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Dissertation von
Dipl.-Ing. (FH) Sergey Alexikov
Optimierung der Berechnungsverfahren standardisierter
Oberbaukonstruktionen russischer Straßen für die Südregion
Wolgograds
zur Erlangung des akademischen Grades Doktoringenieur (Dr.-Ing.)
an der Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
der Ruhr-Universität Bochum (RUB)
Gutachter:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Tom Schanz
Tag der mündlichen Prüfung: 02.11.2016
Bochum, 2017
Vorwort des Verfassers
Die vorliegende Arbeit ist während meiner Tätigkeit als Bauingenieur im Bereich StraßenTiefbau entstanden. Nach meiner mehrjährigen Berufserfahrung entstammt bei mir eine
Motivation die Besonderheiten der Straßenplanung und des Straßenbaus in der Region
meiner Vaterstadt Wolgograd zu untersuchen. Unter der Leitung von Herrn Prof. Dr.-Ing.
Martin Radenberg wurde meine wissenschaftlicher Arbeit im Rahmen meines Studiums
bei der Ruhr-Universität Bochum geschrieben.
Hiermit möchte ich mich recht herzlich bei meinem Doktorvater Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg für die Betreuung dieser Arbeit bedanken. Nicht nur seine engagierte fachliche
Betreuung, sondern auch seine ständige Bereitschaft zur Diskussion und kritische Durchsicht sowie seine Korrektur hat maßgeblich zum Gelingen dieser Arbeit beigetragen. Außerdem möchte ich ihm für viele wertvolle Ratschläge und konstruktive Anregungen danken, aus denen ich sehr viel gelernt habe. Bedanken möchte ich mich auch sehr herzlich
beim Prof. Dr.-Ing. habil. Tom Schanz für die Übernahme des Korreferats und aufschlussreiche Fachgespräche sowie Hinweise zu meiner Arbeit.
Ebenso möchte ich mich sehr herzlich bei meinem Vorgesetzten Dr. Markus Limbach,
meinen Kollege Karl-Heinz Schultes, sowie bei meinen Freunden, Sascha Ter Jung, Luise
Febo, Alina Matchkinis, bedanken, die mich während der Tätigkeit und der Durchführung
der Untersuchungen in vielerlei Hinsicht unterstützt haben.
Ein ganz besonders Dank richtet sich auch an meine Familie, meine Frau Victoria, meine
Kinder Alexander und Leonard, sowie meine Eltern. Meine Frau hat mir immer den Rücken frei gehalten und sehr viele Opfer für mich gebracht. Insbesondere bin ich auch meinem Vater, Prof. Dr.-Ing. habil. Sergey Aleksikov sehr dankbar, dass er es war der mich
immer motiviert und während meiner Forschungen immer unterstütz hat.
Köln, Januar 2017
Tag der Einreichung:
Tag der mündlichen Prüfung:
Sergey Alexikov
06.07.2016
02.11.2016
Berichter:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Tom Schanz
Kurzfassung
Kurzfassung
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Planungs- und Aufbaumethoden von Oberbaukonstruktionen mit lokalen Baustoffen in der Region Wolgograd (Russland) optimiert. Dabei wurde
eine Standardisierung der regional-spezifischen Bauweisen aus lokalen Baustoffen vorgenommen.
Nach alten, ungültigen russischen Baunormen erfolgte die Projektierung des Oberbaus mit
der Auswahl standardisierter Bauweisen unter Berücksichtigung von Normenkriterien und
örtlichen Gegebenheiten. Dabei wurden vor allem Wetterfaktoren, Baustoffe und Festigkeitseigenschaften von Materialien berücksichtigt. Unter Berücksichtigung der vorhandenen Baustoffe und Klimabedingungen konnten die Bauweisen regional-spezifisch bestimmt werden. Anhand der gesammelten Erfahrungen im Straßenbau in der Bauregion
Wolgograd und unter Verwendung lokaler Baustoffe wurden regionalbezogene Verzeichnisse mit standardisierten Bauweisen erstellt.
Im Vergleich zu alten Normen bietet die gültige Norm ODN 218.046−01 allgemeine Berechnungsmethoden unter Berücksichtigung der lokalen Baustoffe und RecyclingMaterialien an. Die Verzeichnisse mit den standardisierten Bauweisen sind in der aktuellen
Norm ODN 218.046−01 nicht mehr vorhanden. In der vorliegender Arbeit werden die
Bauweisen unter Berücksichtigung der lokalen Baustoffe und Recycling-Materialien für
die Region Wolgograd standardisiert. Es empfiehlt sich, die erstellten Verzeichnisse zur
Berechnung von Oberbaukonstruktionen für die Südregionen Russlands, wo ähnliche
Klimabedingungen herrschen, zu verwenden.
Im Fokus stehen dabei auch Untersuchungen von möglichen Kosteneinsparungen für den
Aufbau des Oberbaus. Im Rahmen der Arbeit wird festgestellt, dass merkliche Einsparungen durch die Verwendung von lokalen Baustoffen, Recycling Materialien und verschiedenen Polymermaterialien in den Oberbaukonstruktionen erreicht werden können.
Die Ergebnisse im experimentellen Teil dieser Arbeit zeigen, dass sich die Tragfähigkeit
des Untergrundes auf die gesamte Dicke des Oberbaus und dementsprechend auf die gesamten Baukosten maßgeblich auswirkt. In der vorliegenden Dissertation werden Methoden zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Untergrundes untersucht und nachgewiesen. Es
wird festgestellt, dass die Bodenart und der Bodenwassergehalt eine direkte Auswirkung
Kurzfassung
auf die Tragfähigkeit des Untergrundes haben. Als Resultat wird ein neues Verfahren zur
Berechnung des regional-bezogenen, maximalen Wassergehaltes im Untergrund für die
Südregionen Russlands ausgearbeitet. Ein wesentlicher Fokus in der vorliegenden Dissertation ist die Untersuchung einer möglichen Verwendung von Kreide im Unterbau. Als
Forschungsergebnisse wird u.a. nachgewiesen, dass dieses Baumaterial in Straßen der
Bauklassen IV–V mit der Feuchtigkeitsklasse I verwendet werden kann.
Im Wesentlichen befasst sich die vorliegende Arbeit mit der Ausarbeitung der Empfehlungen zur Projektierung und Berechnung der optimalen Oberbaukonstruktionen aus lokalen
Baustoffen. Als Resultat wird die Aufteilung der Region Wolgograd anhand diverser Baubedingungen vorgenommen und grafisch dargestellt:
-
Die Aufteilung der Region Wolgograd nach dem rechnerischen Bodenwassergehalt sowie
-
nach der Verfügbarkeit lokaler Baustoffe und die grafische Darstellung der Lage
von Steingruben und Einflusszonen auf Transportkosten.
Die grafische Darstellung der Lage von Steingruben und Einflusszonen unterstützt dabei
die Bewertung über die Wirtschaftlichkeit logistischer Wege für Baumaterialien in den
untersuchten Regionen.
Die in dieser Arbeit ausgearbeiteten Empfehlungen und Methoden können zu signifikanten
Kostenreduktionen für den Aufbau der beschriebenen Oberbaukonstruktionen für Straßen
mit niedriger Verkehrsdichte führen.
Abstract
Abstract
The scope of this thesis contains the design optimization and the description of various
construction methods for road superstructures consisting of local construction materials
which are specific for the Volgograd region in Russia. Furthermore, this piece of study
standardizes the discussed road superstructures consisting of local construction materials.
According to the old and invalid Russian construction standards and technical recommendations, the design of road superstructures was done with the selection of standardized road
structures considering the specifications and conditions of the local construction areas. At
the same time, weather conditions and the quality of the construction materials including
their availability within the region were taken into account. Under the available conditions,
road superstructures could be designed for the local areas, depending on the situation in the
local construction. Based on the construction experience within the region, local catalogues
of road superstructures consisting of local construction materials were created.
In comparison with the old norms, the valid norm ODN 218.046−01 includes only the recommendations and methods for the design of roads considering local construction materials and the recycled products. This norm does not include the mentioned catalogues of road
superstructures. In this work, catalogues of road superstructures consisting of local construction materials and recycled products are created for the Volgograd area. These catalogues are recommended for the use in road design for the regions with similar climate
conditions.
The research in this thesis is focused on the investigation of ways for saving construction
costs. This scientific study shows that savings in construction costs can be significantly
achieved by using local construction materials, recycled products and different polymers in
the road structure.
The results of the experimental part of this thesis showed, that the bearing capacity of the
subbase significantly influences the thickness of the whole road superstructure and therefore the construction cost. At this presented research, the methods for the increasing bearing capacities of the subbase are investigated and proven. At the same time it is observed,
that the soil type and moisture content directly influence the bearing capacity of the subbase. The result of this study is also the development of a new method for determination of
Abstract
the local maximal moisture content of the soil in the subbase and its bearing capacity for
the southern regions of Russia.
One of the tasks of the thesis is the investigation of the possible application of chalk as a
construction material in the subbase. The research proves the possibility of chalk being
used as a supplement in road superstructures for the road categories IV−V and the humidity Class I.
Primarily this thesis comprises the development of recommendations for the design and the
calculation of the optimal road superstructures consisting of local construction materials.
As a result, the region Volgograd is subdivided into areas according to the following construction conditions which are graphically presented:
-
The moisture content in soil
-
The availability of local construction materials including the graphic presentation
of the location of gravel and stone pits and also the zones of influence with impact
on the transport costs.
It is possible to analyze the economic efficiency of the logistical delivery ways of construction materials in certain regions which can be derived from the mentioned graphs that indicate the location of stone pits and zones of influence. It is possible to analyze the economic
efficiency concerning the delivery of construction materials in certain regions.
The recommendations and methods, developed in this thesis can considerably reduce construction costs for the described superstructures for roads with low traffic density.
Inhaltverzeichnis
INHALTVERZEICHNIS
BEGRIFFE UND DEFINITIONEN ........................................................................................... 1
1.
EINLEITUNG ................................................................................................................. 11
1.1.
Allgemeines ......................................................................................................... 11
1.2.
Zielsetzung .......................................................................................................... 15
2.
AKTUELLER STAND DER ERKENNTNISSE ........................................................... 18
2.1.
Standardisierung der Bauweisen ......................................................................... 18
2.2.
Planungsgrundlagen und Dimensionierungen ..................................................... 19
2.3.
Berechnungsverfahren zur Ermittlung des Bodenwassergehaltes ....................... 21
2.4.
Verwendung lokaler Baustoffe im Straßenbau als Ersparnispotential ................ 25
2.4.1.
Allgemein ......................................................................................................... 25
2.4.2.
Verwendung lokaler Kalksteine im Straßenbau in der Region Wolgograd ..... 25
2.4.3.
Vorabsiebung und RC-Baustoffe in ungebundenen Tragschichten ................. 29
2.4.4.
Überverdichtung des Untergrundes .................................................................. 32
2.5.
Analyse der Steingruben in der Region Wolgograd und ihre Bewertung
zwecks Verwendung im Straßenbau ................................................................... 33
2.6.
Überblick und Analyse der vorhandenen Planungsverfahren ............................. 46
2.7.
Wirtschaftliche Bewertung der Bauweisen ......................................................... 48
3.
EXPERIMENTELLE FORSCHUNGEN........................................................................ 50
3.1.
Wirtschaftlich-mathematische Modelle für die Optimierung der Bauweisen ..... 50
3.1.1.
Optimierung der Bauweisen anhand der Plankosten für den Aufbau der
Straßenkonstruktion .......................................................................................... 50
3.1.2.
3.2.
Optimierung der Bauweisen anhand der Erhaltungskosten .............................. 57
Optimierung des Berechnungsverfahrens der Straßenkonstruktionen ................ 60
3.2.1.
Nachweis des rechnerischen Bodenwassergehaltes im Unterbau .................... 63
3.2.2.
Ermittlung des Bodenwassergehaltes im Unterbau. ......................................... 70
3.3.
Versuchsfelder mit der Verwendung lokaler Baustoffe ...................................... 77
3.3.1.
Karbonatische Verfestigung der Tragschicht ................................................... 77
3.3.2.
Reduzierung der Dicke des Oberbaus durch die Überverdichtung des
Untergrundes .................................................................................................... 85
Inhaltverzeichnis
3.3.3.
4.
Verwendung des Geotextils im Unterbau ......................................................... 92
EMPFEHLUNGEN ZUR OPTIMIERUNG DER OBERBAUKONSTRUKTIONEN .. 95
4.1.
Aufteilung der Region Wolgograd nach Bedingungen im Straßenbau ............... 95
4.2.
Anwendung der Optimierung am Beispiel der Region Nizjneje Powolzhje ..... 101
5.
ZUSAMMENFASSUNG .............................................................................................. 115
6.
VERZEICHNISSE ........................................................................................................ 119
6.1.
Literaturverzeichnis ........................................................................................... 119
6.2.
Abbildungsverzeichnis ...................................................................................... 135
6.3.
Tabellenverzeichnis ........................................................................................... 137
6.4.
Anhangsverzeichnis ........................................................................................... 138
Begriffe und Definitionen
BEGRIFFE UND DEFINITIONEN
SYMBOLE
Cгр
[MPa]
Kohäsion im Untergrund
Сдо
[Tau. Rubel/km]
Plankosten für den Aufbau der Straße
Cv
[-]
Variationskoeffizient des relativen Bodenwassergehaltes im
Unterbau der Straße in natürlicher Form
Сvr
[-]
Variationskoeffizient des relativen Bodenwassergehaltes im
Unterbau der Straße
Cvg
[-]
Variationskoeffizient der Gesteinsfestigkeit
Cmt
[Rubel]
Transport- und Erhaltungskosten für Fracht- und Passagierverkehr pro Jahr
Сnt
[Rubel]
Kosten für die Beschaffung des Transportmittels im Jahr (t)
Сpt
[Rubel]
Erhaltungskosten einer Straße im Jahr (t)
Сdt
[Rubel]
Sachschäden im Zusammenhang mit den Verkehrsunfällen
pro Jahr (t)
С0
[Rubel]
Restwert (RW) der Herstellkosten für Aufbau der Straße
Со
[-]
Skalierungswert
Сi
[Rubel/cm]
Einheitspreis einer Schicht, relativiert zu der Einheitsfläche in
Basispreisen
Сзр
[Rubel/m3]
Kosten der Erdarbeiten auf einer Tiefe bis 1,0 m im Unterbau
(bei rechnerischer Schichtdicke Накт) in Basispreisen
Соб
[Rubel/m2]
Kosten für Bankettverfestigung
Сзп
[Rubel/km]
Kosten der Erdarbeiten
Сi , j
[-]
mathematische Erwartung der Materialkosten im Raum der
wirtschaftlichen Auswirkung von i- und j-Lieferanten
Сo
[Rubel]
Verkaufspreis der Baustoffen
1
Begriffe und Definitionen
С тр
[Rubel]
Transportkosten
Сп - р
[Rubel]
Verladungskosten
Di
[-]
Wert der Diskontierung von Erhaltungskosten zu verschiedenen Zeitpunkten
D(t)
[Rubel]
prognostizierte Sachschäden im Zusammenhang mit den Verkehrsunfällen
Еob
[MPa]
Oberbau-E-Modul
Eоbтр
[MPa]
erforderliches Oberbau-E-Modul nach Norm
ODN 218.046−01
E1, E2, [MPa]
E3
Егр
[MPa]
Steifigkeitsmodul
Ещ
[MPa]
E-Modul auf Schottertragschicht
Носн
[cm]
Dicke der Tragschicht
Hi
[cm]
Schichtdicke der i-Schicht
Hакт
[cm]
Dicke der beanspruchten Schicht
Кj, Kji
[-]
Kostenindex, berücksichtigt die Kostenverteilung für jede
einzelne Schicht
Кпр
[-]
Verbrauchswert
Kпртр
[-]
minimal zulässiger Tragfähigkeitswert
kу
[-]
Verdichtungsgrad – (Trockendichte)/(Proctordichte)
KXg
[mm]
jährliche Niederschlagsmenge
LG
[Mann/cm]
bezogene Leistungen: Löhne und Gehälter
ат
[km]
Länge der Lieferstrecke mit LKW
ж/д
[km]
Länge der Lieferstrecke mit der Eisenbahn
l
[cm]
rechnerische elastische Durchbiegung
lдоп
[cm]
zulässiger Wert der elastischen Durchbiegung, abhängig von
der Bauklasse, liegt in Grenzen 0,05–0,15
Ln
Lk
Verformungsmodul auf Planum
2
Begriffe und Definitionen
N(t)
[Kfz/Tag]
durchschnittliche tägliche Verkehrsdichte im t-Jahr
Nр
[-]
summarische Anzahl der Beanspruchungen
n
[-]
Anzahl der Schichten in Oberbaukonstruktion
nщ
[%]
Restliche Porosität des Schotters
MC
[Gerät/cm]
Wert der Gerätekosten
O
[m]
Bankettbreite
p
[MPa]
Rechnerische Belastung des Kfz-Reifen auf die Fahrbahn
Q
[-]
Materialeinsatz/-menge
Qk
[kN]
Achslast eines Fahrzeuges
Rр
[-]
rechnerische Festigkeit des Gesteinsmaterials
Rср
[-]
mittlerer Festigkeitswert des Gesteins in Steingruben
R
[-]
Wert der Schubfestigkeit des lehmhaltigen Bodens
RN
[MPa]
zulässige Zugkraft fürs Material
Sстр
[Tausend
Rubel/km]
Herstellkosten der Oberbaukonstruktion
tp
[-]
normierte Abweichung der Materialpreises
Ux
[-]
Feuchtigkeitswert vom Klima in der Region
V(t)
[km/h]
durchschnittliche zeitrelevante Verkehrsgeschwindigkeit
W
[%]
natürlicher Wassergehalt
Wср
[%]
mittel jährlicher natürlicher Wassergehalt
Wот
[-]
relativer Wassergehalt, ermittelt durch den natürlichen Wassergehalt und Wassergehalt an der Fließgrenze, Wот = W/Wт
WопP
[-]
Rechnerischer = maximaler natürlicher Bodenwassergehalt
im Frühjahr
Wсрр
[-]
mittlerer rechnerischer / maximaler natürlicher Wassergehalt
im Frühjahr
3
Begriffe und Definitionen
Wрзп
[-]
Rechnerischer / maximaler Wassergehalt im Unterbau auf
Tiefe bis 1,0 m im Frühjahr
Wт
[%]
Wassergehalt an der Fließgrenze
Zmj
[mm]
maximale mögliche Verdunstung im Jahr
zоп
[cm]
Tiefe der beanspruchten Schicht zur Ermittlung des
Schubwiderstandes
𝜎𝑟
[MPa]
Zugkraft in beanspruchter Schicht (bestimmt nach
Nomogramm ODN)
𝜎н
[MPa]
spezifische aktive Schubspannung von einem Einheitslast auf
der beanspruchter Schicht
i,j
[-]
mittlere quadratische Abweichung des Materialpreises
φ
[Grad]
Innerer Reibungswinkel
φгр
[Grad]
Innerer Reibungswinkel auf dem Untergrund
γ ср
[kg/cm3]
mittleres spezifisches Gewicht der konstruktiven Schichten
ηгв
[%]
Anteil der Verkehrsunfällen mit toten Erwachsenen
ηрв
[%]
Anteil der Verkehrsunfällen mit verletzten Erwachsenen
ηгр
[%]
Anteil der toten Kinder in Verkehrsunfällen
ηрр
[%]
Anteil der verletzten Kinder in Verkehrsunfällen
П
[m]
Fahrbahnbreite
Пгв
[-]
entstehende Sachschäden im Zusammenhang mit dem Tod der
Erwachsenen
Прв
[-]
entstehende Sachschäden im Zusammenhand mit der Verletzung der Erwachsenen
Пгр
[-]
entstehende Sachschäden im Zusammenhang mit dem Tod der
Kinder
Прр
[-]
entstehende Sachschäden im Zusammenhang mit der Verletzung der Kinder
4
Begriffe und Definitionen
Definitionen
Oberbau-E-Modul (Eob)
Dieser Wert ist der Tragfähigkeitswert einer mehrlagigen Oberbaukonstruktion. Er wird
durch die aufsummierte Anzahl der Lastbeanspruchung während der Nutzung der Straße
bestimmt. Generell wird das Oberbau-E-Modul in Russland mittels des BenkelmanBalken-Verfahrens ermittelt (siehe Punkt „Benkelman-Balken-Verfahren“). Der Wert ist in
der Norm ODN 218.046−01 definiert.
