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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Gussasphalt mit integrierten Rohrregistern zur Temperierung von Bruecken

Mastic asphalt with integrated tube registers for temperature control of bridges

Bei Fahrbahnoberflaechen von Bruecken und insbesondere von Stahlbruecken besteht gegenueber dem Strassenverlauf vor und hinter der Bruecke die Gefahr einer vorzeitigen Glaettebildung, da die relativ duennen Fahrbahntafeln schnell auskuehlen, waehrend der dickere Belagsaufbau und der Untergrund auf der freien Strecke wie ein Waermespeicher wirken. Insbesondere bei Bruecken an unguenstigen Standorten, wie in der Naehe von Gewaessern oder in Einschnitten, besteht vor allem im Spaetherbst und am Beginn des Fruehjahrs eine besondere Gefahr fuer die Verkehrsteilnehmer. Dieser besonderen Gefaehrdung des Verkehrs wird derzeit entweder durch Fruehwarnsysteme mit vorsorglichem Streudienst oder durch Taumittelspruehanlagen begegnet. Eine weitere Moeglichkeit die besondere Gefaehrdung aus dem Vereisungsverhalten der Brueckenfahrbahn zu beseitigen, ist die, den Fahrbahnbelag der gefaehrdeten Bruecken in den kritischen Zeitraeumen zu beheizen. Dadurch wird die Salzbelastung fuer die Umwelt und auch fuer das Bauwerk reduziert. Im BASt–Bericht B87 "Vermeidung von Glaettebildung auf Bruecken durch die Nutzung von Geothermie" (AN 01445137) wird diese umweltfreundliche Alternative ausfuehrlich erlaeutert. Im Rahmen des hier beschriebenen Projekts wurden ergaenzende Untersuchungen durchgefuehrt, um weiterfuehrende Erkenntnisse ueber das Verbundverhalten und die Dauerhaftigkeit von Gussasphalt mit integrierten Rohrregistern zu gewinnen und daraus Empfehlungen fuer die Praxis abzuleiten. Zum einen handelt es sich um Abreissversuche an zwei D-Brueckenmodulen mit Fahrbahntemperierung, zum anderen um Langzeitmessungen auf einer Strassenbruecke, bei der im Rahmen einer Erneuerung des Fahrbahnbelags probeweise Rohrregister eingebaut wurden. Es wurden verschiedene Systeme untersucht, die eine sichere Befestigung der Rohrregister auf der Unterlage gewaehrleisten und gleichzeitig den Einbau der Deckschicht moeglichst wenig behindern. Desweiteren wurde die Ausrichtung der Rohre untersucht und die Dauerhaftigkeit ueberprueft. Grossflaechige Befestigungsgitter haben sich zur Fixierung von Rohrregistern fuer die in Deutschland ueblichen Fahrbahnbelaege als ungeeignet erwiesen, da sie einen ausreichenden Schichtenverbund behindern. Fuer die Befestigung der Rohrregister sind daher wenig stoerende Befestigungsmittel wie zum Beispiel halbseitige Rohrschellen zu empfehlen. Fuer quer zur Fahrtrichtung ausgefuehrte Rohrregistern konnte die grundsaetzliche Praxistauglichkeit hinsichtlich des Einbaus und der Dauerhaftigkeit unter Verkehrsbelastung nachgewiesen werden. Als entsprechender Nachweis fuer laengs zur Fahrtrichtung ausgefuehrte Rohrregister dient die erfolgreiche Pilotanwendung bei der Kanalbruecke Berkenthin. Im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit konnten im Untersuchungszeitraum von 5 Jahren keine Einschraenkungen festgestellt werden. Es wurden weder Risse noch Verformungen im Fahrbahnbelag indiziert. Fuer eine weitere Beurteilung des Langzeitverhaltens sollten auch zukuenftig regelmaessige Begehungen und Messungen erfolgen. ABSTRACT IN ENGLISH: For road surfaces on bridges – particularly steel bridges, there exists the risk of ice prematurely forming on the road in front of and behind the bridge, because the relatively thin bridge decks cool quickly, while the thicker road surface and foundation on the open road act as heat accumulators. Particularly in the case of bridges sited at unfavourable locations, such as close to bodies of water or in ice cuttings, there is a high risk for road users – especially in late autumn and early spring. This increased safety risk is usually countered by means of intensified winter road maintenance, but this requires a disproportionately high degree of time and personnel deployment. Although automatic spray technology systems can alleviate the problem, they are controversial for ecological and economic reasons. An environmentally friendly alternative is offered by the road surface temperature control procedure, which is comprehensively explained in BASt Report B 87 "Preventing the formation of ice on bridges by using geothermy" (AN 01445137). In the current project, supplementary investigations have been conducted for the purpose of gaining deeper knowledge into the bond behaviour and durability of mastic asphalt with integrated tube registers and by this means deriving recommendations for practice. These investigations refer on the one hand to bond strength (tearing) tests on two D-bridge modules using road surface temperature control, and on the other hand to long-term measurements on a road bridge, in which tube registers were installed on a trial basis as part of the renewal of the road surface. Various systems were examined to ensure a secure fix of the tube registers on the underlay while at the same time cause as little hindrance as possible to the installation of the deck layer. Furthermore, the alignment of the tubes was analysed and their durability tested. Large-scale fastening grids have proven unsuitable to fix tube registers on the road surfaces usually found in Germany, as they prevent a sufficient layer bonding. For this reason, less disturbing fastening means are recommended to fix the tube registers in place, such as one-sided tube clamps. For tube registers laid down transversely to the direction of travel, it has proved possible to meet the basic practical suitability with regard to installation and durability under traffic loads. The successful pilot application on the Berkenthin Canal Bridge serves as appropriate evidence for tube registers installed along the direction of travel. No limitations with regard to the durability were identified in the course of an examination period of 5 years. As neither cracks nor deformations were detected in the road surface, regular inspections and measurements are also envisaged in the future to assess the long-term behaviour.

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01593413
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • ISBN: 978-3-95606-217-9
  • Files: ITRD
  • Created Date: Mar 10 2016 9:25AM