16
1 __________________________________ REISTAAT HÜRINGEN Landesamt für Straßenbau Prüfstelle für Qualitätssicherung Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches bei nicht dauerhaft tragfähigem, frostempfindlichen Planum in Thüringen (ABemBo) Ausgabe 2004

Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

1

__________________________________ REISTAAT HÜRINGEN

Landesamt für Straßenbau Prüfstelle für Qualitätssicherung

Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches

bei nicht dauerhaft tragfähigem, frostempfindlichen Planum

in Thüringen (ABemBo)

Ausgabe 2004

Page 2: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

2

1. Allgemeines 1.1 Teil ZTVE ° Der in den ZTVE StB für frostempfindliche Erdstoffe genannte Wert für die Planums-tragfähigkeit von EV2 ≥ 45 N/mm² ist erforderlich, um während der Bauausführung ein ausreichend tragfähiges Widerlager für den Einbau und die Verdichtung der darüber-liegenden ungebundenen Schichten des Oberbaues zu gewährleisten. ° Die in Thüringen überwiegend anstehenden gemischt- und feinkörnigen Böden erreichen i.d.R. selbst bei Einhaltung des zulässigen Luftporengehaltes und des optimalen Wasserge-haltes nicht die in den ZTVE-StB 94 geforderte Tragfähigkeit von EV2 ≥ 45 N/mm² (siehe Anlage 2). ° Diese Böden können allerdings im ausgetrockneten Zustand sehr hohe Verformungs-moduln aufweisen, die in der Praxis häufig zu Fehleinschätzungen der Verdichtung führen, weil übersehen wird, dass bei Erreichung dieser Werte auf dem „trockenen“ Ast der Proctorkurve keine ausreichende Verdichtung bei normaler Verdichtungsarbeit erreicht werden kann. Zusätzlich weist der Erdstoff meist noch einen zu großen Luftporengehalt auf, so dass bei späterem Wasserzutritt Tragfähigkeitsverluste auftreten und mit entsprechenden Sackungen zu rechnen ist. ° Aus Bodenerkundungen und Prüfungen ist der anstehende Erdstoff und dessen vor-liegende Konsistenz zu beschreiben, wobei im Einflußbereich der Witterung eine halbfeste oder feste Konsistenz nur selten gegeben ist, da die bindigen Böden meist höhere natürliche Wassergehalte haben. ° Der Verformungsmodul ist keine bodenphysikalische Konstante. Er hängt bei gemischt- und feinkörnigen Böden direkt vom natürlichen Wassergehalt und dadurch von dessen witterungsbedingten bzw. jahreszeitlichen Schwankungen ab. Er kann daher an gleicher Prüfstelle in erheblichen Grenzen schwanken. Unterschiede in der Größenordnung von 100 % sind über einen längeren Zeitraum bei bindigen Böden nicht ungewöhnlich. Als Prüf-kriterium ist dieser Wert deshalb erst unmittelbar vor dem Aufbringen der nächstfolgenden Schicht geeignet. ° Auf eine ausreichende Steifigkeit bzw. genügend kleine Verformbarkeit der Unterlage zwecks Erreichung der nach ZTVE-StB geforderten Verdichtungsgrade für die nachfol-genden Schichten ist zusätzlich zu achten. ° Der erreichbare Verformungsmodul auf der Frostschutzschicht ist abhängig von deren Eigensteifigkeit, ihrer Dicke sowie der Tragfähigkeit auf dem Planum. 1.2 Teil RStO ° In Anbetracht der Tatsache, dass es sich bei einer Straße um ein Flächenbauwerk handelt, welches vollflächig aufliegt, muß das Planum als stützende Fläche auch eine bestimmte Tragfähigkeit für die Dimensionierung des Straßenoberbaus bzw. als Unterlage für den standardisierten Straßenoberbau in Deutschland dauerhaft garantieren.