Schicht-E-Modul (E)
Das Modul einer Schicht entspricht bei Asphaltschichten dem Materialkennwert; bei Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln wird dieser Materialkennwert in Abhängigkeit
vom Risszustand abgemindert. Bei ToB (Tragschicht ohne Bindemittel) ist das Schichtmodul in Abhängigkeit vom auf und unter der Schicht wirksamen Ev2-Wert zu berechnen.
Das Schichtmodul des Bodens wird dem Ev2-Wert auf dem Planum gleichgesetzt [FGSV].
Der Wert wird in Russland generell mittels des Benkelman-Balken-Verfahrens ermittelt.
Benkelman-Balken-Verfahren
Beim Messverfahren Benkelman-Balken handelt es sich um ein quasistatisches Messverfahren für Verkehrsflächenbefestigungen, vorzugsweise mit Asphalt- und Pflasterdecken
[FGSV].
Die Lage der Messpunkte und der Messpunktabstand in Längsrichtung der Fahrbahn richten sich nach dem Untersuchungsziel. Auf Straßen erfolgt die Messung in der Regel in der
rechten Rollspur des Hauptstreifens [FGSV].
Das Belastungsfahrzeug mit einem zwillingsbereiften Hinterrad mit einer Regelradlast von
5t (50 kN) wird auf den Messpunkt gefahren. Danach wird der Benkelman-Balken eingerichtet, wobei die Tastarmspitze genau in die Mitte (Längs- und Querrichtung) zwischen
den Zwillingsreifen in das Lastzentrum (Messpunkt) unter Zuhilfenahme eines Abstandshalters am Belastungsfahrzeug gebracht wird (siehe Abb. 2). In dem Zustand erfolgt die
erste Messwerterfassung [FGSV].
Nachdem sich das Belastungsfahrzeug ca. 5 m vom Messpunkt entfernt hat, erfolgt die
zweite Messwerterfassung. Die Zeit zwischen dem Aufstellen des Belastungsfahrzeuges
und der Entlastung darf bei Messungen auf Asphaltbefestigungen nicht größer als eine Mi5
Begriffe und Definitionen
nute sein. Nach derzeitigem Stand kann eine optimale Belastungsdauer nicht allgemeingültig angegeben werden. Sie ist von den herrschenden Randbedingungen abhängig. Die
Messgenauigkeit für die Einsenkungsmessungen beträgt im gesamten Mess-und Temperaturbereich +/- 0,01 mm. Die maximale Verformung bei Entlastung ergibt sich aus der Einflusslinie als Differenz der Messwerte im belasteten und im unbelasteten Zustand (siehe
Abb. 3). Zur Aufzeichnung einer Einflusslinie werden die Verformungsmessung und die
zusätzlich erforderliche Abstandsmessung zwischen Belastungsfahrzeug und Messpunkt
elektronisch vorgenommen [FGSV].
Abb. 1: Benkelman-Balken [FGSV]
Abb. 2: Schematische Darstellung des Benkelman-Balkens (Draufsicht) [FGSV]
6
Begriffe und Definitionen
Abb. 3: Schematische Darstellung des Messprinzips und der Einflusslinie bei Messungen mit dem Benkelman-Balken [FGSV]
Zur Bestimmung mehrerer Punkte der Verformungsmulde werden zum Zeitpunkt der ersten Messuhrablesung (Belastungszustand) mehrere am Benkelman-Balken angebrachte
Messuhren oder andere Wegaufnehmer abgelesen. Zusätzlich kann ein Krümmungsmesser
eingesetzt werden [FGSV].
Durch die Achslast (Qk) und die Einsenkung (l) wird die Tragfähigkeit bzw. das OberbauE-Modul ermittelt [ODN 218.1.052-2002]:
𝐸𝑜𝑏 = 0,36 ×
𝑄𝑘
𝑙
[MPa]
Oberbau
Alle Schichten oberhalb des Planums ausgenommen der Bankette [RStO 12].
Unterbau
Unter dem Oberbau liegende Dammschüttung [RStO 12].
7
Begriffe und Definitionen
Untergrund
Unmittelbar unter dem Ober- oder unter dem Unterbau vorhandener Boden oder Fels
[RStO 12].
Planum
Unmittelbar unter dem Oberbau liegende und plangerecht bearbeitete Oberfläche des Untergrundes oder des Unterbaus (Abschluss des Erdbaus) [ZTV E-StB].
Elastische Durchbiegung
Verformung der Straßenbefestigung unter Belastung eines Fahrzeugrades und Wiederherstellung nach der Entlastung [ODN 218.046−01, FGSV 924].
Verformungsmodul Eгр
Kenngröße für die Verformbarkeit eines vorhandenen oder eingebauten Bodens, bestimmt
mit Hilfe der Neigung der Last-Setzungskurve eine Pattendruckversuches [FGSV 924].
E-Modul/Elastizitätsmodul
Materialkennwert; Quotient aus Normalspannung und elastischer Dehnung (Angaben
in MPa) [FGSV 924].
Korngrößenverteilung
Korngrößenzusammensetzung, ausgedruckt durch den Siebdurchgang als Massenanteil in
Prozent durch eine festgelegte Anzahl von Sieben [DIN EN 13242].
Vorabsiebung (Schotter-Siebreste-Gemisch)
Dabei handelt es sich um ein Restprodukt bei der Herstellung des Schottergemisches, das
beim Brechen und bei der Absiebung der Gesteinsgattung entsteht und aufgrund der Korngrößenverteilung im Straßenbau nicht direkt verwendet werden kann. In der Vorabsiebung
Schotter besteht ein hoher Anteil des Feinfüllers <0,005 mm.
Vorabsiebung 0/X
In dieser Art des Gemisches wird die Sieblinie bzw. die Größe der Gesteinskörner nicht
berücksichtigt.
8
Begriffe und Definitionen
Lokale Baustoffe
Unter diesen Begriff werden alle Baumaterialien zusammengefasst, die in lokaler bzw.
örtlicher Umgebung oder Region verfügbar sind.
Relativer Wassergehalt
Relativer Bodenwassergehalt ist der Quotient aus dem natürlichen Wassergehalt und Wassergehalt an der Fließgrenze, Wот = W/Wт [ODN 218.046−01]
Rechnerischer Wassergehalt [Wр]
Im Frühjahr sind die Böden mit Regen- und Schmelzwasser gesättigt. Der zu dieser Zeit
gemessene Bodenwassergehalt wird für die Berechnung der Oberbaukonstruktionen, als
der ungünstigste Wert angenommen.
9
Begriffe und Definitionen
10
Kapitel 1: Einleitung
1. EINLEITUNG
1.1. Allgemeines
Das Wachstum des Straßennetzes in Russland betrug in den letzten zehn Jahren rund 15 %.
Demgegenüber hat sich die Zahl der Autos allerdings verdoppelt und liegt nun insgesamt
bei ca. 27 Millionen Fahrzeugen. Momentan liegt der mittlere jährliche Zuwachs an Automobilen bei ca. 7,2 % pro Jahr (Tabelle 1−1) [EFSBJ Nr.7 2003].
Tabelle 1-1: Zuwachs der Autos in ausgewählten Metropolen Russlands
№
Stadt
Zahl der Autos pro 1000 Einwohner
2006
2010
Zuwachs pro Jahr [%]
1
Moskau
265
320
4,8 %
2
Sankt-Petersburg
253
324
6,4 %
3
Nowosibirsk
160
285
15,5 %
4
Nischni Nowgorod
164
234
9,3 %
5
Samara
206
279
7,9 %
6
Rostow am Don
191
275
9,5 %
7
Wolgograd
132
203
11,4 %
8
Perm
178
187
1,2 %
9
Chabarowsk
249
284
3,3 %
10
Saratow
198
219
2,6 %
Mittelwert
7,2 %
Die ständig wachsende Zahl der Autos auf den Straßen führt zu einer Erhöhung der Verkehrsdichte und somit auch der Straßenbelastung. Im Sommer steigt die Verkehrsdichte
vornehmlich in den Einfahrbereichen der großen Städte und beträgt über 20 bis 30 % des
durchschnittlichen jährlichen Tageswertes [EFSBJ Nr.7 2003]. Dort wird der Oberbau
durch schweren Verkehr wie zum Beispiel durch LKW‘s mit einem Gewicht von acht bis
zehn Tonnen pro Achse belastet. Nach ursprünglichen Normen sind die Oberbaukonstruk-
11
Kapitel 1: Einleitung
tionen historisch lediglich für eine maximal zulässige Belastung von sechs Tonnen pro
Achse projektiert.
In der gesamten Region Wolgograd gibt es zurzeit 419 Siedlungen, die über keine befestigte Zufahrtsstraße zu einer regionalen Autobahn verfügen. Aufgrund des Mangels an Finanzierungsmöglichkeiten des Straßenbaus in solchen Regionen stellen sich die Fragen der
Optimierung der Bauweisen und der entsprechenden Baukosten für die Straßen mit geringer Verkehrsdichte sehr akut und aktuell. Die Landstraßen sind besonders überbelastet.
Aufgrund der hohen Belastung der Fahrbahn sind Schäden und Deformationen des Asphaltbelags häufig zu beobachten.
Laut dem nationalen Entwicklungsprogramm des Straßenbaus in Russland muss das gesamte Straßennetz bis zum Jahr 2025 um 30 % wachsen [EFSBJ Nr. 7 2003].
Der Oberbau ist der teuerste Bestandteil der gesamten Bauweise der Straße. Die Optimierung der Oberbaukonstruktion ist im Bereich des Straßenbaus momentan ein Forschungsschwerpunkt. Damit einhergehend werden unterschiedliche Bauverfahren und die damit
zusammenhängende Reduzierung der entsprechenden Baukosten überprüft. Als eine Möglichkeit der Reduzierung der Baukosten kann die Verwendung von lokal erhältlichen Materialien und Recyclingmaterialien in Oberbaukonstruktion dienen.
Laut den in Russland existierenden Berechnungsverfahren nach Bauvorschriften der
WSN 46−83 betragen die Baukosten für den Aufbau des Oberbaus zwischen 55 und 60 %
der Gesamtbaukosten. Die Bewertung der Planungsverfahren und Berechnungen zeigen,
dass gemäß den neu eingeführten und aktuellen Bauvorschriften die Dicke des Oberbaus
im Vergleich zum herkömmlichen Bau um den Faktor 1,4–1,6 zunimmt und die Baukosten
insgesamt zusätzlich um 30 bis 40 % steigen [ODN 218.046−01].
Die Projektierung der Bauweise der Straße wird in die folgenden Stufen aufgeteilt:
-
Planung oder Festlegung der Bauweise
-
Berechnung und Prüfung der Konstruktionstragfähigkeit
-
wirtschaftliche Bewertung und Berechnung der Baukosten
-
Suche nach Optimierungsmöglichkeiten der berechneten Baukonstruktion
12
Kapitel 1: Einleitung
Grundsätzlich muss der Oberbau tragfähig, sicher und wirtschaftlich sein. Solche Kriterien
müssen am Anfang der Planung berücksichtigt werden [ODN 218.046−01, TULAEW
1977]. Bei der Berechnung des Oberbaus kann man diese ohne Überdimensionierung planen.
Heutzutage werden die Planung und Berechnung des Oberbaus gemäß den noch aus
UdSSR-Zeiten stammenden Bauvorschriften für typische Bauklassen vorgenommen. Dabei
wird aber nicht berücksichtigt, dass seit dem Zerfall der Sowjetunion viele Lieferwege und
Lieferanten von Baustoffen verloren gegangen sind. Außerdem hat sich die ganze Straßennutzung mit der Erhöhung der Verkehrsdichte und Verkehrsbelastung komplett geändert.
Die seit 15 bis 20 Jahren vorhandenen Bauvorschriften (WSN 46−83 – „Berechnung der
Straßenkonstruktionen“) sind stark veraltet und können für die heutige Projektierung und
Berechnung der Oberbaukonstruktionen nicht mehr angewendet werden. Mit der Einführung der neuen Bauvorschriften ODN 218.046−01 besteht jetzt ein Bedarf an neuen Planungslösungen für die regional bezogenen Bauweisen unter Berücksichtigung der lokal
vorhandenen Baustoffe.
Wolgograd
Abb. 1-1: Region Wolgograd
13
Kapitel 1: Einleitung
Die Gesamtfläche der Region Wolgograd (Abb. 1−1) beträgt 112 877 km2. Häufig sind die
Lieferwege für Baustoffe wie Schotter, Sand, Bitumen etc. in der Region über 300 Kilometer lang. Die Erfahrung im Straßenbau zeigte, dass die Transportkosten ab einer Transportentfernung von ca. hundert Kilometern den Baustoffkosten selbst entsprechen und somit die Wirtschaftlichkeit verbesserungswürdig ist. Ab einer Lieferstrecke über hundert
Kilometer stellt somit die Verwendung von lokalen Baumaterialien und RC-Baustoffe in
der Straßenkonstruktion eine Alternative dar. Dadurch ist eine entsprechende Verringerung
der Transportkosten aus Wirtschaftlichkeitsgründen heutzutage sehr erstrebenswert.
Für die Berechnung der Konstruktionen gemäß ODN 218.046−01 wird die Tragfähigkeit
der jeweiligen Schichten und die Maßnahmen für ihre Erhöhung berücksichtigt. Für die
ausführliche Bestimmung der Festigkeitseigenschaften des Untergrundes und für die Bewertung der Berechnungskriterien wird der rechnerische maximale Bodenwassergehalt in
Klimazonen der jeweiligen Bauregion festgelegt. Hier ist es zunächst notwendig, einen
Einfluss der Raumdichte des Bodens auf die Festigkeit des Untergrundes zu untersuchen.
Die optimale Bauweise wird nach dem Vergleich mit alternativen Varianten der gleichwertigen Oberbaukonstruktionen ausgewählt. Als Kriterien zur Optimierung werden die Bauund die Erhaltungskosten verwendet.
Zurzeit werden die Plankosten von Planungsbüros aus folgenden Gründen nicht immer
berechnet:
-
Durch die Einführung einer enormen Mengen neuer Kalkulationsvorschriften ist
die Berechnung nach alten Verfahren nicht mehr gestattet (vorhandene Werte/Preise existieren für die Jahre 1984 und 1991);
-
Die Kalkulation der Baukosten ist zu aufwendig und kann nur eine Genauigkeit
zwischen 87 und 92 % gewährleisten [DOROZHKIN 2003, RESWANZEW
2003].
Die vorhandenen Optimierungsmethoden berücksichtigen nicht die möglichen Einsparungen der Bau- und Erhaltungskosten durch die Verfestigung der Bankette und die Erhöhung
der Tragfähigkeit des Untergrundes / Unterbaus. Außerdem müssen die Optimierungskriterien wegen unstabiler Preisbildung für Baustoffe und Bauarbeiten noch ausgearbeitet werden.
14
Kapitel 1: Einleitung
Aus oben genannten Gründen besteht ein aktueller Bedarf an Optimierung der Projektierungsmethoden der Bauweisen anhand der Kriterien wie den regional bezogenen Klimabedingungen und der wirtschaftlichen Situation im Baugebiet.
1.2. Zielsetzung
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird eine Analyse der Projektierungsmethoden und
Bauverfahren optimaler Bauweise aus lokalen Baustoffen vorgenommen. Nach der Auswertung der vorhandenen Methoden werden folgende Hauptpunkte zusammengefasst:
1.
Unterschiedliche Studien und die Erfahrung im Straßenbau zeigen, dass eine
Einsparung der Baukosten von bis zu 20 % erreicht werden kann, wenn folgende Aktivitäten berücksichtigt werden:
- Verwendung der lokal bzw. in der örtlichen Umgebung verfügbaren Materialien wie:
a)
Lokales Steinmaterial, das mit einem organischen oder minerali-
schen Bindemittel behandelt wird;
b)
Vorabsiebung (siehe Erläuterung im Kapitel „Begriffe und Definiti-
onen“);
c)
RC-Baustoffe;
d)
verschiedene Polymermaterialien.
- Verschiedene Maßnahmen zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Untergrundes
(inkl. Verfestigung der Banketten, Verwendung der Geotextilien als Zwischenschicht, Errichtung von kapillarbrechenden Schichten, Austausch des
Grundes im Unterbau).
2.
