Thesen zur Diplomarbeit mit dem Thema:
„Experimentelle Untersuchungen zum Zusammenhang der Einbaudichte und der Wasserdurchlässigkeit von Tragschichten ohne Bindemittel“
vorgelegt von: Heider, Torsten
Der Einbauwassergehalt muss als wichtige Einflussgröße auf die Wasserdurchlässigkeit beachtet werden. Mit geeigneten Laborversuchen lässt sich dieser Zusammenhang untersuchen und darstellen.
Die Abhängigkeit der Wasserdurchlässigkeit vom Einbauwassergehalt ändert sich bei der Veränderung der Sieblinie, des Verdichtungsgrades und der Kornform.
Die Abhängigkeit der Wasserdurchlässigkeit von der Lagerungsdichte lässt sich ungefähr durch eine mathematische Funktion beschreiben.
Die Veränderung der Sieblinie durch Kornzertrümmerung bei Tragschichtmaterial aus Recyclingbeton wirkt sich auf die Wasserdurchlässigkeit der Probekörper im Labor aus, wobei natürlich ziemlich hohe Dichten erzielt werden.
Das Problem der Randumläufigkeiten bei Prüfungen nach DIN 18035 kann mit Hilfe einer Randabdichtung aus Bentonit gelöst werden.
Die Bestimmung der Lagerungsdichte der Probekörper bei den Versuchen nach DIN 18035 wird einen kleinen Messfehler enthalten, da das Volumen des Tixotons (Bentonit) durch seine starke Quellfähigkeit nicht genau bestimmt werden kann.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Zielstellung
1.1 Einleitung
1.2 Zielstellung
2 Literaturauswertung
2.1 Notwendigkeit der Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit
2.1.1 Allgemeines
2.1.2 Wasserdurchlässige Verkehrsflächen
2.1.3 Herkömmliche Verkehrsflächen
2.2 Anforderungen an Tragschichten ohne Bindemittel
2.2.1 Frostschutzschichten
2.2.2 Kies- und Schottertragschichten
2.2.3 Spezielle Forderungen an die Wasserdurchlässigkeit von Tragschichten ohne Bindemittel
2.3 Einflussgrößen auf die Wasserdurchlässigkeit
2.3.1 Grundlagen
2.3.2 Korngröße und Korngrößenverteilung
2.3.3 Verdichtung
2.3.4 Kornform und Oberfläche der Teilchen
2.3.5 Sättigungsgrad
2.3.6 Mineralart
2.3.7 Einbauwassergehalt
2.3.8 Strömendes Medium
3 Versuchsdurchführung
3.1 Vorbetrachtungen und Lösungsweg
3.2 Untersuchte Tragschichtgemische und Beschreibung des Versuchsfeldes
3.3 Laborversuche
3.4 Feldversuche
4 Versuchsauswertung
4.1 Laborversuche
4.1.1 Korngrößenverteilung
4.1.2 Proctorversuch
4.1.3 Rohdichtenbestimmung
4.1.4 CBR – Versuch
4.1.5 Stoffliche Zusammensetzung des RC – Materials
4.1.6 Abhängigkeit der Wasserdurchlässigkeit vom Einbauwassergehalt
4.1.7 Abhängigkeit der Wasserdurchlässigkeit von der Lagerungsdichte
4.2 Feldversuche
4.2.1 Verdichtung 1
4.2.2 Verdichtung 2
4.2.3 Verdichtung 3
4.2.4 Verdichtung 4
4.3 Vergleich von Labor- und Feldversuchen
5 Schlussfolgerungen
6 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die Diplomarbeit untersucht experimentell, wie die Einbaudichte und der Einbauwassergehalt die Wasserdurchlässigkeit von Tragschichten ohne Bindemittel beeinflussen. Ziel ist es, Zusammenhänge zwischen diesen Parametern zu identifizieren und die Ergebnisse aus Laborversuchen mit Feldversuchen zu vergleichen, um Erkenntnisse für eine wirtschaftliche und dauerhafte Straßenbauweise zu gewinnen.
- Analyse des Einflusses von Einbauwassergehalt und Verdichtungsgrad auf die Durchlässigkeit.
- Untersuchung verschiedener Tragschichtgemische (Granodiorit, Diabas, Recyclingbeton).
- Methodische Gegenüberstellung von Labor- und Feldversuchsergebnissen.
- Bewertung der Stabilität und Tragfähigkeit in Abhängigkeit von Materialparametern.
- Ableitung praktischer Empfehlungen für den Einbau wassersensibler Tragschichten.
Auszug aus dem Buch
1.1 Einleitung
Alle Verkehrsflächen sind so zu befestigen, dass sämtliche Beanspruchungen aus Witterung, Verkehr, mechanischen Lasten (z.B. Winterdienst) und chemischen Stoffen (z.B. Tausalze) möglichst schadlos aufgenommen werden können und die Gebrauchsfähigkeit der Fläche erhalten bleibt. Der Oberbau ist neben den Erdbauwerken der wesentlichste Teil des Straßenkörpers. Er soll die eingetragenen Belastungen schadlos aufnehmen und an den Untergrund bzw. Unterbau weiterleiten.