Page 3: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

3

° Der Bemessungsansatz der RStO geht dabei von einem dauerhaft vorliegenden und nicht nach unten schwankenden Tragfähigkeitsmodul EV2 des Planums von ≥ 45 N/mm² aus. Dieser Anforderungswert deckt sich zahlenmäßig zufälligerweise mit dem Anforderungswert der ZTVE. ° Mit dieser dauerhaft zu gewährleistenden Tragfähigkeit ist sichergestellt, dass die zu-lässigen Werte hinsichtlich Spannungen und Dehnungen i.Z. von Bemessungen des Straßenoberbaus nicht überschritten werden. 2. Bemessung des Planums auf Tragfähigkeit 2.1 Sicherung der Tragfähigkeit während der Bauausf ührung (ZTVE-StB) Der Einfluss des Wassergehaltes feinkörniger Böden auf den EV2 – Modul kann nach FLOSS (ZTVE-Kommentar, Tab. S. 232) bzw. WECHSLER (16.EAT 1976 Niederschrift Anlage 13) näherungsweise bestimmt werden (s.a. Anlage 1, Tab. 1) Die Bemessung des Bodenaustausches ist nach geeigneten Verfahren – z.B. Dimen-sionierung nach Beitrag Dr. KÖHLER u.a., Baugrundtagung DGGT Stuttgart 1998 - vorzunehmen (s.a Anlage 3). Die Abhängigkeit des Verformungsmoduls EV2 bei zunehmenden Verdichtungsgrad kann für die als Austauschstoff infrage kommenden unterschiedlichen Kornhaufwerke dem Nomogramm (Anlage 4) entnommen werden (s.a Voß BASt Heft 6, 1968 bzw. Vogel, Straße und Autobahn 9/94). 2. 2 Sicherung der bemessungsrelevanten dauerhaften Tragfähigkeit (RStO) Die Untergrundtragfähigkeit ändert sich im Laufe des Jahres, vor allem in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Untergrundes, wobei bei den hier zu behandelnden bindigen Böden ein wesentlich stärkerer Einfluß vorhanden ist, als bei nichtbindigen Böden. Dabei ist zu beachten, dass bei bindigen Böden bei vollständiger Wassersättigung ein Aufweichen bei Wasserzugabe nicht möglich ist, wenn nicht gleichzeitig deren Dichte verringert wird. Solange der Boden nicht wassergesättigt ist, wird er durch kapillar bewirkten Porenwasser-unterdruck stabilisiert. Mit zunehmender Wassersättigung bei Wasserzutritt entfallen die stützenden Kapillarkräfte bei gleichzeitiger Wassergehaltserhöhung und abnehmender Konsistenzzahl/Tragfähigkeit. Da in der Tauperiode im Frühjahr der Wassergehalt der Erdstoffe unter der Straße am größten ist, sinkt die Tragfähigkeit des Planums in dieser Zeit auf ihren geringsten Wert ab. Dieser Wert wird als Frühjahrstragfähigkeit bezeichnet. Eine direkte Messung der Frühjahrs-tragfähigkeit ist sehr problematisch, da es nur in den seltensten Fällen gelingen wird, diesen absolut kleinsten Wert der Tragfähigkeit zum maßgebenden Zeitpunkt zu ermitteln. Die Straßenbauforschung Ost- und Mitteldeutschlands stellt dafür den Berechnungsmodul EH zur Verfügung. Dieser Berechnungsmodul stellt dabei den wahrscheinlich geringsten Wert des Verformungs-moduls EUntergrund im Jahreszyklus dar und wurde durch jahrelange und systematische Messungen – vor allem an Straßen – bestimmt. Er wird näherungsweise in Abhängigkeit von den jeweiligen Bodenarten und den hydrologischen Fällen nach Anlage 1, Tab. 2 bestimmt. Die hydrologischen Verhältnisse beschreiben dabei alle Erscheinungsformen des Wassers im Bereich der Straße. Sie berücksichtigen den Einfluß des Wassers in seiner Gesamtheit auf den Untergrund/Unterbau, wobei zur Beurteilung folgende Einflußfaktoren einzubeziehen sind:

- Lage des Straßenkörpers im Gelände (Damm, Einschnitt, Anschnitt)

Page 4: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

4

- Jahresniederschläge und Höhe über NHN - Zulaufmöglichkeiten des Oberflächenwassers und Abflußbedingungen des dem

Straßenkörper zugeführten Wassers - Grundwasserlage und Auftreten von Schichtenwasser und Kapillarwasser - Art und Zustand von Entwässerungsanlagen - Vorflutverhältnisse - Entwässerungsfähigkeit der anstehenden Lockergesteine.

