Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

StrassenbaulaborBodenbehandlung1 Verbesserung Dammuntergrund Bodenbehandlung Bodenverbesserung Qualifizierte Bodenverbesserung Bodenverfestigung Hydraulisch.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "StrassenbaulaborBodenbehandlung1 Verbesserung Dammuntergrund Bodenbehandlung Bodenverbesserung Qualifizierte Bodenverbesserung Bodenverfestigung Hydraulisch."—  Präsentation transkript:

1 StrassenbaulaborBodenbehandlung1 Verbesserung Dammuntergrund Bodenbehandlung Bodenverbesserung Qualifizierte Bodenverbesserung Bodenverfestigung Hydraulisch gebundene Tragschicht Betontragschicht

2 StrassenbaulaborBodenbehandlung2 Begriffe Bodenbehandlung Veränderung des Bodens um gewünschte Eigenschaften zu erreichen (Wassergehalt, Festigkeit) durch Bodenver- besserung oder Bodenverfestigung. Bodenverbesserung Verbesserung von Einbaufähigkeit und Verdichtbarkeit. Qualifizierte Bodenverbesserung Bodenverbesserung mit erhöhten Anforderungen Bodenverfestigung Tragfähigkeitserhöhung von Boden, Frostsicherheit. Hydraulisch gebundene Tragschicht Einbaugemische mit hydraulischen Bindemitteln Betontragschicht Tragschicht aus Beton einer bestimmten Festigkeitsklasse.

3 StrassenbaulaborBodenbehandlung3 Regelwerke ZTVE-StB 09:Bodenverbesserung Qualifizierte Bodenverbesserung Bodenverfestigung von F2 und F3 Böden TL BuB E-StB 09: Technische Lieferbedingungen für Böden und Baustoffe im Erdbau des Straßenbaues (2009) FGSV. Beton-StB 07: Baustoffgemische für die Verfestigung von ungebundenen Tragschichten und die Bodenverfestigung von F1-Böden ZTV Beton – StB 07: Ausführung der Verfestigung von ungebundenen Tragschichten und die Bodenverfestigung von F1-Böden

4 StrassenbaulaborBodenbehandlung4 Merkblatt für Bodenverfestigungen und Bodenverbesserungen mit Bindemitteln. Ausgabe 1997 Technische Prüfvorschriften für Boden und Fels im Straßenbau TP BF-StB - Teil B 11.1: Eignungsprüfungen bei Bodenverfestigung mit Zement. Ausgabe 1986 Technische Prüfvorschriften für Boden und Fels im Straßenbau TP BF-StB - Teil B 11.5: Eignungsprüfung bei Bodenverbesserung und Bodenverfestigung mit Feinkalk und Kalkhydrat Ausgabe 1991 Vorschriften

5 StrassenbaulaborBodenbehandlung5 DIN EN 14227, Teil Ungebundene und gebundene hydraulische Gemische, Anforderungen Teil 10: Bodenverbesserung mit Zement Teil 11: Bodenverbesserung mit Kalk Teil 12: Bodenverbesserung mit Schlacke Teil 13: Bodenverbesserung mit hydraulischem Tragschichtbinder Teil 14: Bodenverbesserung mit Flugasche Vorschriften

6 Dyckerhoff, Heidelberger, usw. Beton nach Maß (2015), Holcin-Qualifizierte Bodenverbesserung Schäfer Kalk, Otterbein StrassenbaulaborBodenbehandlung6 Literatur

7 StrassenbaulaborBodenbehandlung7 Beispiel: Aufbau von Asphaltstraßen

8 StrassenbaulaborBodenbehandlung8 Anwendungsbereiche Baustraßen, Befestigung von Wegen und Plätzen Planum stabilisieren Bodenverbesserung Bodenverfestigung Teil des Oberbaukonzeptes (Reduktion von SoB und Asphalt)

9 StrassenbaulaborBodenbehandlung9 Bauverfahren und Methoden Verdichten bei optimalem Wassergehalt Bodenaustausch Bodenverbesserung mit stabilisierender Gesteinskörnung Bodenverfestigung mit Kalk Bodenverfestigung mit Zement Bodenverfestigung mit Misch-Bindemitteln (Bodenverfestigung mit bituminösen Bindemitteln)

10 StrassenbaulaborBodenbehandlung10 Arbeitsweise Die Baustelle macht sich den Boden so, wie er benötigt wird. Grundlagen der Bodenverbesserung (bei Grenzwerten Eignungsprüfung vorsehen) Dosiert Ausstreuen Fräsen in Fräsfeld oder der Einbaustelle, je nach Örtlichkeit und Lagendicke Lagenweiser Einbau und Verdichtung, das Material hat je nach Bindemittel eine verzögerte Reaktionszeit. Bindemittel Zement ist frostempfindlich.

