Vermeidung von Schaeden an Schlitzrinnen. Betrachtungen zur Ausbildung der Raumfugen / Prevention of damages to concrete gutters - Considerations on the design of expansion joints

In den letzten Jahren wurden auf mehreren Flughaefen im Bereich grosser Verkehrsflaechen Risse in Betonschlitzrinnen, die dort zur Entwaesserung unabdingbar sind, festgestellt. Um die massgebenden Einfluesse fuer diese Rissbildungen zu analysieren, wurden sowohl Laboruntersuchungen als auch Berechnungen zu den Spannungsverhaeltnissen in den Raumfugen und den Schlitzrinnen selbst durchgefuehrt. Dabei lag das Hauptaugenmerk der Studien auf der Steifigkeit der Fugenfuellstoffe. Werden die an die Schlitzrinnen angrenzenden Verkehrsflaechen in den Wintermonaten bei niedrigen Umgebungstemperaturen betoniert, dehnen diese sich in darauffolgenden Sommerperioden infolge der jahreszeitlich bedingten Temperaturerhoehung aus, wobei die Verformungen des freien Betonrands ohne Weiteres 5 bis 10 mm betragen koennen. Diese Dehnungen sollen in der Raumfuge moeglichst zwaengungsfrei aufgenommen werden. Kann dies nicht sichergestellt werden, wirken seitliche Flaechenpressungen auf die Seitenwaende der Schlitzrinnen ein, die massgeblich von der Steifigkeit des Fuellmaterials abhaengig sind. In einschlaegigen Laboruntersuchungen wurden die jeweiligen Spannungs-Dehnungsbeziehungen fuer verschiedene Fuellstoffe bestimmt. Dabei zeigten die ueblicherweise verwendeten bituminierten Weichfaserplatten eine vergleichsweise hohe Steifigkeit. In der Folge koennen daraus hohe Beanspruchungen in den Schlitzrinnen generiert werden, die die Rissbildung erklaeren. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: In the last few years at some airports cracking was observed in concrete gutters, which are implemented in large areas as drainage. In order to reveal the influences on this cracking both laboratory investigations as well as numerical analyses referring to the expansion joints and the gutters were carried out. The main focus was on the stiffness of the joint filling materials. Due to seasonal variations in temperature concrete pavements casted in wintertime tend to expand by higher temperatures in summer, whereas the deformations of the free edges can amount up to 5 to 10 mm. Such deformations should be met without any restraint. If this can not be ensured, horizontal pressures on the side-walls of the gutters are raised. These pressures mainly depend on the stiffness of the joint filling material. In the adequate laboratory tests the stress-strain-relations for various materials was determined. For the mostly used bituminous soft board a comparatively stiff behaviour was proved. Thus the observed cracking mostly can be correlated with restraint stresses raised by such joint filling material. (A)

• Availability:
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• Authors:
  • Breitenbuecher, R
  • SIEVERING, C
• Publication Date: 2009

Language

• German

Media Info

• Pagination: 282-8
• Serial:
  • BETON- UND STAHLBETONBAU
  • Volume: 104
  • Issue Number: 5
  • ISSN: 0005-9900

Subject/Index Terms

• TRT Terms: Airports; Cracking; Drainage; Expansion; Gutters; Joint sealing; Joints; Loss and damage; Reinforced concrete; Rigid pavements; Stiffness; Stresses
• ITRD Terms: 6720: Ausdehnung (Mater); 2964: Betonstraße (Oberbau); 2937: Entwässerung; 1037: Flughafen; 2998: Fuge; 3608: Fugenfüllung; 2949: Rinne; 5211: Rissbildung; 1614: Sachschaden; 5575: Spannung (Mater); 4794: Stahlbeton; 5931: Steifigkeit
• Subject Areas: Aviation; Hydraulics and Hydrology; Terminals and Facilities; I26: Water Run-off - Freeze-thaw; I52: Construction of Pavements and Surfacings;

Filing Info

• Accession Number: 01176433
• Record Type: Publication
• Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
• Files: ITRD
• Created Date: Oct 6 2010 3:50PM