Aktuelles - Nov '10
Forschungsvorhaben Effizienzsteigerung von Fahrbahnbelägen auf Stahlbrücken
Das Institut für Strassenbau und Verkehrswesen bearbeitet in Kooperation mit dem Institut für Metall- und Leichtbau der Universität Duisburg-Essen, das von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) geförderte Forschungsprojekt „Effizienzsteigerung des Fahrbahnbelags auf Stahlbrücken mit Schäden in Form von Rissen im Bereich von Anschlüssen am Deckblech (Kategorie-1-Schäden)“.
Bei Stahlbrücken, die in den 60er Jahren gebaut wurden, ist seit etwa 20 Jahren eine stetige Zunahme von Schäden zu verzeichnen. Verursacht werden diese Schäden durch die unzureichende Ermüdungsfestigkeit einzelner Konstruktionsdetails in Kombination mit erhöhten Beanspruchungen durch den wachsenden Verkehr, insbesondere den Schwerverkehr. Da aber auch bei starken Schädigungen die Instandsetzung einer Stahlbrücke deutlich kostengünstiger ausfällt als ein Neubau, gilt es, den Bestand der vorhandenen Bauwerke nachhaltig zu sichern. In der Vergangenheit durchgeführte Instandsetzungen, die sich meist nur auf das Ausfugen und Nachschweißen der schadhaften Stellen beschränkt haben, erwiesen sich im Nachhinein oft als kostspielige Maßnahmen, da sie in etlichen Fällen nicht zu einem dauerhaften Erfolg führten. Um auch bei weiter ansteigenden Ermüdungsbeanspruchungen eine hinreichende Gesamtlebensdauer ohne erhöhten Wartungs-aufwand sicherzustellen, werden wirksame Konzepte und neue Lösungen für die nachhaltige Instandsetzung von Stahlbrücken erforderlich.
Im Rahmen des Projekt „Untersuchung zur nachhaltigen Instandsetzung von orthotropen Fahrbahnplatten von Stahlbrücken unter Berücksichtigung des Belagsystems“ wurden verschiedene Verstärkungsmaßnahmen zur Verringerung oder Vermeidung der besonders kritischen Schäden in Form von Rissen im Bereich von Anschlüssen am Deckblech (Kategorie-1-Schäden) betrachtet. Demzufolge wäre es eine vielversprechende Lösung, den herkömmlichen Fahrbahnbelag so zu modifizieren oder durch alternative Materialien zu ersetzen, dass eine erhöhte und dauerhafte mittragende Wirkung gewährleistet ist.
Die Schutzschicht und die Decksicht von herkömmlichen Fahrbahnbelägen auf Stahlbrücken sind gemäß den TL BEL-ST (aufgrund der Wasserdichtigkeit) aus Gussasphalt herzustellen. Neben den eigentlichen Funktionen als Abdichtung des Bauwerks und als befahrbare Oberfläche mit ausreichender Ebenheit und Griffigkeit für den überrollenden Verkehr bewirkt der Fahrbahnbelag eine deutliche Verringerung der Spannungen in der orthotropen Fahrbahnplatte. Die Materialeigenschaften von Gussasphalt verändern sich jedoch stark in Abhängigkeit der jahreszeitlich bedingten Temperaturschwankungen. Bei sommerlichen Asphalttemperaturen von bis zu 50°C verringert sich die mittragende Wirkung des Fahrbahnbelags deutlich, was die Spannungen in der orthotropen Fahrbahnplatte erhöht und wiederum die Zunahme der oben beschriebenen Schäden begünstigt.
Kooperationspartner: www.uni-due.de/iml