11 Strassenbau Vertiefungwww.poweleit.eu11 Grobschlamm abziehen

12 Strassenbau Vertiefungwww.poweleit.eu12 Schlamm weg

13 Strassenbau Vertiefungwww.poweleit.eu13 Einfräsen

14 Strassenbau Vertiefungwww.poweleit.eu14 Nutzung

15 StrassenbaulaborBodenbehandlung15 Hochhydraulischer Kalk Zement Flugaschen usw. Kombinationen aus Kalk und Zement („Varilith“, u.a.) (Bitumen) (Bentonit) Bindemittel

16 StrassenbaulaborBodenbehandlung16 Es gibt verschiedene Einsatzmöglichkeiten! Erdbau (Unterbau/Untergrund) -Verdichtbarkeit ermöglichen, d.h. durch Kalkzugabe den Wassergehalt verringern, -Tragfähigkeit Planum erhöhen, d.h. durch Zementzugabe den Boden verfestigen, -Frostempfindlichkeit, meist durch Kalkzugabe, verringern. Oberbau -Tragfähigkeit durch Zementzugabe erhöhen (Tragschicht-Liefermaterial verringern).

17 StrassenbaulaborBodenbehandlung17 Bodenverbesserung Wassergehalt Frostgefährdung Bodenverfestigung Standsicherheit Festigkeit Durchstanzen Bodenverbesserung/-verfestigung

18 StrassenbaulaborBodenbehandlung18 Trick der Bodenverbesserung

19 StrassenbaulaborBodenbehandlung19 Veränderung der Proctor-Kurve bei Kalkzugabe Verschiebung des Schwerpunktes zur „nassen“ Seite und zur geringeren Proctor- Dichte. Veränderung Proctorkurve

20 StrassenbaulaborBodenbehandlung20 Einsatz qualifizierte Bodenverbesserung

21 StrassenbaulaborBodenbehandlung21 Wasser, Boden und Kalkzugabe

22 StrassenbaulaborBodenbehandlung22 Bodenverfestigung Aufstandsfläche untere Tragschicht obere Tragschicht

23 StrassenbaulaborBodenbehandlung23 Anwendung im Straßenbau (1)

24 StrassenbaulaborBodenbehandlung24 Anwendung im Straßenbau (2)

25 StrassenbaulaborBodenbehandlung25 Bindemittel

26 StrassenbaulaborBodenbehandlung26 Bindemitteleignung nach Bedarf

27 StrassenbaulaborBodenbehandlung27 Arten von Baukalk

28 StrassenbaulaborBodenbehandlung28 Bodenverfestigung mit Kalk Bindiger Boden Mischen Verbesserung der Verarbeitbarkeit Strukturelle Wasserumlagerung KoagulationIonenaustausch Kalk Umwandlung der Bodenstruktur Wasserbeständigkeit (Quellen- Schwinden) Erhöhung der Frostsicherheit Herabsetzung der Kapillarität Hydraulische Verfestigung Tragfähigkeit Verdichten Verbesserung der Verdichtungswilligkeit

29 StrassenbaulaborBodenbehandlung29 Bodenverfestigung mit Kalk

30 StrassenbaulaborBodenbehandlung30 Reaktionsfähigkeit Baukalke

31 StrassenbaulaborBodenbehandlung31 Mischbinder (Beispiel) Dyckerhoff Varilith Dyckerhoff Varilith TF 1 Dyckerhoff Varilith TF 2 Dyckerhoff Varilith TF 3 Dyckerhoff Varilith TF 4 Dyckerhoff Varilith T Dyckerhoff Varilith FF Dyckerhoff Varilith FF1 Dyckerhoff Varilith FF2 Trockene Böden mit hohen Festigkeitsanforderungen. Einsatz in überfeuchteten Böden mit erhöhten Festigkeitsanforderungen

32 StrassenbaulaborBodenbehandlung32 Dorosol Dorosol 100 Dorosol PRO 100 Dorosol C grob- und gemischkörnige Böden wie zuvor, staubarm fein- bis gemischtkörnige Böden

