VSS_Verkehr_12_2015

FORSCHUNG RECHERCHE42 STRASSEUNDVERKEHRNR.12,DEZEMBER2015 ROUTEETTRAFICNO 12,DÉCEMBRE2015 DE FORSCHUNGSBERICHT NR. 1524 Erarbeitung von Grundlagen zur Bemessung von Stein- schlagschutzdämmen Hochschule Luzern – Technik & Architektur (HSLU) Competence Center Konstruktiver Ingenieurbau (CC KI) B. KISTE, Dipl.-Geophys. Dr.-Ing. Forschungsprojekt ASTRA 2012/003 auf Antrag des Bundesamtes für Strassen (ASTRA) Für die Bemessung von Steinschlag- schutzdämmen fehlen derzeit noch Grundlagen und einheitliche Regelun- gen. Die heute üblicherweise in der Schweiz verwendete Formel für die Be- messung von Steinschlagschutzdämmen mit einer statischen Ersatzkraft für den Impakt entstammt der Richtlinie des ASTRA für eingedeckte Galeriebauwerke und entspricht daher völlig anderen geo- metrischen und materialtechnischen Gegebenheiten als dies bei einem Stein- schlagschutzdamm der Fall ist. Mit dem Forschungsvorhaben sollte da- her den folgenden Fragestellungen nach- gegangen werden: • Welchen Einfluss hat die Rotation des Blocks beim Impakt und wie lässt sich dieser Einfluss bei der Gestaltung ei- nes Schutzdammes berücksichtigen? • Wie sieht der Bruchkörper bzw. wie sieht die zeitliche Entwicklung der durch den Impakt gestörten Zone im Dammkörper aus und welches Aus- mass nimmt diese gestörte Zone an? • Welchen Einfluss hat die Damm- geometrie auf ein Überrollen oder Überspringen des Damms bzw. auf DE FORSCHUNGSBERICHT NR. 1535 Einfluss der Gesteinskörnung auf den Chloridwiderstand von Beton VersuchsStollen Hagerbach AG Roland Weiss, dipl. Bauingenieur ETH/SIA Forschungsprojekt VSS 2012/403 auf Antrag des Schweizerischen Verbandes der Strassen- und Verkehrsfachleute (VSS) Der Chloridwiderstand von Beton wird in der Schweiz mit der Prüfung nach SIA 262/1, Anhang B, bestimmt. Die Grenz- werte sind in der SN EN 206-1/NE:2013 festgelegt. In der Praxis traten bei einzelnen Beton- herstellern in der werkseigenen Produk- tionskontrolle Fälle auf, bei denen der Grenzwert des Chloridmigrationskoeffizi- enten überschritten wurde und die Druck- festigkeit zum Chloridmigrationskoeffizi- ent nicht korrelierte. Abklärungen und Untersuchungen der Betonhersteller mit den bekannten Zusammenhängen führ- ten zu keinen Erkenntnissen. In diesen Fällen waren gezielte Massnahmen zur Sicherstellung eines genügenden Chlo- ridwiderstandes unmöglich. Dass trotz intensiver Bemühungen der Betonhersteller keine befriedigenden Erklärungen für die Beeinflussung des Chloridwiderstandes gefunden werden konnten, lies vermuten, dass Einflüsse aus den Gesteinskörnungen die Bezie- hung Druckfestigkeit-Chloridmigrations- koeffizient beeinflussen. In diesem Forschungsauftrag wurden Betonmischungen mit unterschiedlichen feinen Gesteinskörnungen hergestellt und die Beziehung zwischen Druckfestig- keit und Chloridwiderstand untersucht. Die Untersuchungen zeigen, dass auch bei unterschiedlichen feinen Gesteins- körnungen die Auswirkungen auf das Verhältnis Druckfestigkeit zu Chlorid­ widerstand gleich sind. Die Korngrössenverteilung und Kornform der feinen Gesteinskörnungen beeinflus- sen jedoch die Packungsdichte bzw. den Hohlraumgehalt der Gesteinskörnungs- mischung. Bei zu geringen oder knappen Zementleimvolumen steigt das Risiko für isolierte, lokale Inhomogenitäten im Millimeterbereich, welche sich auf die Druckfestigkeit stärker als auf den Chlo- ridwiderstand auswirken können und die Grösse und Form der durch den Impakt gestörten Zone bzw. eines Bruchkörpers? Um Antworten auf diese Fragen zu er- halten wurden am CC Konstruktiver Ingenieurbau der Hochschule Luzern kleinmassstäbliche quasi-2D Versuche und halbmassstäbliche 3D-Versuche durchgeführt. Die kleinmassstäblichen quasi-2D-Versuche haben zu den folgen- den Ergebnissen geführt: • Der Blockrotation beim Impakt auf einen Steinschlagschutzdamm kommt eine wesentliche Bedeutung zu. Auch kantige Blöcke, ohne oder mit sehr geringer Rotation vor dem Impakt, bewegen sich während des Impakts hangaufwärts. • Die in den bisherigen Betrachtungen verwendeten einfachen Bruchkörper, die zur Bemessung von Steinschlag- schutzdämmen herangezogen wurden, entsprechen nicht den Versuchsergeb- nissen mit einem rotierenden Block. • Wenn ein rotierender Block in den Dammkörper eindringt, bewegt er sich nicht in Flugrichtung, d.h. nach unten geneigt, oder horizontal weiter, wie in bisherigen Modellvorstellungen ange- nommen, sondern er bewegt sich auf einer aufwärts gerichteten Bahnkurve. Bei einem Durchschlag hat die Bahn- kurve einen s-förmigen Verlauf. • Bei Böschungsneigungen auf der Bergseite von kleiner als 50° besteht auch bei einem Freibord von 2 Blockdurchmessern bei rotieren- den Blöcken eine hohe Wahrschein- lichkeit, dass der Block den Schutz- damm überwindet. Die 10 ausgeführten halbmassstäbli- chen Versuche dienten im Wesentlichen dazu, die mit den quasi-2D-Versuchen ermittelten Sachverhalte im 3D-Fall zu verifizieren. Aus den durchgeführten Untersuchun- gen konnten die folgenden Angaben zur Geometrie eines Steinschlagschutz- damms abgeleitet werden: • Der Böschungswinkel auf der Berg- seite sollte grösser als 60° sein. • Die Dammkrone sollte eine Stärke haben, die mindestens dem 1.2-fa- chen des Durchmessers des Bemes- sungsblocks entspricht. • Die Dammstärke am höchsten Auf- schlagpunkt sollte mindestens dem 3-fachen Durchmesser des Bemes- sungsblocks entsprechen. somit das Verhältnis Druckfestigkeit zu Chloridwiderstand verändern. Treten in einer Produktionskontrolle Werte des Chloridwiderstandes auf, wel- che der Beziehung Druckfestigkeit zu Chloridwiderstand nicht folgen, ist die Un- tersuchung des Hohlraumvolumens der gewählten Gesamtmischung der Gesteins- körnung im Beton und der Vergleich mit dem Zementleimvolumen in die weiteren Betrachtungen mit einzubeziehen. Die Bestimmung des Hohlraumgehalts nachSNEN1097-3inderGesamtmischung der Gesteinskörnungen gibt orientierende Hinweise in Bezug auf die Beurteilung des Zementleimvolumens einer Mischung.

Seitenübersicht