Die Analyse der Festigkeit der typischen Bauweisen zeigte, dass die Optimierung der Oberbaukonstruktion ohne Nachweis des regional bezogenen rechnerischen Wassergehaltes im Unterbau und der Tragfähigkeit des Untergrundes
sehr problematisch ist. Der Nachweis der optimalen Bauweise soll unter Berücksichtigung der Maßnahmen zur Erhöhung der Festigkeit in den ungebundenen Schichten des Oberbaus und des Untergrundes erfolgen.
15
Kapitel 1: Einleitung
3.
Die vor Jahrzehnten erstellten Bauverzeichnisse sind mit den Berechnungsmethoden der standardisierten Bauweisen anhand der alten Norm WSN 46−83
nicht mehr aktuell. Die neue gültige Norm, ODN 218.046-01, regelt das allgemeine Berechnungsverfahren unter Berücksichtigung der lokalen Baumaterialien und der RC-Baustoffe. Die Verzeichnisse mit den standardisierten Bauweisen sind in der gültigen Baunorm ODN 218.046−01 nicht mehr vorhanden.
Aus oben genannten Gründen ergibt sich das Ziel der vorliegenden Arbeit, nämlich die Ausarbeitung der Empfehlungen zu der Berechnungsmethoden der standardisierten Bauweisen aus
lokalen Baustoffen unter Berücksichtigung der regionalen Klima- und Wirtschaftsbedingungen.
Um dieses Ziel zu erreichen, wurden im Rahmen dieser Arbeit folgende Forschungen und
Untersuchungen durchgeführt und deren Ergebnisse in den Kapiteln 2 bis 4 beschrieben:
1.
die Analyse der vorhandenen Erfahrungen in der Planung und dem Bau der
optimalen Bauweisen unter der Berücksichtigung lokaler Baustoffe (Kapitel 2)
2.
die Untersuchung der Beeinflussung von klimatischen Verhältnissen auf den
Bodenwassergehalt und auf die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Bodens im Unterbau (Kapitel 3)
3.
die Ausarbeitung der Berechnungsmethoden zur Ermittlung des rechnerischen
(maximalen) Wassergehaltes und der Tragfähigkeitswerte des Untergrundes in
den Südregionen Russlands (Nizhneje Powolzhje) (Kapitel 3)
4.
die Untersuchung der Bauqualität eines Versuchsfeldes in der Region Wolgograd (Kapitel 3)
5.
die Ausarbeitung der Empfehlungen zur Optimierung der Berechnungsmethoden standardisierter Bauweisen (Kapitel 3 und 4)
6.
die Aufteilung der Region Wolgograd nach dem rechnerischen Bodenwassergehalt (Kapitel 4)
7.
die Aufteilung der Region Wolgograd nach der Verfügbarkeit lokaler Baustoffe und die Aufzeichnung der Bereiche der optimalen Lieferwege für die Gesteinsmaterialien (Kapitel 4)
16
Kapitel 1: Einleitung
Die Zusammenfassung in Kapitel 5 enthält nochmals die wichtigsten Ergebnisse der
einzelnen Kapitel, Empfehlungen und zukunftsweisende Überlegungen.
17
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
2. AKTUELLER STAND DER ERKENNTNISSE
2.1. Standardisierung der Bauweisen
Nach alten, ungültigen Baunormen erfolgte die Projektierung der Oberbaukonstruktion mit
der Auswahl typischer Bauweise unter Berücksichtigung der Normenkriterien und der örtlichen Verhältnisse [ETL 1990, RESWANZEW 1993, BUKHTIYAROW 2000, SARATOWSKY TU 1972]. Dabei wurden nur die Wetterfaktoren, Baustoffe und Festigkeitseigenschaften der Materialien berücksichtigt. Unter Beachtung der vorhandenen Baustoffe und
Klimabedingungen konnten die Bauweisen regional spezifisch projektiert werden.
Anhand der gesammelten Erfahrungen im Straßenbau wurden in alten Normen die regionalbezogenen Verzeichnisse mit den standardisierten Bauweisen für verschiedene Regionen
Russlands und für den weiten Osten, die Ukraine, Weißrussland und für Mittelasien erstellt
[ETL 1990, RESWANZEW 1993, BUKHTIYAROW 2000, RESWANZEW 2003, SIDENKO 1994]. Diese Verzeichnisse enthielten eine breite Auswahl verschiedener Bauweisen und
deren individueller Wirtschaftlichkeit.
Die standardisierten Bauweisen wurden für die Bauklassen II–IV, die Klimazonen III–IV und
für die Regionen mit Feuchtigkeitsklassen I und II erfasst. Die Dicke der Oberbaukonstruktionen wurde nach alten Normen regionalbezogen und nach Erfahrung angenommen (siehe
Beispiel ANHANG A) [WSN 46−83].
Die Hauptvorteile der beschriebenen Verzeichnisse lassen sich wie folgt darstellen:
-
Systematisierung der Bauweisen in Gruppen nach Bauklasse, rechnerischer Belastung
und Oberbau-E-Modul
-
Berücksichtigung der lokalen Baustoffe
-
Berücksichtigung der örtlichen Klima- und Baubedingungen in der Region
Mithilfe solcher Verzeichnisse konnte man verschiedene Bauweisen während der Projektierung auswerten und vergleichen. Man muss erwähnen, dass die standardisierten Bauweisen
nur in der alten und ungültigen Norm WSN 46−83 dargestellt sind. Die neue aktuelle Norm
18
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
ODN 218.046−01 bietet die allgemeinen Berechnungsmethoden unter Berücksichtigung der
lokalen Baustoffe und Recycling-Materialien an. Die Verzeichnisse mit den standardisierten
Bauweisen sind in der gültigen Norm ODN 218.046−01 nicht mehr vorhanden.
2.2. Planungsgrundlagen und Dimensionierungen
Bei der Berechnung der Konstruktion nach ODN 218.046−01 müssen drei zwingende Kriterien nachgewiesen werden [ODN 218.046−01].
1) Durchbiegungsnachweis
𝒍 ≤ 𝒍доп
Mit
[cm]
Gl. 2–1
l = rechnerische elastische Durchbiegung (cm)
lдоп = zulässiger Wert der elastischen Durchbiegung (cm)
2) Nachweis des Schubwiderstands (T) auf dem Untergrund
𝑻пр
𝑻 ≤ 𝑲тр
[MPa]
пр
Mit
Gl. 2–2
тр
𝑲пр = erforderlicher Tragfähigkeitswert
Tпр = maximal zulässiger Grenzwert des Schubwiderstands
3) Zugspannungsnachweis
𝝈𝒓 ≤ 𝑹 𝑵
Mit
[MPa]
Gl. 2–3
𝜎𝑟 = Zugkraft in beanspruchter Schicht (MPa)
RN = zulässige Zugkraft für das Material (MPa)
Bei der Berechnung der Straßenbaukonstruktionen der Bauklasse IV wird folgende Sicherheitsreserve berücksichtigt: bei der elastischen Durchbiegung: 1,02 –– 1,29 und bei den Werten des Schubwiderstands und der Zugspannung: 0,8 — 1,1 [ODN 218.046−01].
19
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Abb. 2-1: Beispiel der Belastung des Kfz-Reifens auf den Oberbau [ODN 218.046−01]
Abb. 2-2: Beispiel der Spannungsverteilung in Schichten der Straßenkonstruktion
[ODN 218.046−01]
Die aktive Spannung im Untergrund [𝝈𝒛 ] wird wie folgt ermittelt [ODN 218.046−01]:
𝝈𝒛 = 𝝈н ∙ 𝑝
Mit
[MPa]
Gl. 2–4
𝜎н = spezifische aktive Schubspannung von einem Einheitslast auf die beanspruchte
Schicht [MPa], ermittelt wird gemäß Nomogrammen [ODN 218.046−01]
p = rechnerische Belastung des Kfz-Reifens auf die Fahrbahn [MPa]
20
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Die Anforderungen an die Berechnung der Oberbaukonstruktionen nach Schubkraft auf dem
Planum oder Unterbau sind in letzten Jahren im Vergleich mit den alten Normen wesentlich
höher geworden. Es ist bekannt, dass die Tragfähigkeit des Untergrundes generell von der
Bodenart abhängig ist. Sie wird durch den Bodenwassergehalt im Unterbau und die Raumdichte bestimmt [SIDENKO 1962, SOLOTAR 1981, ALEKSIKOV 1984, BIRULYA 1951,
SOLOTAR 1974, WSN 39−79, TU VORONEZH 1964, DUHOWNIY 1981, SOLOTAR
1971, KORSUNSKIY 1974, MALEWANNIY 1973, SOUSDORNII 1987, GEOTEXTIL
1979, GP ROSDORNII 1995, SAMODUROW 1979, SIDENKO 1981]. Aus diesem Grund
ist die Untersuchung der Abhängigkeit der physikalischen und mechanischen Eigenschaften
des Lehmbodens vom Wassergehalt und der Raumdichte sehr aktuell in den Südregionen
Russlands.
In den Berechnungen des Oberbaus werden folgende Faktoren berücksichtigt: das Verformungsmodul auf dem Planum oder Untergrund (Егр), inneren Reibungswinkel (φгр) und die
Kohäsion im Untergrund (Сгр) [ODN 218.046−01].
Die Auswirkung der Art des Bodens und des Wassergehaltes im Untergrund auf die Tragfähigkeit des Untergrundes in verschiedenen Klimazonen wurden in Forschungen von I. Solotar, W. Sidenko, E. Schelopaew, L. Birulya, A. Tulaew, N. Ivanow, O. Batrakow. Kaluzhsky,
A. Malyschew, U. Pokutnew, A. Kamenew und von anderen Wissenschaftlern beschrieben
[SIDENKO 1974, SOLOTAR 1974, BIRULYA 1951, SOLOTAR 1971, ERMOLAEV 1976,
EFIMENKO 2001, KORSUNSKIY 1974, GP ROSDORNII 1995, SOUSDORNII 1990, SAMODUROW 1979, SIDENKO 1981, CHWANOW 2006]. Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Bodens im Steppengebiet der Südregionen Russlands wurden gut in
den wissenschaftlichen Arbeiten von W. Sidenko, O. Batrakow, U. Pokutnew [SIDENKO
1974, SAMODUROW 1979, SIDENKO 1981, SIDENKO 1971], A. Kamenew [SOUSDORNII 1987] untersucht.
2.3. Berechnungsverfahren zur Ermittlung des Bodenwassergehaltes
Dank der vorhandenen Forschungen von A. Birulya, W. Babkow, I. Solotar, A. Malyschew,
N. Sawko, N. Pusakow, L. Preferansowa, M. Korsunsky, W. Sidenko, A. Tulaew, J. Kaluzhsky, N. Kudrewtsew, P. Rossowsky, W. Ruwinsky, E. Schelopaew, W. Efimenko und anderen
21
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
wurden die Wasser-Wärme-Regime im Oberbau der Straßen in den Klimazonen I–V gut untersucht [SIDENKO 1962, SOLOTAR 1981, BIRULYA 1951, SOLOTAR 1974, ERMOLAEV 1976, EFIMENKO 2001, SOUSDORNII 1987, SOUSDORNII 1990, SAMODUROW 1984, SIDENKO 1976, SIDENKO 1981, CHWANOW 2006]. Die ähnlichen Forschungen in Klimazone I im Norden und in den Klimazonen II und III wurden von I. Solotar,
N. Pusakow, A. Malyschew, N. Sawko und anderen vorgenommen [SOLOTAR 1981, ERMOLAEV 1976, CHWANOW 2006]. Das Wasser-Wärme-Regime im Untergrund im Steppengebiet (Klimazonen IV–V) wurde von MADI und SOUZDORNII untersucht [SIDENKO
1962, SOUSDORNII 1987, SAMODUROW 1984, SIDENKO 1981].
Die Analyse der oben erwähnten Studien zeigt, dass das Korrelationsverfahren, erstelltes von
W. Sidenko [SIDENKO 1974, SIDENKO 1981], für die Berechnung des regionalen Bodenwassergehaltes optimal ist. Das Verfahren bezieht sich auf die Beobachtungen des maximalen
natürlichen Wassergehaltes im Untergrund im Frühjahr und auf die regionalen Wetterberichte.
Mit Bezug auf die Wetterberichte von mehreren Jahren wurde die statistische Datenbank hinsichtlich des Wassergehaltes im Untergrund erstellt. Die statistischen Daten wurden für die
Periode von 11 bis 20 Jahren erfasst.
Im Rahmen der Untersuchungen wird der Wert des mittel jährlichen natürlichen Bodenwassergehaltes (Wср) (ein Teil von Wт – Wassergehalt an der Fließgrenze) und der Variationskoeffizient (Сv) ermittelt.
Vorhandene Studien [SIDENKO 1962, ALEKSIKOV 1984, KANISCHEW 1957] weisen
nach, dass der Wassergehalt im Untergrund gemäß fester Regeln verteilt wird. Demzufolge
wird der rechnerische Bodenwassergehalt in natürlicher Form (WопP) wie folgt ermittelt:
WопP = Wср(1  tCv)
Mit
[-]
Gl. 2–5
Cv = Variationskoeffizient des relativen, natürlichen Bodenwassergehaltes
t = zulässige Abweichung (abhängig vom Sicherheitsniveau)
Anhand der festgestellten Abhängigkeit des mittleren Wassergehaltes im Unterbau von dem
natürlichen Bodenwassergehalt (statistische Werte) wird der mittlere rechnerische Bodenwassergehalt im Unterbau unter Berücksichtigung der Klimabesonderheiten in dieser Region ermittelt. Die Berechnung wird über folgende Formel dargestellt [SIDENKO 1981]:
22
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Wсрр = ... Wопр
[-]
Gl. 2–6
Wcрр = mittlerer rechnerischer Wassergehalt im Unterbau
Mit
 = Wert, berücksichtigt die typische Feuchtigkeit in dieser Region
 = Wert, berücksichtigt die Bauweise
 = Übergangswert des natürlichen Bodenwassergehaltes (statistischer Wert) zum
Wassergehalt im Unterbau / Untergrund
Dieses Verfahren kann maximal die regionalen Klimabesonderheiten und die Feuchtigkeitsbedingungen der typischen Böden in der Region berücksichtigen. Das Verfahren wird bei der
Berechnung des Unterbaus bzw. des Untergrundes der Straßen in der Süd-Ukraine, Turkmenistan, Usbekistan, Tadschikistan sowie Süd- und Westsibirien angewendet [SAMODUROW 1984, SIDENKO 1981].
Ebenso zeigt dieses Verfahren, dass seine Anwendung in der Berechnung des Unterbaus und
Untergrundes der Straßen in der Region Wolgograd und Nizhneje Powolzhje ohne zusätzliche
Optimierung nicht möglich ist:
-
Aufgrund der Unregelmäßigkeit von Feuchtigkeitsuntersuchungen in dieser Region
ist die Ausarbeitung anderer Berechnungsmethoden auf der Grundlage des natürlichen Bodenwassergehaltes und hydroklimatischer Feuchtigkeitsquellen in dieser
Region (Niederschläge, Temperatur und Luftfeuchtigkeit) notwendig.
-
Für die Ermittlung des rechnerischen, natürlichen Bodenwassergehaltes ist die Untersuchung der Relation zwischen dem statistischen Bodenwassergehalt und dem
Variabilitätswert (Cv) notwendig.
-
Der Übergang des natürlichen Bodenwassergehaltes zum Bodenwassergehalt im Unterbau benötigt eine Präzisierung des Korrelationskoeffizienten (α) für die regionalen Bedingungen in Nizhneje Powolzhje.
Für den Nachweis des rechnerischen, natürlichen Bodenwassergehaltes sind die Ergebnisse
der mehrjährigen Beobachtungen in der Region zuverlässig. Zu erwähnen ist, dass die Wetterdaten in den Regionen von Nizhneje Powolzhje nicht regelmäßig aktualisiert werden. Aus
diesem Grund besteht ein Bedarf an der Ausarbeitung der anderen indirekten Methoden für
die Ermittlung des Bodenwassergehaltes anhand der statistischen Daten der hydroklimatischen Quellen in der Region.
23
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Momentan existieren mehrere Methoden zur Berechnung des Bodenwassergehaltes anhand
der Daten vom Wetterdienst: Verfahren „Türka“, Komplexverfahren M. Budko, Verfahren
von A. Konstantinow, Verfahren von M. Karlinsky, Verfahren von I. Solotar und Verfahren
von Mesentsew [ALEKSIKOV 1984, MASLOW 1961].
Bei der Berechnung des natürlichen Bodenwassergehaltes soll das mathematische Modell
nicht nur die durchschnittlichen Daten für mehrere Jahre, sondern auch die Daten der bestimmten Jahre und Monate im Zusammenhang mit den physikalischen und mechanischen
Eigenschaften des Bodens berücksichtigen.
Die in der vorliegenden Arbeit vorgenommene Analyse zeigt, dass für die Berechnung des
natürlichen Bodenwassergehaltes, ein hydroklimatisches Verfahren (HKV) [MASLOW 1961]
optimal ist. Mithilfe des HK-Verfahrens ist die Berechnung des natürlichen Bodenwassergehaltes anhand der hydroklimatischen Daten in der Region (z. B. die Niederschläge, die maximale mögliche Verdunstung etc.) möglich. Für die Ermittlung der mittleren statistischen Werte des Bodenwassergehaltes wird in dieser Arbeit der relative Bodenwassergehalt anhand der
Daten von 17 Wetterstationen in der Region Wolgograd ermittelt (siehe ANHANG B). Gemäß den Berechnungsergebnissen kann man die Feuchtigkeitsregime in Böden der Region
festlegen und die Abhängigkeit des Bodenwassergehaltes von dem Befeuchtungswert in der
Region ermitteln.