33 StrassenbaulaborBodenbehandlung33 Einsatzbereiche

34 StrassenbaulaborBodenbehandlung34 Einsatz

35 StrassenbaulaborBodenbehandlung35 Mittlere Bindemittelmenge - Bodenverbesserung Bindemittelmenge in M-% der Trockendichte Boden BodengruppeFeinkalkKalk- hydrat ZementTrag- schicht -binder Misch- binde- mittel Grobkörniger Boden --3 – 6 Fein- und gemischtkörnige Böden 2 – 42 – 53 –

36 StrassenbaulaborBodenbehandlung36 Baumischverfahren Baumischverfahren = Ausstreuen und Bodenfräse

37 StrassenbaulaborBodenbehandlung37 Zentralmischverfahren HGT nur im Zentralmischverfahren (Mischanlage)

38 StrassenbaulaborBodenbehandlung38 Bauverfahren nach Fertigerprinzip Einsatz von Spezialfräsen mit Misch- und Dosiergeräten bis ca. 60 cm Tiefe. Fräsen, Aufnehmen, Zerkleinern, Homogenisieren, Rezeptur zugeben, wieder einbauen. Seltene Anwendung.

39 StrassenbaulaborBodenbehandlung39 Mischen oder Fräsen

40 StrassenbaulaborBodenbehandlung40

41 StrassenbaulaborBodenbehandlung41

42 StrassenbaulaborBodenbehandlung42 Maschinentechnik Bodenverbesserung (Bodenstabilisierung) Bodenverfestigung (Bodenvermörtelung)

43 StrassenbaulaborBodenbehandlung43 Beispiel Ausschreibung

44 StrassenbaulaborBodenbehandlung44 Beispiel Ausschreibung

45 StrassenbaulaborBodenbehandlung45 [Angaben in %] FeinkalkKalkhydratHochhydraulischer Kalk Bodenverbesserung Bodenverfestigung Rezeptur – Erfahrungswerte Kalk

46 StrassenbaulaborBodenbehandlung46 BaustoffeBindemittel (Gew.%) Mineralstoffe und Mineralstoffgemische (Kornanteil > 2 mm) GW, GI, GU > 40 Gew.% SE, SW, SI, SU < 40 Gew.% 3 – 5 6 – 10 Sekundärbaustoffe Betongranulat4 – 8 Asphaltgranulat mit 5 Gew.% Sand 0/2 und 20 Gew.% Sand 0/4 mm 4 – 7 Überschußsande8 –12 Steinkohlenflugasche mit Prüfzeichen 5 – 10 Müllverbrennungsasche ohne Filterstäube 5 – 10 Rezeptur Erfahrung Tragschichtbinder

47 StrassenbaulaborBodenbehandlung47 Bodenart Zementanteil in % bezogen auf RHO,d Boden Zement- gehalt in kg/m³ GW, GI, GE, SW, SI SE GU, GT, SU, ST GU*, GT*, SU*, ST* UL, TL UM, UA, TM, TA Kiessand Sand, schluffiger S. gleichkörniger Sand Schluff Ton Bindemittelbedarf für zementverfestigte Tragschichten Zementanteile bei Verfestigungen Rezeptur – Erfahrungswerte Zement

48 StrassenbaulaborBodenbehandlung48 BodenartBindemittelgehalt in Gew.-% Kiessand gleichkörniger Sand Sand, schluffiger Sand , Rezeptur – Erfahrungswerte Bitumen Keine praktische Bedeutung.

49 StrassenbaulaborBodenbehandlung49 Kriterien

50 StrassenbaulaborBodenbehandlung50 Kriterien

51 StrassenbaulaborBodenbehandlung51 Überwachung Bindemittel

52 StrassenbaulaborBodenbehandlung52 Überwachung Boden

53 StrassenbaulaborBodenbehandlung53 Überwachung Einbaugemisch

54 StrassenbaulaborBodenbehandlung54 Überwachung verfestigte Schicht

55 StrassenbaulaborBodenbehandlung55 ZeileBodengruppeFrostwiderstandDruckfestigkeit 1SW, SI, SE GW, GI, GE entfälltZement, Tragschichtbinder HT 35 7 Tage: 4,0 N/mm² 28 Tage: 6,0 N/mm² 2SU, ST, GU, GT Und Böden Zeile 1 dl / l <= 0,1 % wie Zeile 1 Hydraulischer Kalk, Tragschichtbinder HT Tage: 6,0 N/mm² 3SU*, GU*, UL, UM ST*, GI*, TL, TM, TA dl / l <= 0,1 %entfällt 4Industrielle Nebenproduktedl / l <= 0,1 %28 Tage: 6,0 N/mm² Verfestigung von Mineralstoffgemischen, 28 Tage: 7 N/mm² HGT > 7 N/mm² < q u < 12 N/mm² Anforderungen an Verfestigungen

