen wurde die Tauglichkeit des ECOPREC-Systems nachgewiesen.
Die Projektpartner:
- Albrecht Braun GmbH, Amstetten (Deutschland)
- Maer S.p.A, Sommariva Bosco (Italien)
- PC Laboratoriet A/S, Kopenhagen (Dänemark)
- Starka Betongindustrier, Södra Sandby (Schweden)
- Technische Universität Cottbus, Cottbus (Deutschland)
- Tonder Beton, Horsens (Dänemark)
- Weissenböck Baustoffwerk GmbH, Neunkirchen (Österreich)
Entwicklung eines Verfahrens zur Beurteilung der Eignung von Böden zur Behandlung mit Kalk
- Ausstreuen von Kalk
- Einmischen von Kalk
Kalk verbessert und verfestigt Böden des Untergrundes und Unterbaues von Straßen, Wegen und anderen Verkehrsflächen, die sonst ungeeignet für die Baumaßnahmen wären. Zur Beurteilung der Eignung von Böden zur Behandlung mit Kalk müssen kosten- und zeitintensive Eignungsprüfungen durchgeführt werden, die dazu führen, dass meistens auf den sinnvollen Einsatz von Kalk zur Bodenbehandlung verzichtet wird.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Reaktionen von Kalk im Boden auf-zuklären und ein Verfahren zu entwickeln, anhand dessen in kurzer Zeit vorhergesagt werden kann, in welchem Umfang eine Kalkbehandlung eine Erhöhung der Tragfähigkeit und Verminderung der Witterungsempfindlichkeit eines Bodens bewirkt. Zu den möglichen Schnelltests, die untersucht werden und mit den herkömmlichen Eignungsprüfungen verglichen werden, gehören ausgewählte chemische Prüfungen, wie z.B. die Ermittlung des Ca-Bindungsvermögens und des reaktiven Aluminium- und Siliciumanteils des Bodens sowie die Abnahme des nichtgebundenen Ca(OH)2 im Boden-Kalk-Gemisch.
Verringerung der Frostempfindlichkeit von Böden durch die Behandlung mit Branntkalk und Kalkhydrat
Die Frostempfindlichkeit eines Bodens beeinflusst neben anderen Faktoren die Dicke des frostsicheren Oberbaus von Verkehrsflächen. Gemäß RStO 01 kann durch eine Bodenverfestigung mit Branntkalk und Kalkhydrat die Dicke des frostsicheren Oberbaus um maximal 20 cm reduziert werden, wenn in der Eignungsprüfung ein Frostwiderstand nachgewiesen wurde. Aber auch bei Bodenverbesserungen mit Kalk kann unter bestimmten Bedingungen eine Verminderung der Frostempfindlichkeit erreicht werden. Wird ein sehr frostempfindlicher Boden der Frostempfindlichkeitsklasse F3 durch die Kalkbehandlung in die Frostempfindlichkeitsklasse F2 überführt, so kann die Dicke des frostsicheren Oberbaus um 10 cm reduziert werden. Um die Reaktionsfähigkeit des Bodens mit dem Kalk und die damit verbundene Verminderung der Frostempfindlichkeit quantifizieren zu können, wird nach einem Verfahren und dem dazugehörigen Anforderungskriterium gesucht. Im Rahmen des Versuchsprogramms werden Probekörper in verschiedenen Variationen hergestellt und ihre Festigkeit und Tragfähigkeit sowie Frostempfindlichkeit mit unterschiedlichen Methoden bestimmt.