Da eine quantitative Erfassung dieser Einflußfaktoren nicht möglich ist, werden als Kompro-mißlösung die vielfältigen hydrologischen Verhältnisse in drei hydrologische Fälle eingeteilt. Dabei wird angenommen, dass durch den gleichen hydrologischen Fall vergleichbare hydrologische Verhältnisse mit ähnlichen Auswirkungen auf die Tragfähigkeit des bindigen Planums vorliegen. Die hydrologischen Fälle können nach den Hinweisen in Anlage 5 und 6 festgelegt werden. Die Auswahl der Berechnungsmoduln EH mittels der Erdstoffgruppe und dem hydrolo-gischen Fall zeigt, dass mit zunehmender Bindigkeit der Böden und mit intensiverer Durch-feuchtung die Moduln abnehmen. Da die Eigenschaften der anstehenden Böden in der Regel nicht unmittelbar beeinflußt werden können, ist eine angestrebte Erhöhung des Be-rechnungsmoduls EH nur über die Verbesserung der hydrologischen Verhältnisse möglich. Die Bemessung des Bodenaustausches ist analog Pkt. 2.1 vorzunehmen, wobei die er-mittelte Dicke als Mindestdicke (Frühjahrsbedingungen) anzusehen ist. Da Bemessungen nach Pkt. 2.1 bzw. Witterungseinflüsse auf das abgedeckte Planum größere Dicken des Bodenaustausches für den Bauzustand erfordern können, als sie für den Zustand der Frühjahrstragfähigkeit erforderlich sind, werden Probefelder in der Örtlichkeit empfohlen. Erforderlichenfalls ist die nach Pkt. 2.2 ermittelte Dicke zu vergrößern bzw. die Steifigkeit der Unterlage durch z.B. Einwalzen von Grobkorn zu erhöhen. 3. Beispiel für die Bemessung des Bodenaustausches Die Baugrunderkundungen ergaben eine leichtplastischen Ton (TL) mit einem Konsistenz-index (Zustandszahl) IC = 0,8 als anstehenden Boden. Für die Ausroll- und Fließgrenze konnten folgende Werte festgestellt werden: wP = 0,150 und wL = 0,300. 3.1 Sicherung der Tragfähigkeit in der Phase der Baudurchführung nach ZTVE Mit den o.g. Vorgaben ergeben sich nach Anlage 1, Tabelle 1 in Abhängigkeit vom Wasser-gehalt – hier ausgedrückt durch IC – die Tragfähigkeitswerte

EV2-WECHSLER = 15 N/mm² bzw. EV2-Floss = 15 N/mm².

Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein des opt. Wassergehaltes „nur“ Tragfähigkeitswerte von ca. 30 MN/m² erwartet werden dürfen.

Mit einer angenommenen Eigensteifigkeit des Bodenaustauschmaterials von Eä = 150 N/mm² in Anlehnung an ungleichförmige Kiese nach Nomogramm gemäß Anlage 4 ergibt sich in Abhängigkeit vom Steifemodul EV2 = 15 N/mm² des Erdplanums nach Dr. KÖHLER u.a. (s.a. Nomogramm, Anlage 3) eine

Bodenaustauschdicke ZTVE von 45 cm.

Eine Überprüfung der ermittelten Austauschdicke mittels Probefeldern während der Bau-durchführung ist zu empfehlen.

Page 5: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

5

3.2 Sicherung der dauerhaften Tragfähigkeit von EV2 ≥ 45 N/mm² nach den RStO-01 Mit den Planungsvorgaben und Baugrunderkundungsergebnissen (Lockergesteinsbereich III b nach Tabelle 1, Anlage 6)

- für die Wasserverhältnisse mit einem Grundwasserstand < 1,5 m unter Befestigungs-oberkante und Entfall einer Tiefenentwässerung ergibt sich nach Tabelle 2, Anlage 6 der Summand a1 zu 0,40,

- für den Einfluß der Ableitung des anfallenden Oberflächenwassers über eine dichte Deckschicht ergibt sich nach Tabelle 3, Anlage 6 der Summand a2 zu 0,20,

- die Summe A = a1 + a2 = 0,60 und mithin - der Berechnungsmodul der Gründung nach Nomogramm Anlage 6 mit EHvorh. = 15,0

N/mm².

Mit einer angenommenen Eigensteifigkeit des Bodenaustauschmaterials von Eä = 150 N/mm² in Anlehnung an ungleichförmige Kiese nach Nomogramm gemäß Anlage 4 ergibt sich in Ab-hängigkeit vom Berechnungsmodul EHvorh.= 15,0 N/mm² des Untergrundes nach Dr. KÖHLER u.a. (s.a. Nomogramm, Anlage 3) eine

Bodenaustauschdicke RStO von 45 cm.