56 Werkpolier Trockendichte δ d eines Bodens = 1,8 t/m³; der Wassergehalt wurde mit 10 % bestimmt. Was für ein Boden könnte dies sein? Wieviel wiegt der Boden bei Anlieferung? Als Materialkennwert wurde im Labor eine Proctordichte δ d, PR von 1,843 t/m³ bestimmt. Wie hoch ist der Verdichtungsgrad? Ist die Verdichtung ausreichend? Beispiel

57 StrassenbaulaborBodenbehandlung57 Praktisches Vorgehen Bodenkennwerte ermitteln (Probenmenge ca. 50 bis 100 kg): -Sieblinie, -Proctordichte -Proctor-Wassergehalt - Natürlicher Wassergehalt Bindemittelart (Kalk, Zement, Tragschichtbinder, …) wählen. Kalk bei zu viel Wasser, Zement bei Verfestigung. Bindemittelmenge wählen, ggf. variieren. ca km/m³ gleich 15 bis 20 kg/m² (bei 25 cm Lagenstärke). Mischung im Labor herstellen. Wassergehalt, Proctor, Festigkeit

58 StrassenbaulaborBodenbehandlung58 Sieblinie (1)

59 StrassenbaulaborBodenbehandlung59 Sieblinie (Korngrößenverteilung)

60 Grobkörniger Boden – unproblematisch Feinkörniger Boden: –Bei Trocknung auf 105 °C gibt es gebrannte Steine. –D.h. eher nur moderat bei z.B. 80 °C trocknen, und Excavator benutzen. Gemischt-Körnige Böden: –Da muß man schauen, wie der Boden zusammengesetzt ist (Feinanteile). Eher so wie bei den feinkörnigen Böden. StrassenbaulaborBodenbehandlung60 Siebung - Trocknung

61 Grobkörniger Boden –unproblematisch Feinkörniger Boden: –nicht zu viele Feinanteile bei der Naßsiebung verlieren. Gemischt-Körnige Böden: –nicht zu viele Feinanteile bei der Naßsiebung verlieren. StrassenbaulaborBodenbehandlung61 Siebung - Feinanteile

62 StrassenbaulaborBodenbehandlung62 Siebung GrobkornbereichFeinkornbereich Schlämmanalyse Konsistenzen Bodenart Bodenart DIN 4022 – feinkörnige Böden

63 Gravimetrische Siebung und Sedimentation werden an der Feinkorngrenze übereinander gebracht. Das paßt häufig nicht: –Versuchsablauf überprüfen. StrassenbaulaborBodenbehandlung63 Siebung – Schlämmanalyse (1)

64 Versuchsablauf planen! Gleichmäßiges Raumklima! Ablesung des Aräometers: –30 sec; 1 min; 2 min; –5, 15, 45 min; 2, 6, 24 d.h. bis ca. 10 Uhr muß die Suspension angerührt sein! StrassenbaulaborBodenbehandlung64 Siebung – Schlämmanalyse (2)

65 StrassenbaulaborBodenbehandlung65 Materialkennwert Proctordichte, - wassergehalt

66 StrassenbaulaborBodenbehandlung66 Versuchsdurchführung Proctor Boden wird getrocknet Bei feinkörnigen Böden nicht darren, da man sonst „Klinker“ produziert, die man wieder – bodenverändernd – zerkleinern muß. Überschlägige Berechnung der Wasserzugabe Wasserzugabe variiert vom Bodentyp her! Grobkörnige Böden, feinkörnige Böden, gemischt- körnige Böden, Wiederverwendung der Bodenprobe und Wassergehaltssteigerung bei grobkörnigen Böden zulässig. Ggf. Problem Schlagzertrümmerung. Jeweils neuer Wasseransatz auf den getrockneten Boden bei fein- und gemischtkörnigen Böden, um gleiche Wassereinwirkzeit zu erreichen. Hier beeinflußt die Versuchsdurchführung ERHEBLICH die Trockendichte!