Als Wert des Bodenwassergehaltes werden in der Region Wolgograd die Feuchtigkeitswerte
von Regionen in Ost- und Westsibirien, Kasachstan, Ural und Mittelasien angewendet
[MASLOW 1961, WORONEZH ZZC 1998]. Die Klimabedingungen sind dort ähnlich wie in
der Region Wolgograd:
Ux =
Mit
KX g
Z mj
[-]
Gl. 2–7
Ux = Feuchtigkeitswert
KXg = jährliche Niederschlagsmenge [mm]
Zmj = jährliche maximal mögliche Verdunstung (siehe ANHANG B, Tabelle B−1)
24
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
I. Karnatsewitsch hat vorgeschlagen, für die Berechnung von Zmj in bestimmten Jahren, die
Korrelationsabhängigkeit von den summarischen mittleren monatlichen Temperaturen mehr
als 0 оС, ∑t0 > 0 zu benutzen [MASLOW 1961]:
Zmj = 5,88∙∑t0 > 0+260
[mm]
Gl. 2–8
Für die Ermittlung der Abhängigkeit des Bodenwassergehaltes von dem Feuchtigkeitswert für
den bestimmen Zeitraum werden die Daten aus vorhandenen Studien verwendet [MASLOW
1961]. Mithilfe dieser Forschungsergebnisse wird in dieser Arbeit die allgemeine Relation
zwischen den hydroklimatischen Werten und dem Bodenwassergehalt im Unterbau in Klimazonen II–IV festgelegt und im Kapitel III beschrieben.
2.4. Verwendung lokaler Baustoffe im Straßenbau als Ersparnispotential
2.4.1. Allgemein
Aufgrund des Mangels an festem Gestein für die Verwendung im Straßenbau und des erhöhten Bedarfs an grundsätzlich neuen Baustoffen ist die Ausarbeitung neuer Möglichkeiten in
Kombination mit verschiedenen, alternativen Baustoffen und neuer Lieferwege für den Straßenbau in Russland sehr aktuell. Schon vor circa vierzig Jahren wurden die ersten Untersuchungen und Forschungen im Gebiet der Verwendung lokaler Materialien und RC-Baustoffe
im Straßenbau vorgenommen [NEKRASOW 1964].
Die Untersuchungen der physikalischen Eigenschaften der Gesteine und RC-Materialien im
Straßenbau sind für die Region Wolgograd von wichtiger Bedeutung. In manchen Bereichen
herrscht ein Mangel an qualitativ hochwertigen Gesteinen. Aus diesem Grund wird in diesem
Ort überwiegend Baumaterial aus fernen Quellen bezogen. Manchmal beträgt die Lieferstrecke für Kies, Sand und Schotter über 300 Kilometer, was die Baukosten für Straßen in dieser
Region sehr hoch ausfallen lässt. Die Regionen wie Wolgograd verfügen über lokale Gesteine
und alternative Baustoffe, die im Straßenbau verwendet werden können.
2.4.2. Verwendung lokaler Kalksteine im Straßenbau in der Region Wolgograd
Die im Straßenbau gesammelte Erfahrung und die vorhandenen Studien zeigen, dass die Verwendung lokaler Materialien und RC-Baustoffe in den Oberbaukonstruktionen der Straßen
25
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
der Bauklasse V (Straßen mit Verkehrsdichte weniger als 300 Kfz/Tag) sinnvoll ist [ROSDORNII 1993, HPO ROSDORNII 1989, ROSDORNII 1987, GP ROSDORNII 2000]. Im
Unterschied zur deutschen Vorgehensweise werden in Russland alle Kfz für Dimensionierung
herangezogen. Zu solchen lokalen Baustoffen in der Region Wolgograd gehören die weichen
Kalksteine.
Im Straßenbau der Region Wolgograd wird überwiegend Kalksteinschotter 0/20 verwendet
[ROSDORNII 1987, GP ROSDORNII 2000]. Außerdem verfügt die Region zusätzlich über einen
natürlichen Vorrat an nicht aufbereiteten Kalksteinen, die mit Boden gemischt sind. Die Erfahrung
im Straßenbau und die Untersuchungen von S. Romanow bestätigen die Möglichkeit der Verwendung weicher Kalksteine in unteren ungebundenen Schichten des Oberbaus und im Unterbau ohne
zusätzliche Behandlung durch Bindemittel, und in oberen ungebundenen Schichten des Oberbaus
mit der Verfestigung durch mineralisches und organisches Bindemittel.
Die Forschungen von A. Slawuzky und S. Romanow bestätigen, dass die Festigkeit weicher
Kalksteine im Laufe der Zeit, dank der Selbstzementierungseigenschaften immer höher wird
[SLAWUZKY 1987, SLAWUZKY 1967, DAGAEV 1991, DAGAEV 1985, MALEWANNIY
1973, ROSDORNII 1993, ТU 5711-001-03436071-97].
Im feuchten Zustand kann sich die Mineralmischung im Laufe von 14 bis 28 Tagen in den
Beton umwandeln (durch die karbonatische Verfestigung). Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Schicht mit karbonatischer Verfestigung lassen sich wie folgt darstellen [DAGAEV 1988] (Tabelle 2−1):
Tabelle 2-1: Physikalische und mechanische Eigenschaften der Schicht mit karbonatischer Verfestigung
Physikalische und mechanische Eigenschaf-
Festigkeitsgruppe der Kalksteine
ten der Schicht mit karbonatischer Verfesti-
I
II
III
IV
gung
Druckfestigkeitsgrenze in MPa
1,8–2,0
1,6–1,8
1,2–1,4
0,8–1,0
Festigkeitsgrenze beim Biegen in MPa
0,2–0,3
0,15–0,2
0,1–0,15
0,01–0,05
Raumdichte in g/cm3 (Verdichtung erfolgte
2,1–2,2
2,0–2,1
1,9–2,0
1,8–1,9
mit Erdbauwalze 25 Tonnen )
26
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Die Untersuchungsergebnisse von A. Slawuzky und N. Dagaev zeigen, dass die Gesteine
durch die Belastung des Verkehrs zertrümmert werden, bis die endgültige Festigkeit der
Schicht erreicht wird. Für die Verwendung der Kalksteine im Straßenbau müssen nicht nur
die Festigkeit der Gesteine, sondern auch der Zertrümmerungsgrad der Teilchen und die natürlichen Selbstzementierungseigenschaften berücksichtigt werden [GURYACHKOW 1964,
DAGAEV 1991, DAGAEV 1985].
Viele Studien weisen nach, dass die Kalksteine nur dann effektiv im Oberbau oder im Unterbau
der Straße verwendet werden können, wenn ein ausreichender Schutz der Schicht gegen Eindringen von Wasser besteht. Die Schichten im Oberbau mit einer Zementverfestigung von ein bis drei
Prozent sind porös. Die Schichten aus dem weichen Kalkstein weisen eine gute Ebenheit und erhebliche Festigkeit auf. Die Untersuchungen von W. Malewanniy und N. Isaew bestätigen eine
Erhöhung der Festigkeit der Tragschicht aus weichen Kalksteinen durch die Verfestigung mit Zement. Die Erhöhung der Festigkeit nach elfjähriger Straßennutzung betrug zwischen 46 % und
48 %. Die Festigkeit der gesamten Konstruktion erhöht sich dadurch um 39 % [MALEWANNIY
1973].
Aufgrund stetig steigender Preise für Bitumen spielt die Verwendung des Bindemittels alternativ zum Bitumen im Straßenbau eine wichtige Rolle. In den Jahren von 2001 bis 2014 stieg
der Bitumenpreis von 3329 Rubel pro Tonne (~83,2 Euro pro Tonne) auf 5000 Rubel pro
Tonne (~125,0 Euro pro Tonne).
Der Preis des Portlandzements M500 ist 20 % niedriger als der Bitumenpreis. Das Problem
hinsichtlich steigender Preise fürs Bindemittel kann durch die Verwendung des lokalen anorganischen Bindemittels und der RC-Baustoffe gelöst werden. Zu dieser Materialgruppe gehören folgende Stoffe: Kalk, Asche, Sieb- und Bruchreste von Kalksteinen, Schlacken sowie
RC-Materialien aus der Kreide- und Gipsproduktion.
In den Forschungen von A. Slawuzky wird die Verringerung des Schotterverbrauchs um circa
30 % und der gesamten Baukosten um circa 25 % durch die Verwendung der weichen Kalksteine nachgewiesen [SALWUZKY 1987]. Die Nutzung der Selbstzementierungseigenschaften schwacher Kalksteine ohne zusätzliche Verfestigung kann die Baukosten merklich reduzieren. In diesem Fall können die Zwischensanierungsfrist und die Nutzungsdauer der Straßenkonstruktion erhöht werden. Dabei aber müssen die Besonderheiten des Klimas, der Verkehrs27
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
dichte und der Belastung durch den Verkehr bei der Projektierung der Straßenkonstruktionen
berücksichtigt werden.
Die wesentlichen Punkte dieses Abschnitts werden im Folgenden kurz zusammengefasst:
1.
Die Verwendung der lokalen, weichen Gesteine ist sinnvoll im Oberbau der Straßen
mit einer Verkehrsdichte von weniger als durchschnittlich 300 Kfz/Tag.
2.
In oberen gebundenen Schichten des Oberbaus ist die Verwendung des mittel- und
feinkörnigen festen Kalksteinschotters mit den guten Verbindungseigenschaften und
einer Frostbeständigkeit zu empfehlen. In unteren ungebundenen Schichten des
Oberbaus ist die Verwendung des weichen Kalksteinschotters auch möglich. Allerdings sollen dabei die Kriterien an Frost- und Wasserbeständigkeit unbedingt erfüllt
werden.
3.
Bei der Verwendung der weichen Kalksteine im Oberbau müssen folgende Besonderheiten berücksichtigt werden:
- Bei der Verdichtung der Schottertragschicht werden die Gesteinsfraktionen größer als 10 mm meistens gebrochen. Die Menge der Fraktionen von 2 bis
10 mm bleibt unverändert.
- Während der Straßennutzung wird die Oberfläche abgenutzt. Dabei werden die
Kanten der Steine zertrümmert und die Poren zwischen den Steinen mit feinen
Partikeln verfüllt; die Oberfläche wird dichter. Die innere Kohäsion der Fraktionen wird größer, wohingegen entsprechend der Reibungswinkel sinkt.
- Bei den weichen Kalksteinen – besonders bei lehmhaltigen Steinen – wird die
Struktur beim Gefrieren und Auftauen so schwach, dass die Zerstörung ohne äußere Wirkung passiert.
- Der Kalkstein hat eine starke Verbindungseigenschaft (Selbstzementierung), und
dank der Natureigenschaften ist seine Verwendung als Bindemittel sinnvoll. Dabei ist der Einbau einer Schutzschicht gegen Eindringen von Wasser sehr wichtig.
- Der im Kalkstein eingemischte Zement aktiviert die Verbindungseigenschaft des
Materials, wobei kleine Mengen schon ausreichend sind.
28
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
2.4.3. Vorabsiebung und RC-Baustoffe in ungebundenen Tragschichten
Eine deutliche Einsparung der Baukosten erfolgt durch die Verwendung der Vorabsiebung bs
in ungebundenen Schichten des Oberbaus und in oberen Schichten des Unterbaus. Die Forschungen des Instituts ROSDORNII Wolgograd bestätigen die Möglichkeit der Verwendung
der Vorabsiebung aus den Kamensky, Lipkinsky und Frolowsky Steinbrüchen [ROSDORNII
1987, GP ROSDORNII 2000, ROSDORNII 2000].
Die Eignung der Vorabsiebung aus den Kamensky, Lipkinsky und Frolowsky Steinbrüchen
für den Straßenbau wurde durch den Einbau und durch die Untersuchung der Versuchsfelder
nachgewiesen. Folgende Bauweisen wurden vom Forschungsinstitut ROSDORNII Wolgograd als Versuchsfelder vorgeschlagen [ROSDORNII 1987, GP ROSDORNII 2000]:
Bauweise I: Oberbau mit dichter Asphaltmischung als Deckschicht und mit der Vorabsiebung in ungebundener Tragschicht mit karbonatischer Verfestigung (siehe Abb. 2−3).
Eоbтр = 125 МPа
H1 = 5 сm
Е1 = 3200 МPa Feinkörniger dichter Asphalt (Deckschicht)
Е2 = 2000 MPa Grobkörniger poröser
Asphalt (gebundene Tragschicht)
Е3 = 205 МPа Vorabsiebung 0/10.
H2 = 7 сm
H3 = 15 сm
Е гр = 53 МPa
Abb. 2-3: Bauweise mit Vorabsiebung 0/10 in ungebundener Tragschicht
Die Laboruntersuchungen der Proben aus dem Versuchsfeld „Kalatsch – Peskowatky“ haben
die optimalen Eigenschaften der ungebundenen Tragschicht aus der Vorabsiebung mit karbonatischer Verfestigung ergeben:
1. Der Anteil der Feinkörner in der Vorabsiebung ≤ 25 %;
2. Lehmanteil in der Mischung ≤ 5 %;
3. Korngröße von 0 bis 10 mm;
4. Schicht-E-Modul der ungebundenen Tragschicht aus der Vorabsiebung wurde
durch Laboruntersuchungen ermittelt und betrug 205 MPa.
Die Felduntersuchungen haben einen guten Zustand des Straßenbelags der Versuchsstrecke
bestätigt.
29
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Bauweise II: Typische Bauweise der Bauklassen III–IV mit Vorabsiebung in ungebundener Tragschicht (siehe Abb. 2−4)
Eоbтр = 125 МPа
H1 = 5 сm
Е1 = 3200 МPа Feinkörniger dichter
Asphaltbeton
Е2 = 2000 МPа Grobkörniger poröser
Asphaltbeton
Е3 = 124 МPа Vorabsiebung 0/X
H2 = 7 сm
H3 = 15 сm
Е гр = 53 МPa
Abb. 2-4: Bauweise mit aus Vorabsiebung 0/X in ungebundener Tragschicht
Angaben zur Bauweise II:
1. Sieblinie der Vorabsiebung wird nicht berücksichtigt;
2. Schicht-E-Modul auf der Schottertragschicht: Е = 124 МPа;
3. Die Bauweise II ist für die Straßen mit niedriger Verkehrsdichte zu empfehlen.
Nach den Felduntersuchungen von beiden Aufbauvarianten wurde festgestellt, dass die Tragfähigkeit der ersten Bauweise höher als die der Aufbauvariante II ist. Infolgedessen empfiehlt
sich, die Aufbauvariante I für die Straßen mit höherer Verkehrsdichte und Belastung zu verwenden.
Bei dem Aufbau der Versuchsfelder wurde beobachtet, dass durch die Verdichtung der Schicht
ohne Bindemittel die Gesteinsfraktionen erheblich zertrümmert wurden. Durch die Auswirkung
der Feuchtigkeit in dieser Schicht erfolgte die Selbstzementierung. Als Versuch wurde eine Verfestigung der Schicht aus Vorabsiebung mit einer Bitumenemulsion vorgeschlagen. Aufgrund der
verschiedenen Wasser-Wärme-Regime in der Region wurden folgende Bauweisen als Varianten
eingebaut:
30
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Oberbaukonstruktion I
Die Bauweise I ist in den Regionen mit einer Feuchtigkeitsklasse I und auf einem Untergrund aus
Lehm-Sand-Gemisch verwendbar.
Oberflächige Versiegelung
H2 = 10 сm
Vorabsiebung auf der kapillarbrechenden
Schicht
H3 = 15 сm
Vorabsiebung aus Kalksteinen ohne Verfestigung
Abb. 2-5: Bauweise aus Vorabsiebung für Feuchtigkeitsklasse I, auf dem Untergrund
aus Lehm-Sand-Gemisch
Oberbaukonstruktion II
Die Bauweise II ist bei der kapillaren Wasseraufnahme von schlammigen Kalksteinen und
Tonteilchen im Erdbau verwendbar.
Oberflächige Versiegelung
H1 = 7 сm
Bitumengebundene Vorabsiebung
H2 = 15 сm
Vorabsiebung aus Kalksteinen ohne Verfestigung
H3 = 5 сm
Isolierschicht aus nicht aufbereitetem bitumengebundenen Schottergemisch
Abb. 2-6: Bauweise aus der Vorabsiebung für Feuchtigkeitsklasse II auf der kapillarbrechenden Schicht
31
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Oberbaukonstruktion III
Die Bauweise III berücksichtigt den Aufbau der Sandschicht als Drainageschicht zwecks der
Reduzierung der Wasseraufnahme der Schicht aus der unbehandelten Vorabsiebung.
Oberflächige Versiegelung
H1 = 7 сm
Bitumengebundene Vorabsiebung
H2 = 15 сm
Vorabsiebung aus Kalksteinen ohne Verfestigung
H3 = 10 сm
Sandschicht
Abb. 2-7: Bauweise aus der Vorabsiebung für das Gebiet der Feuchtigkeitsklasse II mit
Sandschicht im Untergrund
Der Mangel an Natur-Gesteinsmaterialien führt zur Erforschung der möglichen Verwendung
von Kreide und Muschelschalen im Straßenbau. Die karbonatische Verfestigung erfolgt durch
den Verlust des Wassergehaltes in der verdichteten Kreideschicht (ungebundene Tragschicht).
Die Untersuchungen der gebauten Versuchsstrecken in einer Region mit der Feuchtigkeitsklasse I weisen die Zweckmäßigkeit der Verwendung von Kreide in der ungebundenen Tragschicht im Oberbau unter Prävention der Wassersättigung des Materials nach (das Oberbau-EModul beträgt E ob = 200 MPa). Der gesamte Bedarf an mangelhaften Gesteinsmaterialien für
den Straßenbau kann durch die Verwendung der RC-Materialien erfüllt werden. Die Schlacken verschiedener Produktionen wie z. B. Stahlwerkschlacken werden intensiv im Straßenbau verwendet. [TULAEV 1986].
Im Jahr 2000 wurde in der Region Goroditsche eine Versuchsstrecke auf einer Länge von
200 m mit der Verwendung der RC-Baustoffe (h = 20 cm) eingebaut. Durch den Einbau der
Tragschicht aus RC-Baustoffen wurden die Transportkosten um den Faktor 6 reduziert. Die
Felduntersuchungen im Jahr 2011 bestätigten einen guten Zustand des Straßenbelags.
2.4.4. Überverdichtung des Untergrundes
Die Festigkeit, die Tragfähigkeit und die Dicke des Oberbaus sind von der Tragfähigkeit des
Untergrundes / Unterbaus abhängig. Die vorgenommenen Forschungen von A. Birulya, V.
Sidenko, O. Batrakow, S. Mikhovisch, A. Tulaev, U. Pokotnev und A. Kamenev haben die
Wichtigkeit der Verdichtungsqualität des Untergrundes nachgewiesen [SIDENKO 1973, BI32
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
RULYA 1951, SOUSDORNII 1979, ОDN 218.046-01, SIDENKO 1962, SIDENKO 1976,
SIDENKO 1994, TULAEV 1977].
Die Überverdichtung des Untergrundes lässt die Dicke des Oberbaus und die entsprechenden
Baukosten ohne Minderung der Frostbeständigkeit der Bauweise um bis 20 % verringern
[SIDENKO 1973, ETL 1990, BIRULYA 1951, WSN 46−83, SOUSDORNII 1979, SIDENKO 1994]. Das größte Ersparnispotential wird im Dürregebiet beobachtet, wo ein Mangel an
Gesteinsmaterial herrscht.
2.5. Analyse der Steingruben in der Region Wolgograd und ihre Bewertung zwecks Verwendung im Straßenbau
Das Hauptmaterial im Straßenbau (ca. 82 %) ist Schotter. Die Kosten für Schotter bestimmen
hauptsächlich die endgültigen Kosten für den Straßenbau (siehe Abb. 2−8.) [ROSDORNII
1987]. Aus diesem Grund haben die Analyse der Steingruben in der Region, ihre Produktionskapazität und die Zweckmäßigkeit ihrer Verwendung im Straßenbau eine entscheidende
Bedeutung.
Kies
Zement
Bitumen
1%
5%
4%
Sand
8%
Schotter
82%
Abb. 2-8: Bedarf an Baumaterialien für Straßenbau in der Region Wolgograd
In der Region Wolgograd befinden sich 119 Steingruben. Die Reserven von Kalksteinen und
Dolomiten betragen jeweils ca. 730 Mio. m3 und ca. 320 Mio. m3. Besonders steinreich sind
33
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
der nordwestliche, zentrale und westliche Bereiche der Region. Zu den steinreichen Regionen
gehören die Frolowsky und Kletsky mit den gesamten Reserven von ca. 552 Mio. m3. Momentan wird der Straßenbau meistens von der Frolowsky-Region mit Schotter versorgt (Reserven von ca. 119 Mio. m3). Dort befinden sich die Artschedinsky-, Lipkinsky- und
Simowsky-Steingruben [DUHOWNIY 1981].
Die gesamte Steinreserve der Region Wolgograd kann eine ausreichende Versorgung des
Straßenbaus noch für mehrere Jahre gewährleisten. Die Menge der Steingruben, welche momentan nicht im Betrieb sind, ist niedrig. Die Reserve beträgt dort nur circa 16,8 Mio. m3
Gesteinsvorräte [Mio.m3]
(siehe Abb. 2−9) [DUHOWNIY 1981].
Abb. 2-9: Gesteinsvorräte in der Region Wolgograd
Im Rahmen dieser Arbeit wird die statistische Auswertung von 198 Untersuchungen von
Schotter aus Frolowsky- und Lipkinsky-Steingruben ausgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass
die Verteilung der Festigkeit von Gesteinsfraktionen gemäß dem normalen Verteilungsgesetz
erfolgt. Die Gesteine gehören zu den Festigkeitsklassen M400 und M500 und sind laut
GOST 9128-2009 für den Straßenbau geeignet (siehe Abb. 2−10). Die Qualitätseigenschaften
der Gesteine werden im ANHANG C dargestellt.
34
Häufigkeit [%]
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Festigkeitsklasse des Schotters 1)
Abb. 2-10: Staffelbild der Schotterfestigkeit (Lipkinsky- und Frolowsky-Steingruben)1
Der größte Vorrat an Gesteinen beträgt ca. 433 Mio. m3 und befindet sich im Kletsky-Gebiet
(siehe Tabelle 2−2). Der Gesteinsvorrat im Zhirnowsky-Gebiet beträgt ca. 165 Mio. m3. Die
Gesteinsvorräte der anderen Gebiete sind nicht maßgeblich.
In vorliegender Dissertation wird die Auswertung der Festigkeitseigenschaften des Schotters
in der Region Wolgograd für die Jahre von 1984 bis 2004 vorgenommen. Die Ergebnisse zeigen, dass meistens der Schotter der Klassen M400−600 (57,39 %) M200−400 (42,32 %) vorrätig ist (Abb. 2−11).
1
Die Festigkeitsklasse entspricht der Druckfestigkeit des Schotters, z. B. die Festigkeitsklasse M400 entspricht
der Druckfestigkeit des Schotters von 40 MPa.
35
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Tabelle 2-2: Gesteine in der Region Wolgograd.
Vorratsvolumen [Mio. m3]
Regionen
Festigkeitsklasse
SUMME 100−200 200−400 400−600 600−800 800−1000
Frolowsky
118,5
46,9
71,6
Zhirnovsky
165,8
165,5
0,3
Kletsky
433,0
87,3
345,5
Ilowlinsky
3,1
2,5
0,6
Urüpinksy
0,7
0,2
0,1
0,09
0,4
Nehaewsky
1,0
0,7
0,1
0,1
0,1
Alekseewsky
0,7
0,4
0,3
Kumylzhensky
0,9
0,9
Serafimowitschensky
0,3
0,3
Surowikinsky
0,5
0,4
Kalatschewsky
0,1
0,1
Elansky
0,1
0,1
Danilowsky
0,6
0,6
Kotowsky
0,6
0,6
Kamyschensky
0,4
0,4
Olhowsky
0,3
0,3
Dubowsky
0,8
0,8
TOTAL:
727,1
0
308
36
0,2
0,07
0,03
0,01
418,5
0,1
0,5
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
М600-800
0,22%
М800-1000
0,07%
М200-400
42,32%
М400-600
57,39%
Abb. 2-11: Vorratsmenge nach Festigkeitsklasse der Gesteine
Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Gesteine aus der Frolowsky-
Häufigkeit [%]
Steingrube sind nicht homogen und auf den Abb. 2–12 – 2–15 dargestellt.
Anteil der weichen Gesteinsarten [%]
Abb. 2-12: Anteil der weichen Gesteinsarten in der Schotterklasse М200–400
37
Häufigkeit [%]
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Anteil der weichen Gesteinsarten [%]
Abb. 2-13: Anteil der weichen Gesteinsarten in der Schotterklasse М400–600
Die Auswertung der Daten aus Abb. 2–12 und 2–13 zeigt, dass die Anteile der weichen Gesteinsarten in den Schotterklassen М200–400 und M400–600 die oberen Grenzwerte der
Häufigkeit [%]
Normen von 20 % nicht überschreiten [WSN 184–75].
Anteil der schlammigen und lehmigen Teile [%]
Abb. 2-14: Anteil der schlammigen und lehmigen Teile in der Schotterklasse М200−400
38
Häufigkeit [%]
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Anteil der schlammigen und lehmigen Teile [%]
Abb. 2-15: Anteil der schlammigen und lehmigen Teile in der Schotterklasse М400−600
Die Auswertung der Daten aus Abb. 2–14 und 2–15 zeigt, dass die Anteile der schlammigen
und lehmigen Teile in den Schotterklassen М200–400 und M400–600 die oberen Grenzwerte
der Normen von 2 % überschreiten [WSN 184–75]. Aus diesem Grund muss man den Inhalt
der schlammigen und lehmigen Teile im Schotter aus der Frolowsky-Steingrube vor der Verwendung in einer ungebundenen Tragschicht überprüfen.
Die Auswertung der Qualität von Gesteinen und der Einsetzbarkeit im Straßenbau wird gemäß den physikalischen und mechanischen Eigenschaften, nach GOST 8267-93 vorgenommen. Die rechnerische Festigkeit des Gesteinsmaterials (Rр) kann wie folgt ermittelt werden
[AUTOSTRASSEN 1988]:
Rp = Rср∙(1  tCvg)
Mit
[-]
Gl. 2–9
Rср = mittlerer Festigkeitswert des Gesteins in Steingruben
Cvg = Variationskoeffizient der Gesteinsfestigkeit in der Steingrube
t = normale Abweichungen, wird anhand des Sicherheitswertes angenommen
39
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Das E-Modul auf der Schottertragschicht hängt von der Festigkeitsklasse der Gesteine und der
restlichen Porosität [nщ] des Schotters ab und wird wie folgt ermittelt [ОDN 218.046-01]:
𝐸щ =
817𝑅р0,37
1,14
𝑛щ
[MPa]
Gl. 2–10
Laut der Norm GOST 9128-2009 soll der Schotter mit Festigkeitsklasse von mindestens
M800 für die Herstellung des heißen Asphaltmischgutes verwendet werden. (Druckfestigkeit
≥ 80 MPa). Nach der Analyse der Steingruben in der Region Wolgograd kann man feststellen,
dass der lokale Schotter für Herstellung des heißen Asphaltmischguts nicht geeignet ist, weil
der Hauptvorrat an dem Gesteinsmaterial zu der Festigkeitsklasse M200–M600 gehört und
einen hohen Anteil vom Füller hat. Die Gesteine aus den Steingruben der Region Wolgograd
können nur in unteren Schichten des Oberbaus oder im Unterbau, unter Voraussetzung der
Erfüllung der Normenkriterien GOST 23558-94, verwendet werden.
Wie schon im Abschnitt 2.4.3 erwähnt wurde, liegt das Ersparnispotential der Baukosten in
der Verwendung der Vorabsiebung in unteren Schichten des Oberbaus oder im Unterbau. Die
physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Vorabsiebung aus der FrolowskySteingrube wurden untersucht und in den Tabellen 2−3 und 2−4 dargestellt.
Tabelle 2-3: Physikalische und mechanische Werte der Vorabsiebung aus Frolowsky
Steingrube
Name
Inhalt der schlammig-lehmigen Teile
Einheit
[%]
Wert
9,98–21,33
[%]
0–0,4
Festigkeitsklasse
Verschleißbarkeit
Rohdichte
Aufschüttdichte
[-]
[-]
[g/cm3]
[g/cm3]
М400
I–2
2,67–2,66
1,36–1,39
Mittlere Dichte
Porosität
Wasserbeständigkeit
Optimaler Wassergehalt
Korngrößenverteilung
[g/cm3]
[%]
[-]
[%]
[%]
1,825–1,79
31,4–33
В2
12
0,77–4,89 der lehmigen Teile <0,05 mm
[%]
[%]
5,9–4,7
0,1–0,22
Inhalt des Lehms in Klümpchen
Wasseraufnahme
Plastizität
40
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Tabelle 2-4: Festigkeitseigenschaften (Werte) der Proben der Vorabsiebung aus der Frolowsky-Steingrube beim optimalen Wassergehalt
Nr.
Name
1
Druckfestigkeit [MPа]
2
Festigkeitsgrenze für Dehnung
beim Biegen [MPa]
Rohdichte [g/cm3]
3
Tatsächliches Werte gemäß Festig- Festigkeitsgruppe
Ergebnis
keitsgruppen
1,7–1,8
1,6 – 2,0
I– II
0,18 – 0,26
0,15 – 0,3
I–II
2,0–2,10
2,0 – 2,2
I–II
Die vorhandenen Studien [ROSDORNII 1993, TECHNISCHE ANLEITUNG Nr. 6-94, HPO
ROSDORNII 1989, ROSDORNII 1987, GP ROSDORNII 2000, ROSDORNII 2000] haben
die Möglichkeit der Verwendung der Vorabsiebung in ungebundenen Tragschichten des
Oberbaus und im Unterbau der Straßenkonstruktion in den Südregionen Russlands und in der
Ukraine nachgewiesen [DAGAEV 1988, MALEWANNIY 1973]. Dabei wurden die Hauptanforderungen an die Materialeigenschaften definiert (siehe Tabelle 2−5).
41
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Tabelle 2-5: Hauptanforderungen an Verwendung der Vorabsiebung im Straßenbau,
ohne zusätzliche Nachbehandlung mit Bindemittel
Nr.
Name
Einheit
Wert
1 Anforderungen an Materialeigenschaften
1.1 Festigkeitsklasse beim Zerdrü[-]
Nicht niedriger als М200
cken des Schotters im Zylinder in
feuchtem Zustand
1.2 Klasse nach Frostbeständigkeit für
[-]
F–15
die Regionen mit durchschnittli(bei 15-maligem Einfrieren und Auftaucher Lufttemperatur des kältesten
en beträgt der Massenverlust des Schotters
Monats -5° bis -15° С°
>10 % [GOST 8267–93])
1.3 Wasserbeständigkeit des Schotters
[%]
W–2
(Massenverlust bei Probenuntersuchung
beträgt 1–3 % [GOST 25607–94])
1.4 Plastizität des Schotters
[-]
Pl–3
(Plastizitätszahl liegt in Grenzen von 5 bis
7 [GOST 25607–94])
1.5 Sieblinie (Kornverteilung)
[-]
Nach Normen GOST 23558–94
(siehe Tabelle 2−7)
1.6 Inhalt der schlammigen und leh[%]
Nach Normen GOST 23558–94
migen Teile
10–25 %
2. Anforderung an Verwendung des Materials in Straßenkonstruktion
2.1. Klimazone
[-]
IV–V
2.2 Feuchtigkeitsklasse
[-]
I
2.3 Bauklasse der Straße
[-]
IV–V
2.4 Verkehrsdichte
[Kfz/Tag]
Nicht mehr als 80 Kfz/Tag
2.5 Maximale Achslast des Kraftfahr[kN]
Nicht höher als 100 kN
zeugs
3. Anforderung an Bauweise
3.1. Lage des Materials
[-]
Im Unterbau des Straßenkörpers mit Errichtung der Drainageschicht
3.2 Minimale Schichtdicke:
[cm]
Auf Sandschicht
[cm]
15
Auf verfestigtem Untergrund
[cm]
8
Bemerkung: Bei der hohen Verkehrsdichte ist die Verwendung der Vorabsiebung für die Regionen mit Feuchtigkeitsklassen II-III mit zusätzlicher Verfestigung des Mischguts durch organischen und nicht organischen Bindemittel zu berücksichtigen.
42
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Tabelle 2-6: Korngrößenverteilung nach Norm GOST 23558-94
Massenanteile der Gesamtmenge [%]
Maximale
Korngrößen
Für Siebe mit entsprechenden Durchmesser [mm]
[mm]
40
40
20
10
5
2,5
1,25
0,63
0,315
0,14
0,005
bis 10 von 20 von 35 von 50 von 60 von 70 von 75 von 80 von 85 von 87
bis 40 bis 65 bis 80 bis 85 bis 90 bis 95 bis 97 bis 98 bis 100
20
10
5
2,5
bis 10
"20
"35
"50
"60
"70
"75 "95 "80
"85
"40
"65
"80
"85
"90
"97
"100
bis 10
"25
"45
"60
"70
"75 "90 "80
"85
"40
"65
"80
"85
"95
"100
bis 10
"30
"50
"65
"75 "85 "80
"88
"40
"65
"80
"90
"100
bis 10
"30
"55
"70 "80 "80
"88
"40
"65
"90
"100
bis 10
"35
"60 "70 "75
"85
"45
"85
"100
1,25
Zwecks Analyse der Gesteinseigenschaften wurden zwei Proben der Vorabsiebung in einem
aufbereiteten und nicht aufbereiteten Zustand untersucht. Die Untersuchungen haben den erhöhten Anteil der Feinteile (Feinfüller) < 0,05 mm bis 11 % bei nicht aufbereiteter Vorabsiebung ergeben.
43
Maximale Rohdichte, ρ[g/cm3]
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse

aufbereitete Siebreste
(laut Untersuchungen
Prof. Romanow)

aufbereitete Siebreste
 Nicht aufbereitete
Siebreste
(Prof. Romanow)

Nicht aufbereitete Siebreiste
Wassergehalt, W [%]
Abb. 2-16: Proctor-Kurven der Vorabsiebung
Die nicht aufbereitete Vorabsiebung beinhaltet einen großen Anteil von Feinfüller < 0,05 mm
und Staub und weist dadurch eine niedrige Festigkeit aus, weil bei der Verdichtung die Zertrümmerung von Steinkörnern erfolgt. Die Menge der Gesteinsfraktionen von 1,25 bis 20 mm
sinkt um 14 bis 18 % und der Feinfüllergehalt steigt um 6 %.
Die Erfahrung mit der Verwendung der weichen Kalksteine im Straßenbau bestätigt die Möglichkeit ihrer Verwendung in ungebundenen Schichten des Oberbaus ohne Nachbehandlung
mit dem organischen oder mineralischen Bindemittel. Durch die Verdichtung der ungebundenen Schicht werden die großen Steinkörner zertrümmert, und im feuchten Zustand wird der
Effekt der hydraulischen Verfestigung erreicht.
Im Rahmen der Untersuchungen wird (Abb. 2−16) ein hoher Wert des optimalen Wassergehaltes in der nicht aufbereiteten Vorabsiebung im Vergleich mit den aufbereiteten Gesteinen
festgestellt. Die Differenz beträgt 2 % (im Bereich von 10 bis 12 %). Die Senkung der maximalen Rohdichte erfolgt um 0,08 g/cm3 (im Bereich von 2,29 auf 2,21 g/cm3). Die Untersuchungen der Kalksteinarten zeigen, dass sich der hohe Anteil der Feinkörner im Schottermischgut positiv auf Verbindungseigenschaften auswirkt [ROSDORNII 1987].
44
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Nach der Analyse der Steingruben hinsichtlich der physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Gesteine und der Vorabsiebung in der Region Wolgograd kann man Folgendes
festhalten:
-
Der gesamte Vorrat an den Gesteinen und der Vorabsiebung in der Region Wolgograd beträgt mehr als 729 Mio. m3. Diese Mengen können den Bedarf an Gesteinsmaterial für Straßenbau für mehrere Jahre abdecken.
-
Die vorherrschenden Gesteine in den Steingruben sind die Karbonat-Gesteine der
Gesteinsklasse M400−M600, die für die Errichtung der ungebundenen oberen und
unteren Schichten des Oberbaus geeignet sind.
-
Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften haben den Wahrscheinlichkeitscharakter. Aus diesem Grund wird der Sicherheitsfaktor bei der Festlegung der
rechnerischen Festigkeit berücksichtigt.
-
Für die Erhöhung der Festigkeit und Homogenität der lokalen Materialien wie
Schottergemische kann man die Verfestigung mit Zement von 3–5 Gew.–%. verwenden und für die Vorabsiebung - die Bitumenemulsion von 5–7 %.
45
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
2.6. Überblick und Analyse der vorhandenen Planungsverfahren
Die automatisierte Projektierung (Programmierung) der Oberbaukonstruktionen
spielt heute eine wichtige Rolle im Projektierungssystem des Straßenbaus. Die automatisierte Projektierung erfolgt in folgenden Stufen: die mathematische Modellierung der Bauweisen, technisch-wirtschaftliche Auswertung und anschließende Auswahl der optimalen Bauweise [TELJAEV 1988, BOJKO 1982, BUKHTIYAROW
2000, WYASGIN 1989, DAGAEV 1991, SOUSDORNII 1988, NAUMOW 1983,
SAPR-AD 1987, SITNIKOW 1996, FEDOTOW 1986].
Die manuellen Berechnungen der Oberbaukonstruktionen sind zeitaufwendig. Aus
diesem Grund ist die Automatisierung der Berechnungen immer ein wichtiger Bestandteil der Forschungen im Straßenbau [FEDOTOW 1986].
Anhand der bereits vorgenommenen Forschungen kann man drei Hauptziele der Automatisierung der Projektierung nennen:
-
Verknüpfung der Konstruktionsvarianten an Quellen der lokalen Baustoffe;
-
Variantenvielfalt der Bauweisen;
-
Optimierungsmöglichkeiten.
In anderen Regionen Russlands wurden die Softwareprogramme mit Auswahlmöglichkeiten standardisierter Bauweisen inklusive der Verwendung der Vorabsiebung
und RC-Materialien im Straßenbau erstellt. Diese Programme ermöglichen die automatisierte Auswahl der optimalen Bauweise durch den Vergleich der vorgeschlagenen Aufbauvarianten anhand der angenommenen Kriterien (Baukosten, Erhaltungskosten, etc.).
Mit
der
Einführung
in
der
Berechnungsgrundlagen
der
neuen
Norm
ODN 218.046−01 müssen auch die Änderungen bei der Auswahl der optimalen
Bauweisen hinzugezogen werden. Die Optimierung der Oberbaukonstruktionen erfolgt überwiegend durch Reduzierung der Baukosten, anhand der Verwendung kostengünstiger Baustoffe im Ober- und Unterbau, unter Berücksichtigung der Senkung
des Wassergehaltes und der Erhöhung der Festigkeit im Untergrund.
46
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
Tabelle 2-7: Ergebnisse der Optimierung von Bauweisen anhand des rechnerischen Wassergehaltes und der Tragfähigkeit des Untergrundes für die Straßen
der Bauklassen IV–V
Optimierungsmaßnahmen
Reduzierung des relativen
Erhöhung des Verfor-
Wassergehaltes [%]
mungsmoduls auf Untergrund/Planum [%]
Sand-Lehm
Lehmboden, Lehm
Zusätzliche Befestigungsmaß- 5,0–10,0
Sand-Lehm Lehmboden, Lehm
4,6–9,3
5,7–12,1
16,2–50,8
3,3–5,0
3,1–4,6
3,7–5,7
10,5–30,7
5,0–5,10
4,6–4,9
5,7–5,8
16,2–37,2
8,3–8,5
7,7–8,2
9,9–10,1
12,3–18,4
nahme – Einbau der Schicht
zwischen der ungebundenem
Tragschicht und dem Planum
aus den Grundtypen wie:
Sand–Lehm, schlammiger
Sand, Lehm und Primer
Verfestigung der Banketten
(nicht weniger als 2/3 der
Breite) mit Schotter, Kies oder
Asphalt
Verwendung des Geotextils
als Zwischenschicht
Überverdichtung des Untergrunds bis Ку = 1,03–1,05,
Nach der Analyse verschiedener Studien [SIDENKO 1973, BIRULYA 1951, SOLOTAR 1971, WSN 39−79, WSN−GEOTEXTIL 1995, WSN 46−83, SOUSDORNII 1979, RAHMENMETHODIK 1965, ОDN 218.046-01, TULAEW 1977,
GIPRODORNII 1979, SIDENKO 1994] wird im Rahmen dieser Arbeit den Einfluss
der Bauweise, der Banketten und des Erdbauwerks auf die Tragfähigkeit des Untergrundes für die Bauklassen IV–V ermittelt. Die wirtschaftlichste und effektivste Lösung zur Erhöhung der Festigkeit des Oberbaus und zur Reduzierung der Gesamtdicke ist die Überverdichtung des Untergrundes. Die Erhöhung des Verdichtungswertes führt zur Erhöhung des Verformungsmoduls auf dem Untergrund/Planum um 12–
47
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
18 %. Den größten Effekt von Überverdichtung des Untergrundes kann man beim
Lehmboden beobachten.
Die in dieser Arbeit vorgenommene Analyse zeigt, dass die Optimierung der Bauweise ohne Nachweis des regionalen, rechnerischen Wassergehaltes und der Festigkeit des Untergrundes unmöglich ist. Die Optimierung des Oberbaus soll unter Berücksichtigung der Maßnahmen zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Untergrundes
erfolgen.
2.7. Wirtschaftliche Bewertung der Bauweisen
Bei der Projektierung der Oberbaukonstruktion werden die Varianten der projektierten Bauweisen verglichen und bewertet. Der Vergleich der Bauweisen kann nach
folgenden Methoden erfolgen:
-
Vergleich der gesamten Baukosten;
-
Methode der summarischen, laufenden Herstell- und Erhaltungskosten.
Die erste Methode basiert auf dem Vergleich der Aufbauvarianten nach Baukosten
und laufenden Erhaltungskosten mit der Berechnung der Effizienzwerte und der Rentabilitätsfrist.
Diese Methode ist sinnvoll, wenn die Finanzierung des Straßenbaus nur einmal erfolgt und die jährlichen laufenden Erhaltungskosten in der Zeit der Straßennutzung
immer konstant bleiben.
Erfahrungsgemäß erfolgen der Bau der Straße und die entsprechende Finanzierung
stufenweise. In der Zeit der Straßennutzung ändern sich häufig die Belastung und die
Verkehrsdichte. Aus diesen Gründen ist die Methode der summarischen laufenden
Finanzierung für die Bewertung der wirtschaftlichen Effizienz der Bauweise heranzuziehen [BUKHTIYAROW 2000, SOLOTAR 1974, KORSUNSKIY 1974,
TULAEW 1977, RESWANZEW 2003, SLAWUZKY 1961, WSN 21−83, FEDOTOW 1986].
Das Verfahren basiert auf der summarischen Staffelfinanzierung. Um den Vergleich
der Konstruktionen zu vereinfachen, wird die rechnerische Finanzierungsfrist festge48
Kapitel 2: Aktueller Stand der Erkenntnisse
legt (z. B. Nutzungsdauer der Straße). Die optimale Bauweise wird anhand der Höhe
der summarischen laufenden Kosten (Erhaltungskosten) gewählt [TULAEW 1977].
Der Vergleich der Aufbauvarianten anhand der summarischen Erhaltungskosten wird
dann vorgenommen, wenn die Bauweisen den unterschiedlichen Straßenbelag haben.
Der Vergleich der gleichwertigen Bauweisen wird nur anhand der direkten Baukosten vorgenommen. Bei solchen gleichwertigen Bauweisen können die Erhaltungskosten als äquivalent angenommen werden. In beiden Fällen müssen die geplanten oder
tatsächlichen Baukosten ermittelt werden.
Man muss auch bemerken, dass in der Ermittlung der Baukosten die zusätzlichen
Kosten für Verfestigungsmaßnahmen wie z. B. die Bodenverbesserung (inklusive der
Verfestigung der Banketten) nicht berücksichtigt werden. In verschiedenen Studien
wurde nachgewiesen, dass solche Maßnahmen zur Reduzierung der Dicke des Oberbaus führen und dadurch eine Einsparung der gesamten Baukosten erreicht werden
kann.
Momentan ist die Ermittlung der Baukosten mithilfe der pauschalen Werte, aufgrund
der ständigen Reformen in Normen, Berechnungsmethoden und in der Preisbildung
etc. vorzuziehen [PLATONOV 1985]. Im Fall einer langfristigen Baumaßnahme
kann man die Baukosten durch Extrapolation prognostizieren [GP ZPP 1994,
TRANSPORT 1999, WORONEZH ZZC 1998].
Die vorhandenen Forschungen von W. Dorozhkin belegten, dass die Ermittlung der
Baukosten anhand der pauschalen Basisraten eine ziemlich hohe Genauigkeit erreicht. Die Untersuchung der 34 Baumaßnahmen zeigt eine Berechnungsgenauigkeit
von 87–92 % [DOROZHKIN 2003].
Zwecks der Verbesserung der Kostenermittlung sollen folgende Kosten berücksichtigt werden: die Erhaltung der Fahrbahn und der Banketten, die Maßnahmen zur Reduzierung der Transportkosten und zur Reduzierung der Sachschäden im Zusammenhang mit den Verkehrsunfällen.
49
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
3. EXPERIMENTELLE FORSCHUNGEN
3.1. Wirtschaftlich-mathematische Modelle für die Optimierung der
Bauweisen
3.1.1. Optimierung der Bauweisen anhand der Plankosten für den Aufbau der Straßenkonstruktion
Bei der technisch-wirtschaftlichen Berechnung und dem Vergleich der gleichwertigen Bauweisen werden die Baukosten für den Aufbau der Einheitsfläche der Straße
als Auswahl- und Optimierungskriterium dienen (Сдо). Nach der Analyse der vorhandenen Studienergebnisse [BUKHTIYAROW 2000, GASILOW 1999, DOROZHKIN 2003, KUZNEZOV 1999, GP ZPP 1994, RESWANZEW 2003,
WORONEZH ZZC 1998, ANTONOV 1979] werden in dieser Arbeit folgende Berechnungsmethoden der pauschalisierten Plankosten für den Aufbau des Oberbaus
angewendet:
-
Berechnungsverfahren gemäß den existierenden Berechnungsnormen anhand der Basisraten, nach den Preisen der Jahre 1984/1991/2000 [KUZNEZOV 1999, DOROZHKIN 2003] (VERFAHREN 1)
-
Berechnungsverfahren gemäß den gültigen Basisraten im Straßenbau (aufgrund der Berechnungsunterlagen „Indizes und Preise für Bau“) (VERFAHREN 2)
-
Regressionsberechnung anhand der statistischen Auswertung der schon seit
den letzten fünf Jahren vorhandenen Kalkulationsunterlagen für ähnliche
Projekte (VERFAHREN 3)
Die Vor- und Nachteile der oben erwähnten Verfahren sind in der Tabelle 3−1 dargestellt.
50
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Tabelle 3-1: Vergleich der Berechnungsmethoden der Plankosten im Straßenbau
Anwendung
Berechnungsverfahren
Vor- und Nachteile
der
Vorteile
Nachteile
Plankosten
Die Berechnung mit
Die Berechnung ist Die pauschalen
VERFAHREN 1
Pauschalisierte Beden Basisraten der Jahre unkompliziert und Werte berücksichrechnungen bei der
1984/1991/2000.
zeitlich nicht auftigen nicht die
Planung des Entwickwendig.
Quellen und Liefelungsprogramms für
rung der Baumatedas Straßennetz in
rialien. Das Beder Region.
rechnungsergebnis
mit Basisraten ist
immer zu grob und
pauschal.
Die Berechnung mit
VERFAHREN 2
Optimierung des Pro- den laufenden Basisrajektes in der Entwick- ten und Preisen.
lungsphase auf der
Grundlage der vorhandenen Preise für
Baumaterialien und
diverser Leistungen.
VERFAHREN 3
Optimierung der Planungsentscheidungen
in der Projektierungsphase bei der
Abwesenheit aktueller Informationen
über gültige Preise
für Materialien und
Leistungen.
Die Regressionsberechnung aufgrund der statistischen Auswertung
der vorhandenen Projekte der letzten Jahre.
51
Die Verwendung
der laufenden vorhandenen Kosten
für die Baustoffe,
die Lieferung usw.
unter der Berücksichtigung der Lage
der Baustelle.
Es besteht ein Bedarf an aktuellen,
zuverlässigen Preisen für die Baustoffe und Transportleistungen in der
Region. Im Planungsbüro ist die
Kalkulationsabteilung für Angebotsanfragen oft abwesend.
Die Berechnung
mit der Verknüpfung an die gültigen Daten in der
Bauregion, mit der
Verwendung der
Information über
die tatsächlichen
Baukosten. Die
Verwendung der
laufenden Raten für
Baustoffe gemäß
GÄSN – 2001 (Nr.
27) etc.
Die Verwendung
der Baukosten und
Preise von vorhandenen Projekten in
letzten Jahren kann
zu den Abweichungen der tatsächlichen Preise
führen. Die Berechnung soll aufgrund der Daten
von neu gebauten
bzw. geplanten
Projekten ausgeführt werden.
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Mithilfe der oben genannten Berechnungsmethoden werden die pauschalen Plankosten für den Aufbau der Straße anhand der Basisraten oder der gültigen Preise und
durch die Anwendung der Multipel-Indizes für die Zeitperiode der Ausführung der
Bauarbeiten prognostiziert. Es gibt momentan Bedarf an präzisierten Prognosen der
Plankosten aufgrund der ständig schwankenden Preise für die Materialien, Löhne,
Gerätekosten etc.
Die Analyse der projektierten und gebauten Bauweisen in der Region Wolgograd
zeigte, dass die Tragfähigkeit des Untergrundes den Haupteinfluss auf die gesamte
Dicke des Oberbaus und dementsprechend auf die gesamten Baukosten hat. Beim
Aufbau des Oberbaus sind folgende Maßnahmen zur Erhöhung der Tragfähigkeit des
Untergrundes gemäß ODN 218.046−01 zu berücksichtigen: die Überverdichtung des
Untergrundes, die Verwendung des Geotextils im Unterbau, den Ersatz des Lehmbodens durch qualitativ besseren Sand, die Verbesserung und die Verfestigung der
Banketten. Daraus ergibt sich, dass bei der Berechnung der Plankosten sinnvoll ist,
die Kosten bzw. die Maßnahmen zur Reduzierung der Dicke des Oberbaus zu berücksichtigen.
Die Ermittlung der Plankosten ist zeitaufwendig und muss viele Faktoren berücksichtigen [DOROZHKIN 2003, PLATONOV 1985]. In vorliegender Arbeit wird
vorgeschlagen, für die Ermittlung der Plankosten anhand der Planungsunterlagen und
Baubeschreibungen nur die Hauptkostenarten zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck
werden in vorliegender Dissertation die 38 gebauten Oberbaukonstruktionen in der
Region Wolgograd analysiert und verglichen. Dabei wird festgestellt, dass die Material- und Transportkosten den größten Bestandteil der Baukosten ausmachen. Ihr
Anteil an den gesamten Baukosten beträgt entsprechend ca. 37 % bzw. 47 % (siehe
Abb. 3−1). Dabei betragen die direkten Baukosten (Lohn- und Gerätekosten) lediglich 12 % der gesamten Kosten.
52
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Lagerkosten
1%
Transportkosten
47%
Materialkosten
37%
Löhne+Geräte
12%
Sonstige Kosten
3%
Abb. 3-1: Durchschnittliche Baukostenstruktur im Straßenbau in der Region
Wolgograd
Die Baukostenstruktur wurde von anderen Forschern, wie beispielsweise A. Tulaew
und W. Reswanzew, untersucht. Beide bestätigen die Ergebnisse dieser Dissertation
hinsichtlich der Kostenverteilung im Straßenbau [TULAEW 1977, RESWANZEW
1972].
Es empfiehlt sich, die Plankosten für den Aufbau einer Konstruktionsschicht mit der
Schichtdicke von 1,0 cm mithilfe der unten dargestellten Formeln zu ermitteln:
A)
Bei der Optimierung der Berechnung der Plankosten gemäß den
Basisraten (VERFAHREN 1) werden als Zielfunktion die minimalen Plankosten (Сдо) für die Bauperiode angewendet. Für die
weitere Berechnung wird in dieser Arbeit folgende Gleichung
vorgeschlagen:
n
С до  К j  [( H i  Сi )  H акт  С зр  Соб ]  min
1
Mit
Hi = Schichtdicke der i-Schicht [cm]
Hакт = Dicke der beanspruchten Schicht [cm]
53
[Rubel/km]
Gl. 3–1
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Сi = Einheitspreis einer Schicht, relativiert zu der Einheitsfläche in Basispreisen [Rubel/cm]
Сзр = Kosten der Erdarbeiten auf Tiefe bis 1,0 m in Basispreisen [Rubel/m3]
Соб = Kosten der Bankettverfestigung [Rubel/m2]
Кj = Kostenindex, berücksichtigt die Kostenverteilung für jede einzelne
Schicht
n = Anzahl der Schichten in Oberbaukonstruktion
B)
Das rückläufige Berechnungsverfahren bezieht sich auf die Regressionsrelationen zwischen den Baukosten (Сдо) und Hauptkostenarten.
Die Auswertung und die Auswahl der oben genannten Regressionsformeln erfolgten
durch die Analyse von 44 Projekten in 26 Gebieten der Region Wolgograd (Daten
aus GÄSN-2001 (Zusammenfassung № 27), WSN 42−91 und EniR Е17). Anhand
der Auswertung der Projektunterlagen wurden die folgenden Anteile der einzelnen
Kostenarten an den Gesamtbaukosten ermittelt:
- Baustoffe/Materialkosten 55 %
- Gerätekosten 16 % (inkl. Treibstoffkosten 10 %)
- Löhne und Gehälter 29 %.
Der Kalkulationspreis setzt sich aus folgenden Komponenten zusammen: dem Materialeinsatz (Q), den Gerätekosten (MC) und den bezogenen Löhne + Gehälter (LG).
Zwischen diesen Kostenarten wurde die lineare Abhängigkeit ermittelt (Abb. 3−2 −
3−4).
54
Baukosten, Cдо [Tau. Rubel/km]
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Materialverbrauch, Q [t]
Baukosten, Cдо [Tau. Rubel/km]
Abb. 3-2: Abhängigkeit der Baukosten (Cдо) vom Materialeinsatz (Q)
Lohn, LG [Mann/Std]
Abb. 3-3: Abhängigkeit der Baukosten (Cдо) vom Lohn (LG)
55
Baukosten, Cдо [Tau. Rubel/km]
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Lohn, MC [Geräte/Schicht]
Abb. 3-4: Abhängigkeit der Baukosten (Cдо) von den Gerätekosten (MC)
Die komplexe Auswirkung der oben genannten Kostenarten auf die gesamten Baukosten (Cдо) wird in der Region Wolgograd durch folgende Funktion dargestellt:
Сдо = 384,04.Q0,507.МС0,130.LG0,390
[Tau. Rubel/km]
Gl. 3–2
Es empfiehlt sich, den Materialeinsatz (Q) gemäß den Baunormen GÄSN-2001,
WSN 42−91 und EniR Е17 (Buch Nr. 27) zu bestimmen.
Im Rahmen der Arbeit wird festgestellt, dass die Lohn (LG)- und die Gerätekosten
(МС) von der Einbaudicke (Hi), der Schichtenanzahl (n) und den Baustoffarten abhängig sind. Daraus ergeben sich folgende Gleichungen zur Ermittlung der Lohnund Gerätekosten:
N
LG   ai  H i  bi
[Mann/cm]
Gl. 3–3
[Gerät/cm]
Gl. 3–4
i 1
N
MC   ci  H i  d i ,
i 1
Mit
a, b, с, d = Formelwerte (Tabelle 3−2).
56
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Tabelle 3-2: Formelwerte (Gl. 3−3) und (Gl. 3−4)
Nr.
Konstruktionsschicht des Straßenkörpers
Werte
a
b
c
d
1
Sandschicht
0,045
0,225
0,044
0,220
2
Schottertragschicht
0,105
0,525
0,126
0,630
3
Zementverfestigter Boden
0,100
0,504
0,161
0,8064
4
Tragschicht aus der Mischung Sand-
0,158
0,792
0,129
0,645
0,087
0,435
0,176
0,835
Schotter (50 % Anteil)
5
Bitumenhaltiger Untergrund-SchotterGemisch
6
Bitumenhaltige Schottertragschicht
0,099
0,495
0,15
0,75
7
Hydraulisch-gebundene Schottertrag-
0,096
0,480
0,171
0,858
0,106
0,531
0,128
0,639
schicht
8
Tragschicht aus bitumengebundenem
Schotter oder Splitt (Spritzverfahren lokal
auf der Baustelle)
9
Asphalttragschicht (grobkörnig)
0,231
1,155
0,588
-2,94
10
Asphaltbinderschicht / Asphaltdeckschicht
0,245
1,224
0,618
-3,09
(feinkörnig, dicht)
11
Schicht aus dem bitumengebundenen
0,0444
0,457
Schotter oder Splitt
Die pauschalisierten Werte der Baukosten der einzelnen Schichten der Straßenkonstruktion sind im ANHANG D dargestellt.
3.1.2. Optimierung der Bauweisen anhand der Erhaltungskosten
Beim Vergleich der Bauweisen verschiedener Deckenarten muss man sowohl die
Herstell- und Fixkosten als auch die variablen und zusätzlichen Kosten berücksichtigen. Dazu gehören die Erhaltungs- und Reparaturkosten, die Sanierung der Banketten; die Maßnahmen zur Reduzierung der Transportkosten, zur Erhöhung der Leis57
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
tungsfähigkeit der Baugeräte und Transportleistungen und zur Reduzierung der Verkehrsunfälle etc. In vorliegender Arbeit empfiehlt sich, die Berechnung des oben
erwähnten Kostenwertes (Рпр) zwecks der Ermittlung der optimalen Bauweise auf
einer Strecke von einem Kilometer mithilfe der folgenden Gleichung vorzunehmen:
Тc
Рпр  K i  (Сдо  С зп  Соб )  
Cтt  Cnt  Cdt  C pt
t 1
(1  Di)
t

Co
 min
(1  Di)Tc
[-]
Gl. 3–5
Mit
Сдо, Сзп, Соб, Стt, Сnt, Сdt, Сpt, Сo = diverse Herrichtungskosten der Oberbaukonstruktion, siehe Erläuterungen im Kapitel „Begriffe und Definitionen“
Тс = Frist der summarischen Kosten, gleich Betriebsdauer der Straße (Jahre)
Ki = Kostenindex, berücksichtigt die Kostenverteilung für jede einzelne
Schicht
Di = Wert der Diskontierung von Erhaltungskosten zu verschiedenen Zeitpunkten
t = laufendes Jahr der Straßenerhaltung
Die statistischen Werte der Verkehrsunfälle werden für alle Typen der Kraftfahrzeuge anhand der Daten von Polizeiämtern ermittelt. Anhand der Daten hinsichtlich der
Verkehrsdichte wird der durchschnittliche statistische Wert der Sachschäden im Zusammenhang mit den Verkehrsunfällen (Сdt) bestimmt.
Die in dieser Arbeit vorgenommene statistische Auswertung der vorhandenen Forschungen [WSN 39−79, KUSNEZOV 1999] hat die folgenden Gleichungen für die
Ermittlung der Zahl der Verkehrsunfälle auf den Straßen ergeben.
A) Für verfestigte Banketten:
a = 0,449 . N(t) -0,078 . П-0,539 . О-0,149
[-]
Gl. 3–6
[-]
Gl. 3–7
B) Für nicht verfestigte Banketten:
a = 1,142 . N (t)-0,069 . П-0,879 . О-0,145
Mit
N(t) = Durchschnittliche tägliche Verkehrsdichte im t-Jahr (Kfz/Tag)
П = Fahrbahnbreite (m)
О = Bankettbreite (m).
58
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Die Auswertung der statistischen Daten von durchschnittlichen Sachschäden, die
durch einen Verkehrsunfall verursacht worden sind, sind aufgrund der heutigen Situation im Straßenverkehr problematisch. Die statistischen Daten sind in verschiedenen
Quellen nicht zuverlässig. [WSN 21−83]. Für die Auswertung der Sachschäden im
Zusammenhang mit den Verkehrsunfällen D(t) werden in der vorliegender Arbeit die
statistischen Daten von Polizeiämtern (Südregional), Forschungsinstituten [Р03112199-0502-00] und dem Straßendiagnostikbüro Russlands [ROSAWTODOR
2008] angewendet.
Anhand der statistischen Daten der Polizei wird im Rahmen dieser Arbeit die folgende Formel zur Ermittlung der oben genannten Sachschäden vorgeschlagen:
Cd  (гв П гв  рвП рв  гр П гр  ррП рр  П Д )
Mit
[Rubel]
Gl. 3–8
ηгв, ηрв, ηгр, ηрр = diverse Anteile der Beteiligten an Verkehrsunfällen, siehe
Erläuterungen im Kapitel „Begriffe und Definitionen“
Пгв, Прв, Пгр, Прр = diverse Sachschäden, siehe Erläuterungen im Kapitel
„Begriffe und Definitionen“
Die Prognosen der erwähnten Sachschäden auf den Straßen der Bauklasse III (DIII)
sind in der Tabelle 3−3 dargestellt. Es empfiehlt sich, die Sachschäden im Zusammenhang mit den Verkehrsunfällen für die anderen Bauklassen über folgende Formel
zu ermitteln:
D(t )  DIII  K тк
Mit
[Rubel]
Gl. 3–9
D(t) = prognostizierte Sachschäden im Zusammenhang mit dem Verkehrsunfall
Ктк = Korrekturfaktor für die Bauklasse (für Bauklasse I und II–Ктк = 1,01,
für III–Ктк = 1,00; für IV–Ктк = 0,86, für V–Ктк = 0,61)
59
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Tabelle 3-3: Prognose der Sachschäden im Zusammenhang mit dem Verkehrsunfall für die Bauklasse III bis zum Jahr 2016
Wertschäden, aufgrund eines Verkehrsunfalls
[Mio. Rubel]
Region
2011
2012
2013
2014
2015
2016
Kalmykia-Republik
2,15
2,30
2,46
2,61
2,76
2,91
Region Astrakhan
1,63
1,75
1,86
1,98
2,09
2,21
Region Wolgograd
1,72
1,84
1,96
2,08
2,20
2,32
Region Rostov
1,50
1,61
1,71
1,82
1,92
2,03
Süd-Regionen
1,83
1,96
2,09
2,22
2,34
2,47
Russland
1,54
1,65
1,76
1,87
1,98
2,09
Die Kosten der Beschaffung des Transportmittels (Сnt) wurden anhand der Daten von
WSN 21−83 errechnet. Die Erhaltungskosten der Fahrbahn und des Banketts (Сpt)
sollen mithilfe der pauschalen Werte ermittelt werden. (Die Werte sind auf der Internetseite des Verkehrsministeriums http://www.rosavtodor.ru veröffentlicht.)
Als eines der Forschungsergebnisse dieser Arbeit, wird das Verfahren für die Bestimmung der optimalen Bauweise anhand der pauschalisierten Plankosten (siehe Gl.
3−1) oder durch die Berechnung der Gesamtkosten (siehe Gl. 3−2) vorgeschlagen.
Mithilfe
dieser
Berechnungsmethode
werden
die
Empfehlungen
gemäß
ODN 218.046−01 zur Erhöhung der Untergrundfestigkeit und zur Errichtung der
verfestigten Banketten ausgearbeitet. In diesem Verfahren wird die regionale Dynamik der Baukostenänderung durch die Prognostizierung der Kosten für den Zeitraum
der Baumaßnahme berücksichtigt.
3.2. Optimierung des Berechnungsverfahrens der Straßenkonstruktionen
Die Berechnung der Kosten für den Aufbau des Oberbaus (Sстр) wird hauptsächlich
durch die Ermittlung des Wertes vom Eob (Oberbau-E-Modul − siehe Erläuterung im
Kapitel „Begriffe und Definitionen“) und der Fahrbahnbreite (П) vorgenommen.
60
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Nach der Auswertung der vorhandenen Berechnungsmethoden wird im Rahmen dieser Arbeit die Regressionsgleichung zur Ermittlung der Baukosten wie folgt bestimmt:
Sстр = 0,701 П 1,198 . Еob 1,213
[Tau. Rubel/km]
Gl. 3–10
Hier beträgt der Multipel-Korrelationskoeffizient 0,701. Bei der Anwendung dieser
Formel kann man feststellen, dass die Baukosten hauptsächlich von dem Oberbau-EModul und demzufolge von der Gesamtdicke des Oberbaus (Wirkungsfaktor beträgt
1,213) abhängig sind. Der zweite Faktor für die Berechnung der Baukosten ist die
Fahrbahnbreite (hier beträgt der Wirkungsfaktor 1,198).
Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wird die Analyse der Festigkeitswerte von
82 verschiedenen Bauweisen (gemäß ODN 218.046−01) für die Klimazonen IV und
V in Südregionen Russlands vorgenommen.
Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass bei den Berechnungen der Oberbaukonstruktionen große Sicherheitsreserven bei der elastischen Durchbiegung und Zugspannung berücksichtigt werden. Dadurch wird die Dicke des Oberbaus generell über
den Wert des Schubwiderstands auf dem Untergrund (siehe Kapitel 2) bzw. auf dem
Unterbau bestimmt (siehe Abb. 3−5).
61
Sicherheitsreserve [%]
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Abb. 3-5: Bewertung der Festigkeitsreserve in Oberbaukonstruktion gemäß
ODN 218.046−01
Die Dicke der Schottertragschicht hängt von folgenden Faktoren ab:
-
Schicht-E-Modul der Schottertragschicht (Ещ)
-
Verformungsmodul auf dem Untergrund (Егр)
Auf Basis der Regressionsanalyse ergibt sich die folgende Gleichung für die Ermittlung der Dicke der Schottertragschicht (Hосн):
Носн = 45,8.Еob0,008.Егр0,31. Ещ -0,24
[cm]
Gl. 3–11
Die Auswertung der in der Formel angegebenen Wirkungsfaktoren zeigt, dass die
Schotterschichtdicke generell von dem Verformungsmodul auf Untergrund (Егр)
(Wirkungsfaktor 0,31) und von dem E-Modul der Schottertragschicht (Ещ) (Wirkungsfaktor -0,24) abhängig ist. Die Auswirkung des Oberbau-E-Moduls (Eob) auf
die Schotterschichtdicke ist nicht maßgeblich (Wirkungsfaktor liegt nur bei 0,008).
Die Festigkeitsreserve beträgt bei der elastischen Durchbiegung der Straßendecke
durchschnittlich 33–63 %; bei Zugkraft 49–62 %; beim Schub auf der Sandschicht
17–19 % und beim Schub auf dem Untergrund / Unterbau 2–6 % (siehe Abb. 3−5).
62
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Die hohe Festigkeitsreserve bei der elastischen Durchbiegung der Straßendecke und
der Zugkraft in der Schicht ist dadurch entstanden, weil die minimal zulässige Dicke
des Oberbaus nach neuer Norm ODN 218.046−01 um 12–18 cm vergrößert wurde.
Die Dicke einer Drainageschicht wird entsprechend der Klimazone, der Feuchtigkeitsbedingungen in der Region und der Bodenart festgelegt [WSN 46−83,
ОDN 218.046−01].
3.2.1. Nachweis des rechnerischen Bodenwassergehaltes im Unterbau
In vorliegender Dissertation wird die Abhängigkeit der Festigkeitseigenschaften verschiedener Bodenarten vom relativen Bodenwassergehalt analysiert. Die Werte sind
in den Tabellen 3−4, 3−5 und in Abb. 3−6 dargestellt. Die Ergebnisse werden mit
dem
Verdichtungsgrad
kу = 0,98
und
gemäß
den
statistischen
Daten
Verformungsmodul, E [MPa]
[ОDN 218.046−01] errechnet.
Relativer Wassergehalt, Wот [-]
Abb. 3-6: Abhängigkeit des Verformungsmoduls des lehmhaltigen Bodens von
dem relativen Bodenwassergehalt beim Verdichtungsgrad ky = 0,98
Nach der Auswertung der vorhandenen Forschungsergebnisse [SIDENKO 1973,
SIDENKO 1962, SIDENKO 1976, SIDENKO 1994, SOLOTAR 1981, BIRULYA
1951, SOLOTAR 1971, EFIMENKO 2001, MALYSCHEW 1974, KRETOW 1999]
(siehe Tabellen 3−4, 3−5 und Abb. 3−7) wird in dieser Arbeit die Formel für die Er63
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
mittlung des Verformungsmoduls auf dem Planum (Eгр) anhand des relativen Bodenwassergehaltes (Wот) ausgearbeitet:
𝐸гр = 𝑎 ∙ 𝑊от2 − 𝑏 ∙ 𝑊от + 𝑐
Mit
[MPa]
Gl. 3–12
a, b, c = die Formelwerte werden im Rahmen dieser Arbeit ermittelt und sind
von der Bodenart abhängig. Die Werte sind in der Tabelle 3−4 dargestellt.
Tabelle 3-4: Formelwerte (Gl. 3−12)
Baustoffgemische und
Bodenarten nach
DIN 18196
GU, GW
SE, SU, GE
UL, UM
TL, TM, TA sowie
andere Ton-Gemische
Werte
b
a
214,29
642,86
659,00
642,86
359,86
1089,30
1130,50
1089,30
c
195,14
493,00
510,50
493,00
Die Werte der Schubfestigkeit des Lehmbodens werden anhand des relativen Bodenwassergehaltes im Unterbau (Wот) und der kumulativen Beanspruchung (Np) ermittelt.
Es empfiehlt sich, die Abhängigkeit des inneren Reibungswinkels und der Grundkohäsion wie folgt zu errechnen:
𝑅 = 𝐶0 ∙ 𝑊от∝1 ∙ 𝑁р∝2
Mit
[-]
Gl. 3–13
R = die Abhängigkeit des inneren Reibungswinkels und Kohäsion auf dem
Untergrund, bedeutet: der Schubwiderstand auf lehmhaltigem Boden
Со = Wirkungsfaktor
α1, α2 = Die Einflusswerte auf die Schubeigenschaften des Lehmbodens; Ermittlung der Werte erfolgte im Rahmen dieser Arbeit (siehe Tabelle 3−5)
64
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Tabelle 3-5: Formelwerte (Gl. 3−13)
Schubeigenschaften
Bodenart
des Untergrundes
nach
Multipelwert
Formelwerte
Со
α1
a2
DIN 18196
Innerer
Reibungs- UL, UM
0,82
0,0045
-4,2380
-0,1034
winkel
GW, GU
0,96
0,0071
-1,6906
-0,0843
Kohäsion
UL, UM
0,97
5,5634
-3,4660
-0,0931
GW, GU
0,98
35,3085
-0,1021
-0,0802
Für den Nachweis der Festigkeitswerte der Böden in Südregionen Russlands werden
die Forschungswerte aus den Felduntersuchungen von O. Batrakow, V. Sidenko,
J. Pokotnew und A. Kamenew verwendet [SIDENKO 1994].
Die Labor- und Felduntersuchungen haben die folgenden Korrelationskoeffizienten
der Festigkeitseigenschaften und des relativen Bodenwassergehaltes im Untergrund /
Unterbau ergeben:

Verformungsmodul 0,98

Innerer Reibungswinkel 0,97

Kohäsion 0,95
Im Rahmen dieser Arbeit werden die Untersuchungsergebnisse von oben erwähnten
Forschern an der Versuchsstrecke Samara – Pugatschew – Wolgograd (Abschnitt
„Wolzhskiy – Primorks“ 741–773 km) ausgewertet. Die sich ergebenden Werte beschreiben die Abhängigkeit der Festigkeitseigenschaften vom relativen Bodenwassergehalt im Untergrund / Unterbau in den Südregionen Russlands.
Die Ergebnisse der Untersuchungen stimmen mit den Werten von der Norm
ODN 218.046-01 für die Bodenart im Steppengebiet überein. Die Analyseergebnisse
sind in den Abb. 3−7 bis 3−9 dargestellt.
65
Verformungsmodul, E [MPa]
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Relativer Wassergehalt, Wот [-]
Abb. 3-7: Abhängigkeit des Verformungsmoduls vom relativen Bodenwassergehalt im Unterbau / Untergrund
0,07
Kohäsion, Сгр [MPa]
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
Relativer Wassergehalt, Wот [-]
Abb. 3-8: Abhängigkeit der Kohäsion vom relativen Bodenwassergehalt im Unterbau / Untergrund
66
Innerer Reibungswinkel, φ [Grad]
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Relativer Wassergehalt, Wот [-]
Abb. 3-9: Abhängigkeit des inneren Reibungswinkels vom relativen Bodenwassergehalt im Unterbau / Untergrund
Die effektivste Maßnahme zur Erhöhung der Tragfähigkeit des Oberbaus und zur
Reduzierung der gesamten Dicke der Oberbaukonstruktion ist die Erhöhung der Verdichtung des Untergrundes oder Unterbaus [SOUSDORNII 1987, SIDENKO 1981].