3.3 Gewählte Bodenaustauschdicke Im betrachteten Beispiel wird auf der Basis der Bemessungen nach RStO und ZTVE eine Bodenaustauschdicke von 45 cm gewählt. Dieser Wert stellt den Mindestwert des erforderlichen Bodenaustausches dar. Da durch direkte Witterungseinflüsse auf das abgedeckte Planum für die Baudurchführung auch eine größere Dicke erforderlich werden kann, werden örtliche Probefelder während der Baudurchführung empfohlen. Erforderlichenfalls ist die nach Bemessung RStO ermittelte Austauschdicke zu verstärken oder die Untergrundsteifigkeit ist durch z.B. Einwalzen von Grobkorn zu erhöhen. Damit ist gewährleistet, dass die für die Baudurchführung erforderliche Tragfähigkeit sowie die bemessungstechnisch dauerhaft erforderliche Mindesttragfähigkeit auf dem Planum gegeben sind.

Page 6: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

6

Anlagen: Anlage 1 : Tragfähigkeitswerte EV2; EH Anlage 2 : Tragfähigkeitswerte EV2 für wopt

Anlage 3 : Bodenaustauschdicken in Abhängigkeit von Verformungs- bzw. Berechnungs- modul (EV2, EH) im Erdplanum nach Köhler/Herold Anlage 4 : Nomogramm zur Abhängigkeit des Verformungsmoduls EV2 bei zunehmendem Verdichtungsgrad für unterschiedliche Kornhaufwerke Anlage 5 : Bestimmung der hydrologischen Fälle nach Kennzeichen und Merkmalen Anlage 6 : Algorithmus zur Bestimmung der hydrologischen Fälle Literatur: Göbel, Lieberenz, Richter : „Der Eisenbahnunterbau“ Eisenbahnfachverlag, 1996 Fuchs/Klengel: „Baugrund und Bodenmechanik“ Verlag für Bauwesen, 1977 Schriftenreihe der BAST: „Erfahrungen über Erdarbeiten im Straßenbau“ Richtlinie 836 der DB: „Erdbauwerke planen, bauen und instandhalten“ 1999 ZTVE-StB 96 RStO-01 Arbeitsunterlagen des VEB Entwurfs- und Ingenieurbüros des Straßenwesen, BT Erfurt Dr. KÖHLER u.a.: „Dimensionierung von Oberbauten von Verkehrsflächen und die Einschätzung der Tragkraft des Erdplanums Baugrundtagung DGGT Stuttgart 1998“

Page 7: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

7

Anlage 1: Tragfähigkeitswerte EV2, EH Tabelle 1: EV2 - Wert und Wassergehalt (ausgedrückt durch Konsistenzzahl) Konsistenz Ic 0,5…0,75 Ic 0,75…1,0 Ic 1,0...1,3

Ist Ev2 – Bau nach WECHSLER [N/mm²] 3...10 10...25 25…40 Ic > 0,8 Ic > 0,9 Ic > 1,0 Ic > 1,25

Ist Ev2 – Bau nach FLOSS [N/mm²] > 15 > 20 > 30 > 45 Tabelle 2: Berechnungsmodul EH bei unterschiedlichen hydrologischen Fällen1) (nach RiL 836, DB)

Bodenklassifi- kation nach DIN 18196

Kornanteil

d < 0,1 mm

bzw. wL

EH [MN/m²] Fall 1

EH [MN/m²] Fall 1/2

EH [MN/m²] Fall 2

EH [MN/m²] Fall 2/3

EH [MN/m²] Fall 3

GU, GT 10 bis 20 %

60 45 30 25 20

SU, ST 10 bis 20%

50 35 25 22,5 20

20 bis 30 %

40 30 20 17,5 15 GU*,GT*,SU*,ST*

> 30 % 30 20 15 10 10 UL, TL wL <

0,35 25 20 15 10 10

UM,TM wL = 0,35 bis

0,50

25 20 15 12,5 10

TA, UA wL > 0,50

20 17,5 15 12,5 10

1) hydrologische Fälle nach Anlagen 5 und 6

Page 8: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

8

Ev2 ≈ f (Ip, wL) für Wopt. in MN/m²

Page 9: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

9

Anlage 3: Bodenaustauschdicke in Abhängigkeit vom Modul EV2 (EH im Erdplanum nach Dr. KÖHLER u.a.