Die vorliegende Diplomarbeit soll nur ein Teil des Oberbaus, die ungebundenen Tragschichten, hinsichtlich ihrer Wasserdurchlässigkeit in Abhängigkeit von Einbaudichte und Einbauwassergehalt genauer untersuchen.
Tragschichten ohne Bindemittel werden in Frostschutzschichten sowie Kies- und Schottertragschichten unterschieden. Dadurch sollen die Eigenschaften des vorhandenen Unterbaus, der Straßenbeanspruchung und der vorhandenen Baustoffe wirtschaftlich berücksichtigt werden [1].
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung und Zielstellung: Diese Kapitel führt in die Notwendigkeit stabiler und wasserdurchlässiger Straßenbefestigungen ein und definiert die Forschungsziele bezüglich der Einflussparameter auf Tragschichten.
2 Literaturauswertung: Es werden die Grundlagen der Wasserdurchlässigkeit, Anforderungen an verschiedene Tragschichtarten sowie physikalische Einflussgrößen (wie Kornform und Verdichtung) auf Basis des Standes der Technik zusammengefasst.
3 Versuchsdurchführung: Hier werden die methodischen Ansätze, der Versuchsstand an der TU Dresden sowie die durchgeführten Labor- und Feldversuche zur Untersuchung der Tragschichtmaterialien detailliert beschrieben.
4 Versuchsauswertung: Dieses Kapitel präsentiert die Ergebnisse der Labor- und Felduntersuchungen, analysiert die Einflüsse von Dichte und Wassergehalt und stellt den Vergleich der Versuchsreihen dar.
5 Schlussfolgerungen: Eine kritische Würdigung der Untersuchungsergebnisse und die Ableitung von Empfehlungen für die Praxis der Tragschicht-Herstellung.
6 Zusammenfassung: Eine abschließende Synthese der gewonnenen Erkenntnisse zur Optimierung von Einbauparametern für Tragschichten ohne Bindemittel.
Schlüsselwörter
Straßenbaustoffe, Tragschichten, Schottertragschichten, Wasserdurchlässigkeit, Einbauwassergehalt, Verdichtungsgrad, Einbaudichte, Dichte, Beregnungsversuch, Doppelringinfiltrometer, Recyclingbaustoffe, Laborversuche, Feldversuche, Frostschutzschicht.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit dem Zusammenhang zwischen der Einbaudichte, dem Einbauwassergehalt und der Wasserdurchlässigkeit von ungebundenen Tragschichten im Straßenbau.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Zentrale Themen sind die Performance von Kies- und Schottertragschichten, der Einfluss von Feinkornanteilen, die Verdichtbarkeit und die hydraulische Durchlässigkeit unter verschiedenen Einbaubedingungen.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist herauszufinden, ob eine statistisch signifikante Abhängigkeit zwischen dem Einbauwassergehalt und der Wasserdurchlässigkeit besteht und wie sich Lagerungsdichten darauf auswirken, um eine optimale Bauweise zu definieren.
Welche wissenschaftlichen Methoden wurden verwendet?
Es wurden experimentelle Laborversuche (z.B. Proctor-Versuche, Durchlässigkeitsprüfungen nach DIN 18035) und Feldversuche (Beregnungsversuche, Doppelringinfiltrometer) kombiniert, um sowohl kontrollierte Laborbedingungen als auch realitätsnahe Einbauverhältnisse zu erfassen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine umfassende Literaturauswertung, die Beschreibung der experimentellen Versuchsdurchführung im Versuchsstand sowie eine detaillierte Auswertung der gewonnenen Daten aus Labor und Feld.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren diese Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Straßenbaustoffe, Wasserdurchlässigkeit, Schottertragschichten, Verdichtungsgrad, Einbauwassergehalt und Recyclingbaustoffe.
Warum wurde Bentonit für die Versuche eingesetzt?
Bentonit wurde als mineralische Randabdichtung für die Versuchszylinder genutzt, um Randumläufigkeiten bei den Durchlässigkeitsprüfungen zu unterbinden, was mit Bitumen zuvor aufgrund der aufwendigen Reinigung problematisch war.
Welche Rolle spielt das Recyclingmaterial in der Untersuchung?
Der RC-Beton dient als dritte Materialgruppe neben Diabas und Granodiorit, um zu prüfen, ob sich die für natürliche Gesteine gewonnenen Erkenntnisse zur Durchlässigkeit und Verdichtung auf aufbereitetes Recyclingmaterial übertragen lassen.
- Quote paper
- Torsten Heider (Author), 2000, Experimentelle Untersuchungen zum Zusammenhang der Einbaudichte und der Wasserdurchlässigkeit von Tragschichten ohne Bindemittel, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/9969