67 Werkpolier Versuch Nr Probe Nr (1)Feuchte Probe + Behälter m1[g]503,41.078, 4 (2)Trockene Probe + Behälter m2[g]500,21.075, 1 (3)BehältermB[g]382,2920,8 (4)Porenwasser(2) – (1)mW[g]3,23,3 (5)Trockene Probe(2) – (3)md[g]118,0154,5 (6)Wassergehalt(4) / (5)w[1]0,030,02 (7)Wassergehalt(6) In [%]w[%]2,72,1 (8)Mittelwert[%]2,4 Natürlicher Wassergehalt

68 StrassenbaulaborBodenbehandlung68 Versuche in der Übersicht (Ausgangsboden) Natürlicher Wassergehalt, Korndichte („Tauchwägung“), Korngrößenverteilung, Proctordichte und optimaler Wassergehalt, Organische Bestandteile („Glühverlust“), Schädliche Betandteile, Umweltrelevante Inhaltsstoffe (LAGA). Bindemittel (Datenblatt)

69 StrassenbaulaborBodenbehandlung69 Reaktionszeit Insbesondere beim Proctorversuch ist die Reaktionszeit der Bindemittel zu beachten. Diese sind für die einzelnen Versuchsteile gleich zu wählen. Sie orientieren sich auch an den baubetrieblichen Einbauzeiten. Zement:1 h Tragschichtbinder:2 h Hydraulischer Kalk:4 h Mischbinder:4 h Baukalk:6 h

70 StrassenbaulaborBodenbehandlung70 Proctorkurven und Bindemittel

71 StrassenbaulaborBodenbehandlung71 Wassergehaltsreduktion mit Bindemittel

72 StrassenbaulaborBodenbehandlung72 ED-Festigkeitswerte

73 CBR = California Bearing Ratio Siehe: TP BF-Stb Teil B 7.1 (2012) CBR beschreibt die Tragfähigkeit eines Bodens oder Boden- Bindemittel-Gemisches für den Verkehrswegebau im Vergleich zu einem kalifornischen Standardboden mit hoher Tragfähigkeit. Beim CBR-Versuch wird ein Stempel mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit in die in einem CBR-Topf (150 mm Durchmesser) befindliche Probe eingedrückt. Die für Eindringtiefen von 2,5 und 5 mm notwendigen Stempeldrücke werden ermittelt und in Bezug zu den korrespondierenden Drücken des Californischen Standardbodens gesetzt. Entsprechend wird der CBR-Wert in % angegeben. Aus den CBR-Werten werden auch Aussagen zur Frostsicherheit abgeleitet. Zwischen den aus dem Lastplattendruckversuch und aus dem CBR- Versuch bestimmten Tragfähigkeiten gibt es keine rechnerische Beziehung, Vergleichstabellen werden jedoch erstellt (z.B. Schweizer Norm SN b). StrassenbaulaborBodenbehandlung73 CBR-Versuch (1)

74 StrassenbaulaborBodenbehandlung74 CBR-Wert (1)

75 StrassenbaulaborBodenbehandlung75 CBR-Wert (2)

76 StrassenbaulaborBodenbehandlung76 CBR-Festigkeitswerte

77 StrassenbaulaborBodenbehandlung77 Praxisbeispiel

78 StrassenbaulaborBodenbehandlung78 Versuche in der Übersicht (Rezeptur) Proctordichte und optimaler Wassergehalt, Einaxiale Druckfestigkeit, nach Feuchtraumlagerung, nach Wasserlagerung. CBR-Versuch Nach Feuchtraumlagerung, nach Wasserlagerung. Dpr = 100 %, Probekörper Ø 100 mm bei Größtkorn 16 mm Ø 150 mm bei Größtkorn 32 mm

79 StrassenbaulaborBodenbehandlung79 Höchstwert der einaxialen Druckspannung: q u = max σ Einaxiale Druckspannung: σ = F / A Stauchung: Є = Δh / h a Einaxiale Druckfestigkeit

80 StrassenbaulaborBodenbehandlung80 CBR = California-Bearing-Ratio Empirischer Wert zur relativen Tragfähigkeit eines Untergrundes. Stempeleindrückung: A = mm², v = 1,25 mm/min. CBR = P / P S. 100 % P = Stempeldruck in N/mm² - Versuchsboden P S = Stempeldruck in N/mm² - Vergleichsboden Beispiel : Werte Vergleichsboden: Stempeldruck PS in N/mm² 7,0010,4513,3016,00 Eindringtiefe in mm 2,505,007,5010,00 CBR - Versuch


Herunterladen ppt "StrassenbaulaborBodenbehandlung1 Verbesserung Dammuntergrund Bodenbehandlung Bodenverbesserung Qualifizierte Bodenverbesserung Bodenverfestigung Hydraulisch."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen