Hessisches Landesamt f£¼r Stra£en- und Verkehrswesen ... Dr. Oliver Kuhl...

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  • Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen / HMWVL Dr. Oliver Kuhl

    Bodenbehandlung mit Bindemitteln

    - Erfahrungen und Fortschreibung des Regelwerkes -

  • VSVI Berlin – Brandenburg 24.01.07

    Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen / HMWVL Dr. Oliver Kuhl

    Themen des Vortrages

    � Grundlagen

    � ZTVE – StB 2007 (Entwurf) (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und

    Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau)

    � Überarbeitung von Regelwerken für Erdarbeiten des Straßenbaus (Ausblick)

  • VSVI Berlin – Brandenburg 24.01.07

    Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen / HMWVL Dr. Oliver Kuhl

    Merkblatt Literaturhinweis: Das neue Merkblatt über Bodenverfestigungen und Bodenverbesserungen mit Bindemittel, Straße und Autobahn 56 (2005) Nr. 7

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    Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen / HMWVL Dr. Oliver Kuhl

    Begriffsbestimmung ZTVE – StB 2007 (Entwurf)

    • Bodenverfestigungen sind Verfahren, bei denen die Widerstandsfähigkeit des Bodens gegen Beanspruchung durch Verkehr und Klima durch die Zugabe von Bindemitteln so erhöht wird, dass der Boden dauerhaft tragfähig und frostbeständig wird.

    • Bodenverbesserungen sind Verfahren zur Verbesserung der Einbaufähigkeit und Verdichtbarkeit von Böden und zur Erleichterung der Ausführung von Bauarbeiten.

  • VSVI Berlin – Brandenburg 24.01.07

    Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen / HMWVL Dr. Oliver Kuhl

    Begriffsbestimmung ZTVE – StB 2007 (Entwurf)

    • Qualifizierte Bodenverbesserungen sind Bodenverbesserungen mit Bindemitteln, die erhöhte Anforderungen an bestimmte Eigenschaften erfüllen.

    • Bodenbehandlungen sind Verfahren, bei denen Böden so verändert werden, dass die geforderten Eigenschaften erreicht werden. Sie umfassen Bodenverfestigungen und Bodenverbesserungen.

  • VSVI Berlin – Brandenburg 24.01.07

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    Anforderungen „Qualifizierte Bodenverbesserung“ nach ZTVE – StB (Entwurf 2007)

    • Bei der qualifizierten Bodenverbesserung des Planums (Verringerung der Frostempfindlichkeits- klasse von F3 zu F2) ist die Bindemittelmenge so zu bemessen, dass die einaxiale Druckfestigkeit nach 28 Tagen Lagerung und Prüfung gemäß TP BF-StB Teil B 11.5, ≥ 0,5 N/mm² beträgt. Alternativ kann der CBR-Wert gemäß TP BF-StB Teil B 7.1, geprüft werden. Dieser muss ≥ 40 % an 28 Tage alten Proben sein.

    • Die Bindemittelmenge darf 3 M.-% nicht unterschreiten

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    Anforderungen „Qualifizierte Bodenverbesserung“ nach ZTVE – StB (Entwurf 2007)

    • In beiden Fällen darf nach 24 h Wasserlagerung der Festigkeitsabfall nicht größer als 50 % bezogen auf den jeweiligen Wert vor Wasserlagerung sein. In Abhängigkeit von den zeitlichen Vorgaben kann die Prüfung auch nach 7 Tagen und/oder zu anderen Prüfzeitpunkten erfolgen.

    • Bei anderen Anwendungen der qualifizierten Bodenverbesserung (z.B. im Bereich von Damm- aufstandsebenen bzw. von Dammschüttungen, Bauwerkshinterfüllungen etc.) werden die Kriterien für die Bestimmung der Bindemittelmenge durch erdstatische Berechnungen vorgegeben.

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    Bindemittelarten nach ZTVE -StB 07

    • Zement nach DIN EN 197-1: Zement – Teil 1: Zusammensetzung, Anforderungen

    und Konformitätskriterien von Normalzement

    • Zement nach DIN 1164-10: Zement mit besonderen Eigenschaften - Teil 10:

    Zusammensetzung, Anforderungen und

    Übereinstimmungsnachweis von Normalzement mit

    besonderen Eigenschaften

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    Bindemittelarten nach ZTVE -StB 07

    • Hydraulische Boden- und Tragschichtbinder

    nach DIN 18506: Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien

    • Baukalk nach DIN EN 459-1: Zusammensetzung, Anforderungen und

    Konformitätskriterien

    sowie nach BMVBW ARS 7/2002: Anforderungen an Kalke für Bodenverfestigung und -

    verbesserung

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    Bindemittelarten nach ZTVE -StB 07

    • Mischbindemittel: Kombinationen aus genormten hydraulischen Bindemitteln und Baukalken. Die Mengenanteile der Bindemittel sind in der Leistungsbeschreibung anzugeben

    • Die Verwendung anderer Bindemittel kann, wenn ihre Eignung nachgewiesen ist, zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer vereinbart werden.“ Zusammensetzung je nach Hersteller unterschiedlich • Eignungsprüfung als Nachweis für den Einzelfall

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    ARS 7/2002 (Anforderungen) • Reaktionsfähigkeit

    Kalktyp Reaktionsfähigkeit

    CL 90 t60°C

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    Reaktivität von Baukalken: Nasslöschkurve

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    ARS 7/2002 (Anforderungen) • Mahlfeinheit

    Siebgrößen Mahlfeinheit

    Rückstand als Massenanteil in %

    Klasse 1 (fein) Klasse 2 (körnig)

    10 mm 0 0

    5 mm 0

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    Grundlagen: Proctorversuch

    1,65

    1,70

    1,75

    1,80

    10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

    ohne 1% 3% 5%

    Ausgangswassergehalt (M-%) T

    ro ck

    e n

    d ic

    h te

    in g

    /c m

    3

    Bindemittelmenge

    1,65

    1,70

    1,75

    1,80

    10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

    ohne 1% 3% 5%

    Wassergehalt nach dem Mischen (M-%)

    T ro

    ck e

    n d

    ic h

    te in

    g /c

    m 3

    Bindemittelmenge

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    Grundlagen: Festigkeits- untersuchungen

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    0 1 2 3 4 5

    Bindemittelmenge [M.-%] C

    B R

    -W er

    t [ %

    ]

    ohne BM

    ohne WL

    mit WL

    0,0 0,1 0,2 0,3

    0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

    1,0 1,1 1,2

    0 1 2 3 4 5

    Bindemittelmenge [M.-%]

    E in

    a xi

    al e

    D ru

    ck fe

    st ig

    ke it

    [N /m

    m2 ]

    ohne BM

    ohne WL

    mit WL

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    Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen / HMWVL Dr. Oliver Kuhl

    Forschungsantrag FE 05.130/2002/DGB „Untersuchung zum Reaktionsverhalten von

    Mischbindemittel zur Bodenbehandlung“*

    Mischungen aus CL 90 und CEM I: • 100 M.-% CL 90 • 50 M.-% Cl 90 und 50 M.-% CEM I • 30 M.-% Cl 90 und 70 M.-% CEM I • 100 M.-% CL 90 • Sonderuntersuchung mit 50 M.-% CEM III Bindemittelgehalte: 1, 3 und 5 M.-% Böden: TM, TL, GU* Reaktionszeiten: 1, 4, 24 Stunden * Ausgeführt vom Institut für Materialprüfung Dr. Schellenberg Leipheim

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    „Untersuchung zum Reaktionsverhalten von Mischbindemittel zur Bodenbehandlung“

    CEM I (1, 3 + 5 M.-% Bindemittel)

    WFK (1, 3 + 5 M.-% Bindemittel)

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    „Untersuchung zum Reaktionsverhalten von Mischbindemittel zur Bodenbehandlung“

    CEM I: 1h

    CEM I: 24h

    Kalk

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    Hessisches Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen / HMWVL Dr. Oliver Kuhl

    „Reaktionsverhalten von Mischbindemittel“ Druckfestigkeiten bei 3 M.-% Bindemittel Variation der Reaktionszeiten zwischen Einmischen des

    Bindemittel und der Verdichtung: gemischkörniger Kies (GU*)

    0

    0,5

    1

    1,5

    2

    2,5

    3

    CL 9 0 7 d

    CL 9 0 28

    d CEM

    I 7 d CEM

    I 28 d

    MB 3 0/70

    7 d

    MB 3 0/70

    28 d

    MB 5 0/50

    7 d

    MB 5 0/50

    28 d

    Bindemittelart/Prüfalter

    E in

    ax ia

    le D

    ru ck

    fe st

    ig ke

    it [N

    /m m

    ²]

    1 h 4 h 28 h

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    „Reaktionsverhalten von Mischbindemitt