Es ,unte n = 5 M N/m ²

5,00

15,00

25,00

35,00

45,00

55,00

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

B oden au stauschdicke [m]

So

lltra

gfäh

igke

it au

f Ob

erka

nte

Aus

taus

ch E

v2 [

MN

/m²]

Es,80Es,100

Es,150Es,200

Es,250Es,300

Abb. 4: Bodenaustauschdicke für Steifemodul im Erdplanum EV2 = 5 MN/m²

Es,unten = 10 MN/m²

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

Bodenaustauschdicke [m]

So

lltra

gfäh

igke

it au

f O

ber

kant

e A

usta

usch

Ev2

[M

N/m

²]

Es,80Es,100Es,150

Es,200Es,250

Es,300

Abb. 5: Bodenaustauschdicke für Steifemodul im Erdplanum Ev2 = 10 MN/m²

Page 10: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

10

Es,unten = 15 MN/m²

15,00

25,00

35,00

45,00

55,00

65,00

75,00

85,00

95,00

105,00

115,00

125,00

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

Bodenaustauschdicke [m]

Sol

ltrag

fähi

gkei

t auf

Obe

rkan

te A

usta

usch

Ev2

[MN

/m²]

Es,80

Es,100

Es,150

Es,200

Es,250

Es,300

Abb. 6: Bodenaustauschdicke für Steifemodul im Erdplanum Ev2 = 15 MN/m²

Es,unten = 20 MN/m²

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

110,00

120,00

130,00

140,00

150,00

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

Bodenaustauschdicke [m]

Sol

ltrag

fähi

gkei

t auf

Obe

rkan

te A

usta

usch

Ev2

[MN

/m²]

Es,80

Es,100

Es,150

Es,200

Es,250

Es,300

Abb. 7: Bodenaustauschdicke für Steifemodul im Erdplanum Ev2 = 20 MN/m²

Page 11: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

11

E s, unte n = 25 MN/m ²

25,00

35,00

45,00

55,00

65,00

75,00

85,00

95,00

105,00

115,00

125,00

135,00

145,00

155,00

165,00

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

B od en austauschd icke [m ]

Sollt

ragf

ähig

keit

auf

Ob

erka

nte

Aus

taus

ch E

v2 [M

N/m

²]

Es,80

Es,100Es,150Es,200Es,250

Es,300

Abb. 8: Bodenaustauschdicke für Steifemodul im Erdplanum Ev2 = 25 MN/m²

Es,unten = 30 MN/m²

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

110,00

120,00

130,00

140,00

150,00

160,00

170,00

180,00

190,00

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

Bodenaustauschdicke [m]

Sol

ltrag

fähi

gkei

t auf

Obe

rkan

te A

usta

usch

Ev2

[mN

/m²]

Es,80

Es,100

Es,150

Es,200

Es,250

Es,300

Abb. 9: Bodenaustauschdicke für Steifemodul im Erdplanum Ev2 = 30 MN/m²

Page 12: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

12

Page 13: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

13

Anlage 5 Bestimmung der hydrologischen Fälle nach Kennzeichen und Merkmalen Tabelle 1 : Hydrologische Fälle (Kennzeichen) Hydrologischer Fall 1) Kennzeichen

1 -Keine zusätzliche Durchfeuchtung bis 1,5 m unter Befestigungsoberkante - Wassergehalt auch in feuchter Jahreszeit unter dem optimalen Wassergehalt (wn < wopt). - Gute Straßenentwässerung und Vorflut

2 - Zeitweilig zusätzliche Durchfeuchtung bis 1,5 m durch Kapillar-, Kluft- oder Grund-wasser möglich - Wassergehalt kann in feuchter Jahreszeit über dem Optimalen ansteigen (wn > wopt) - Straßenentwässerung und Vorflut ist gewährleistet

3 - Ständige Durchfeuchtung bis 1,5 m unter Befestigungsoberkante durch hohen Grund-wasserstand, Wasserzutritt in Ein- und Anschnitten, schlechter Oberflächenwasser-abfluß - Wassergehalt ständig über dem Optimalen (wn > wopt) - Straßenentwässerung und Vorflut ist nicht immer gewährleistet

1) Zwischenstufen können von einem Sachverständigen festgelegt werden. Tabelle 2: Hydrologische Fälle (Merkmale)

Hydrologischer Fall Merkmal 1 2 3

Wasseranzeigende Planzen vorhanden (z.B. Rohr, Schilf, Pfeifengras)

x

Frost- und Tragfähigkeitsschäden bei funktionierender Entwässerung

x

Konsistenzzahl IC > 1,0 0,75 < IC ≤ 1,0 I ≤ 0,75

x

x

x

mittlere Niederschlagsmengen im Jahr > 800 mm bei schlechten Oberflächenabfluß

x

Lage der Gradiente ≥ 1,5 m über Gelände

x

Page 14: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

14

Anlage 6: Algorithmus zur Bestimmung der hydrologischen Fälle Der Berechnungsmodul EH (Frühjahrstragfähigkeit) kann nach folgendem Algorithmus ermittelt werden: - Einordnen der anstehenden Lockergesteine in Bereiche nach Tabelle 1. Tabelle 1: Lockergesteinsbereiche für die Ermittlung des Faktors A Lockergesteinsbereich Kurzzeichen Anteil < 0,1 mm bzw. wL a I ----------------------- b

GU, GT ------------------------------------------------------- SU, ST

10…20 %

II

GU, GT, GU*, GT*, SU, ST, SU*, ST*, GU, GT, SU, ST mit I1)

om 0,01... 0,05

< 30 %

III a

GU, GT, GU*, GT*, SU, ST, SU*, ST*

> 30 %

III b

UL, TL, TM UM, OU

w L < 0,5

IV

TA, UA, OT

wL > 0,5

1) Index der organischen Beimengungen - Ermitteln des Wertes a1 aus Tabelle 2. Er berücksichtigt den Einfluß von Grund-, Kluft- und Schichtwässern. Tabelle 2: Ermittlung von a1 Lockergesteinsbereich Grundwasser

≥ 1,5 m u. BOK Grundwasser < 1,5 m unter BOK ohne Tiefenentwässerung*)

Grundwasser < 1,5 m unter BOK mit Tiefenentwässerung*)

a I ----- b

0,80 ---------------------

0,80

0,33 ---------------------------------------------

0,40

0,50 ---------------------------------------------

0,50 II

0,80

0,38

0,50

III a

0,77

0,33

0,50

III b

0,80

0,40

0,60*) 0,40

IV

0,85

0,50

0,50

*)Tiefenentwässerung nur, wenn IP < 0,22 oder wL < 0,40 oder Anteil < 0,002 mm < 20 %

Page 15: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

15

Ist mit Grund,- Kluft- oder Schichtenwasser für den geplanten Endzustand in einer Tiefe größer - gleich 1,5 m unter Befestigungsoberkante zu rechnen, gilt in Abhängigkeit vom anstehenden Lockergestein Spalte 2 der Tabelle. Dabei ist der maximale Grundwasserstand zu berücksichtigen, der im Verlauf von ca. 6 bis 8 Jahren auftreten kann. Ist im Bereich < 1,5 m unter geplanter Befestigungsoberkante mit Grund,- Kluft- oder Schichtenwasser zu rechnen, gilt Spalte 3 bzw. 4. Hier wird unterschieden, ob eine Tiefenentwässerung angeordnet wird, ober nicht. Berücksichtigt wurden hier die angegebenen Grenzen der Wirksamkeit einer Tiefenentwässerung. - Ermitteln des Wertes a2 aus Tabelle 3. Er berücksichtigt die Ableitung des anfallenden Oberflächenwassers. Tabelle 3: Ermittlung von a2 – Einfluß der Ableitung des anfallenden Oberflächenwassers

Oberflächenentwässerung

ohne Oberflächenentwässerung Lockergesteinsbereich

Deckschicht dicht

Deckschicht durchlässig

Deckschicht dicht

Deckschicht durchlässig

a I ----- b

0,20 --------------------

0,20

0,10 ------------------

0,10

0,10 ---------------------------------

0,10

0 ---------------------------------

0 II

0,20

0,10

0,10

0

III a

0,23

0,11

0,10

0

III b

0,20

0,10

0,10

0

IV

0,15

0,08

0

0

Bei getroffenen Maßnahmen zur Ableitung des Oberflächenwassers gilt in Abhängigkeit vom anstehenden Lockergestein und der vorgesehenen Deckenbefestigung (dichte oder durch-lässige Deckschicht) Spalte 2 oder 3. Ist keine ordnungsgemäße Ableitung des Oberflächen-wassers gewährleistet, wird a2 der Spalte 4 oder 5 entnommen. - Bestimmen des Wertes A. Er ergibt sich aus A = a1 + a2 - Ermittlung von EH,vorh. aus Bild 1 Entsprechend der Lockergesteinsart wird in Abhängigkeit des Wertes A der Wert EH des Untergrundes/Unterbaus bestimmt.

Page 16: Arbeitsanleitung für die Bemessung des Bodenaustausches ... · E V2-Floss = 15 N/mm². Aus Anlage 2 ist mit den angegebenen Zustandgrenzen ableitbar, dass selbst beim Vorhandensein

16