Die Erhöhung des Verdichtungsgrads auf 1,05 führt zur Erhöhung des Verformungsmoduls auf dem Planum um 12–18 % (siehe Tabelle 2−7, Kapitel 2). Den
größten Effekt kann man in den Südregionen Russlands bei schweren Lehmböden
und Lehm mit dem relativen Bodenwassergehalt von 0,5–0,7 erreichen. Anhand der
statistischen Auswertung der Daten [SIDENKO 1981] wird in dieser Arbeit die Relation zwischen dem Verdichtungsgrad im Untergrund (ky) und der Verformungseigenschaft ermittelt (siehe Abb. 3−10 bis 3−12).
67
Verformungsmodul, E [MPa]
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Verdichtungsgrad, ky [-]
Abb. 3-10: Abhängigkeit des Verformungsmoduls von dem Verdichtungsgrad
Kohäsion, Сгр [MPa]
beim schwankenden Bodenwassergehalt
Verdichtungsgrad, ky [-]
Abb. 3-11: Abhängigkeit der Grundkohäsion von dem Verdichtungsgrad beim
schwankenden Bodenwassergehalt
68
Innerer Reibungswinkel, φ [Grad]
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Verdichtungsgrad, ky [-]
Abb. 3-12: Abhängigkeit des inneren Reibungswinkels des Bodens vom Verdichtungsgrad bei dem schwankenden Bodenwassergehalt
In vorliegender Dissertation wird die Komplexauswirkung des relativen Bodenwassergehaltes (Wот) und des Verdichtungsgrades (kу) des Lehmbodens auf die Festigkeitseigenschaften analysiert. Als Ergebnis werden folgende Gleichungen zur Berechnung empfohlen:
Verformungsmodul auf dem Untergrund:
𝐸гр =
С∙𝑘y1,5
α
𝑊от
[MPa]
Gl. 3–14
[MPa]
Gl. 3–15
[Grad]
Gl. 3–16
Kohäsion im Untergrund:
Сгр =
С∙𝑘y1,5
α
𝑊от
Innerer Reibungswinkel:
𝜑 = 𝐶 + 𝑎 ∙ 𝑘𝑦 + 𝑏 ∙ 𝑊от
69
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Tabelle 3-6: Formelwerte Gl. (3−14) − (3−16)
Festigkeits-
Bodenart
Standard-
Korrela-
eigenschaften des
nach
fehler
tionsko-
Bodens
DIN 18196
Formelwerte
C
α
b
effizient
Verformungsmo-
UL, UM
0,021
0,98
2,879
3,158
dul (Eгр)
GW, GU
0,021
0,98
4,234
0,234
Innerer Rei-
UL, UM
0,055
0,97
0,099
3,431
bungswinkel (φ)
GW, GU
0,018
0,97
0,117
0,926
Kohäsion (Сгр)
UL, UM
0,328
0,98
40,029
19,045
-59,303
GW, GU
0,082
0,98
10,014
34,654
-14,835
Anhand der vorgenommenen Untersuchungen wird in dieser Arbeit die Abhängigkeit
der Festigkeitseigenschaften des Lehmbodens in der Region Wolgograd von dem
Verdichtungsgrad und dem relativen Bodenwassergehalt bestimmt. Es empfiehlt
sich, die ausgearbeiteten Formel bei der Berechnung des Oberbaus (siehe Gl. (3–14)
– (3–16)) in den Südregionen Russlands unter Berücksichtigung der Klimabesonderheiten, und für die Erstellung der Bauverzeichnisse mit standardisierten Bauweisen
anzuwenden.
3.2.2. Ermittlung des Bodenwassergehaltes im Unterbau.
Die Analyse der Berechnungen in wissenschaftlichen Studien verschiedener Forscher
[SIDENKO 1973, SOLOTAR 1981, BIRULYA 1951, SOLOTAR 1971, EFIMENKO 2001, MALYSCHEW 1974, SOUSDORNII 1979, RUWINSKY 1982, SIDENKO 1962, SIDENKO 1976, SIDENKO 1994, SCHELOPAEV 1976] und die statistische Auswertung der meteorologischen Daten in der Region Wolgograd bestätigen
eine bestimmte Relation zwischen dem Feuchtigkeitswert der Region und dem maximalen natürlichen Bodenwassergehalt im Frühjahr in den verschiedenen Bodenarten (siehe Abb. 3−13 und 3−14). Die Region Wolgograd gehört zu den Südregionen
Russlands mit trockenem Klima. Die Feuchtigkeitswerte in der Luft sowie in Böden
sind in dieser Region nicht hoch und relativ konstant.
Nach der Regressionsanalyse wird die folgende Gleichung festgelegt:
Wср= Wт∙(Ai
KX g
Zmj
+Bi)
[%]
Gl. 3–17
70
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Mit
Ai und Bi = Regressionswerte (werden im Rahmen dieser Arbeit festgelegt).
(Tabelle 3−7).
Tabelle 3-7: Korrelationskoeffizienten (Gl. 3−17)
Bodenarten
nach DIN
Gleichungswert
Korrelationskoeffizient
Abweichung
[A]
[B]
GE, GW
0,451
0,199
0,99
0,020
SW, SU, GU
0,450
0,246
0,844
0,077
UL, UM
0,336
0,387
0,947
0,045
TL, TM, TA
0,336
0,430
0,937
0,049
Relativer Wassergehalt, Wот [-]
18196
Feuchtigkeitswert, Ux [-]
Abb. 3-13: Abhängigkeit des relativen Wassergehaltes im lehmsandigen Boden
im Frühjahr vom Feuchtigkeitswert
71
Relativer Wassergehalt, Wот [-]
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Feuchtigkeitswert, Ux [-]
Abb. 3-14: Abhängigkeit des relativen Wassergehaltes im Lehmboden im Frühjahr vom Feuchtigkeitswert
Die Relation zwischen dem Bodenwassergehalt im Unterbau / Untergrund und dem
relativen Bodenwassergehalt in natürlicher Form (für Klimazone II–V) ist in Abb.
3−16 dargestellt.
Unter Berücksichtigung der Gleichungen (2–7 und 2–8, Kapitel 2) wird im Rahmen
dieser Arbeit folgende Formel zur Bestimmung des mittleren Wertes des natürlichen
Bodenwassergehaltes empfohlen:
Wср  (
Ai  KX g
5,88 t  0  260
 Bi ) WT
[%]
Gl. 3–18
Gemäß ODN 218.046−01 beträgt der Variationskoeffizient des relativen Bodenwassergehaltes 0,1 (konstanter Wert). Die Untersuchungen von V. Sidenko und
J. Jakowlew haben ergeben, dass die Erhöhung des relativen Wassergehaltes zur
Senkung des Variationskoeffizienten führt [SIDENKO 1973]. Die Forschungen von
G. Bondarik [BONDARIK 1971], M. Goldstein [GOLDSTEIN 1973], N. Kolomin72
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
sky [KOLOMENSKY 1972], N. Maslow [MASLOW 1961], N. Ermolaew und
W. Mikheew [ERMOLAEV 1976] zeigen auch, dass der Heterogenitätswert des Bodenwassergehaltes von der mathematischen Erwartung abhängig ist.
Für den Nachweis des Variationskoeffizienten des Bodenwassergehaltes werden die
Untersuchungen des Einflusses der mathematischen Erwartung des natürlichen Bodenwassergehaltes auf die Schwankung seines Wertes vorgenommen (siehe Abb.
3−15). Die Ergebnisse der beschriebenen Untersuchungen werden mithilfe der vorhandenen
Forschungsergebnisse
[ALEKSIKOV
1984,
ERMOLAEV
1976,
Variationswert, Cv [-]
MESENZEW 1976] in anderen Regionen Russlands nachgewiesen bzw. bestätigt.
Mittlerer relativer Wassergehalt, Wср [%]
Abb. 3-15: Änderung des Variationskoeffizienten des Wassergehaltes im Zusammenhang mit der mathematischen Erwartung des relativen Wassergehaltes
In dieser Arbeit wird die Abhängigkeit des Variationskoeffizienten vom mittleren
natürlichen Bodenwassergehalt in Grenzen von 0,38Wт bis 0,84Wт festgelegt. Es
wird festgestellt, dass der Variationskoeffizient bei der Erhöhung des mittleren Bodenwassergehaltes im Unterbau sinkt. Im Rahmen der sich ergebenden Forschungsergebnisse und der Regressionsberechnungen wird folgende Gleichung für die Ermittlung der oben genannten Abhängigkeit empfohlen:
73
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Cv = 0,5104W2ср - 0,9046Wср + 0,4883
[-]
Gl. 3–19
Der Korrelationskoeffizient beträgt in dieser Gleichung -0,646. Das bestätigt die
Rückwirkung des Variationskoeffizienten des relativen Bodenwassergehaltes (Сv)
vom mittleren natürlichen Bodenwassergehalt (Wcp).
Mithilfe dieses mathematischen Modells kann man den rechnerischen natürlichen
Bodenwassergehalt in Böden in einer Tiefe bis 1,0 m anhand der Daten von Niederschlägen und Lufttemperatur ermitteln. Die Niederschlagsmengen und Lufttemperaturen sind in den Normen für Klimazonen USSR und SNIP 2.01.01-82 dargestellt.
In der vorliegenden Arbeit wird die Analyse der regelmäßigen Beobachtungen des
natürlichen Bodenwassergehaltes und des Bodenwassergehaltes im Unterbau
(Schichtdicke 1,0–1,2 m) in der Region Wolgograd vorgenommen. Anhand der statistischen Auswertung wird der Übergangswert zwischen dem natürlichen Bodenwassergehalt und dem Wassergehalt im Unterbau () bestimmt. Gemäß den ausgeführten Auswertungen beträgt der durchschnittliche Wert für die Region Wolgograd
Relativer Wassergehalt im Unterbau, Wрзп [-]
mit  = 0,83.
Relativer natürlicher Wassergehalt, Wот [-]
Abb. 3-16: Relation zwischen dem relativen Bodenwassergehalt im Unterbau
und dem natürlichen Bodenwassergehalt
74
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Der Bodenwassergehalt im Unterbau auf eine Tiefe bis 1,0 m ist ungleichmäßig verteilt. Anhand der Formel von W. Sidenko wird in der vorliegenden Dissertation empfohlen, den rechnerischen Bodenwassergehalt im Unterbau (Wрзп) unter Berücksichtigung der entsprechenden Heterogenität wie folgt zu ermitteln:
Wрзп = ... Wопр (1+t Сvr)
Mit
[-]
Gl. 3–20
 = Wert, berücksichtigt die typische Feuchtigkeit in dieser Region
 = Wert, berücksichtigt die Bauweise der Straße
 = Übergangswert zwischen dem Bodenwassergehalt in natürlicher Form
(statistischer Wert) und dem Wassergehalt im Unterbau
Сvr = Variationskoeffizient des Bodenwassergehaltes im Unterbau, wo die
Spannungen wirken (bei Wр = 0,4 Wт, Сv = 0,02; bei Wр = 0,5 Wт, Сv = 0,03;
bei Wр = 0,6 Wт, Сv = 0,04) [ROSDORNII 1987];
t = einheitlicher Abweichungswert.
Der Nachweis des rechnerischen Wertes des Bodenwassergehaltes im Untergrund
oder Unterbau erfolgt mithilfe des oben beschriebenen Verfahrens und anhand der
Daten des Wetterdienstes und unter Berücksichtigung der Bodenarten, der Feuchtigkeitsbedingungen in der Region. Um dies zu bestätigen, werden in vorliegender Arbeit die Analyse der Bodenverhältnisse in der Region Wolgograd und die Auswertung der Feuchtigkeitsbedingungen vorgenommen. Anhand der Untersuchungsergebnisse dieser Arbeit ist festzustellen, dass in der Region Wolgograd folgende Bodenarten vorherrschen:

UL, UM:
44 %

TL,TM,TA:
19 %

GW, GU:
26 %

GE, SE:
6%
Die Analyse der Region Wolgograd nach Bodenwassergehalt im Untergrund zeigt,
dass 97 % der Regionsfläche zu der Feuchtigkeitsklasse I gehört. Der Teil der Region mit Sumpfböden beträgt nur 0,14 %. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen,
dass die Regionen Leninsky und Sredneakhtubinsky zu den Feuchtigkeitsklassen II
und III gehören.
75
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Aufteilung der Regionen gemäß dem mittleren
jährlichen Bodenwassergehalt im Untergrund vorgenommen (siehe Abb. 3−17). Die
Werte des rechnerischen Wassergehaltes der Bodenarten UL, UM und GU, GW sind
0,4
5
Wт
т
5W
5
0,
0,55W
т
0 ,4
Wт
0,6Wт
0,5W
т
0,45Wт
im ANHANG E dargestellt.
0, 5W
т
т
5W
0,
т
0, 4W
Legende:
Условные обозначения:
Lehmboden/Ton
Суглинок
Lehmsand
Супесь
Abb. 3-17: Mittlerer maximaler Wassergehalt im Untergrund in der Region
Wolgograd (Feuchtigkeitsklasse I)
76
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Es wird festgestellt, dass der mittlere maximale Wassergehalt im Untergrund für die
Feuchtigkeitsklasse I wie folgt verteilt wird
-
von 0,48 Wт bis 0,59 Wт – für Schluff
-
von 0,37 Wт bis 0,50 Wт – für Lehm-Sand-Gemisch (siehe Abb. 3−17)
Für die Feuchtigkeitsklasse II:
-
von 0,49 Wт bis 0,60 Wт – für Schluff
-
von 0,38 Wт bis 0,52 Wт – für Lehm-Sand-Gemisch (siehe Abb. 3−17)
Die in diesem Abschnitt beschriebenen Forschungen haben die folgenden Punkte ergeben:
1.
Die herrschenden Bodenarten in der Region Wolgograd sind Schluff-Böden
UL, UM (44 %).
2.
Circa 97,0 % der Fläche der Region Wolgograd gehört zu der Feuchtigkeitsklasse I, der Rest zu der Feuchtigkeitsklasse II. Der Anteil des Sumpf-Gebiets
ist niedrig (0,14 %).
3.
Der rechnerische Wassergehalt in den lehmhaltigen Böden wird wie folgt verteilt:
- von 0,36 Wт bis 0,55 Wт – Feuchtigkeitsklasse I
- von 0,38 Wт bis 0,60 Wт – Feuchtigkeitsklasse II
- von 0,39 Wт bis 0,62 Wт – Feuchtigkeitsklasse III
3.3. Versuchsfelder mit der Verwendung lokaler Baustoffe
3.3.1. Karbonatische Verfestigung der Tragschicht
Die Kreideablagerungen in der Region Wolgograd befinden sich überwiegend in
Dubowsky, Rudnyansky, Kalatschewsky, Komylzhensky und Olhowsky. Die Festigkeit
der Kreide ist vom Wassergehalt, von der Porosität und der mineralischen Beschaffenheit
abhängig. Die Abwesenheit der für den Straßenbau geeigneten Gesteine in nördlichen und
westlichen Regionen führt zu den Untersuchungen der Kreide zwecks der Verwendung im
Straßenbau. Die Untersuchungen von S. Romanov weisen die Zementierungseigenschaften
der Kreide ohne Zumischung des zusätzlichen Bindemittels nach [ROSDORNII 1993]. Die
karbonatische Verfestigung erfolgt durch Feuchtigkeitsverlust in der verdichteten Kreide-
77
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
schicht bei einem optimalen Wassergehalt. Diese Schicht gilt als Tragschicht in der Oberbaukonstruktion.
Der Aufbau und die Nutzung der Versuchsstrecken „Nehaewo-Sahopersky“ und „Retschensky – Upornikowsky“ (Nehaevsky-Region) bestätigten die Möglichkeit der Verwendung von Kreide in ungebundener Tragschicht in Bauwesen der Bauklassen IV–V, der
Feuchtigkeitsklasse I, in Klimazonen IV–V.
Die Versuchsstrecke im Straßenabschnitt „Retschensky – Upornikowsky“ (Stationen von
6+05 bis 12+00) wurde mit der Verwendung der Kreide in ungebundener Tragschicht im
Jahr 1993 aufgebaut. Die Straße gehörte zu der Bauklasse IV mit der Verkehrsdichte
210 Kfz/Tag. Der erforderliche Wert des Oberbau-E-Moduls für diese Bauklasse betrug
125 MPa. Das Baugebiet gehörte zu der Feuchtigkeitsklasse I und hatte den Schluff im
Untergrund. Der Oberbau bestand aus zwei Asphaltschichten, Tragschicht aus der Kreide
mit einer Dicke von 15 cm und aus der Sandschicht (H = 18 cm). Die Strecke lag im Einschnitt mit großen Wasseraufnahmen. Von den Instituten TP Rosdornii, VolgGASU und
UNPP „Aspekt“ wurden die Werte des Schicht-E-Moduls mit dem Benkelman-Balken
während des Aufbaus der Versuchsstrecke gemessen.
Im Rahmen dieser Arbeit werden die Untersuchungsergebnisse ausgewertet und analysiert.
Die Ergebnisse sind in der Abb. 3−18 und in der Tabelle 3−8 dargestellt.
78
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Tabelle 3-8: Gemessene Werte des Schicht-E-Moduls auf der Versuchsstrecke Nr. 1
„Retschensky – Upornikowsky“ für die Zeitperiode von 1993 bis 2001
Mittleres Schicht-E-Modul auf der konstruktiven Schicht [MPa]
Nr.
Baustoff
Neubau
2 Jahre nach
4 Jahre nach
8 Jahre nach
(Jahr 1993)
Neubau
Neubau
Neubau
1
Kreide
132
162
161
165
2
Kies
113
131
126
120
3
Untergrund
24
-
105
98
Schicht-E-Modul, E [MPа]
Schluff
300
250
200
150
100
50
0
Obere
Asphalt
Schicht
Obere Asphaltschicht
227
217
208
208
227
250
263
250
200
238
208
250
217
Untere Asphaltschicht
189
170
155
155
152
179
192
208
167
179
172
192
172
161
172
172
151
166
147
161
156
Kreidetragschicht
Sandschicht / Planum
147
139
143
147
135
125
117
117
110
143
139
129
129
Untergrund
118
108
108
110
106
104
96
96
94
115
108
100
100
Teststrecke Nr. 1 "Uporniki - Retschenksy" (St. 6+05 - St. 12+00)
Erforderlicher Oberbau-E-Modul 125 MPа
Abb. 3-18: Schicht-E-Modul der konstruktiven Schichten
Nach der Straßennutzung von zehn Jahren wurde eine gute Ebenheit der Fahrbahn beobachtet. Die Abwesenheit irgendwelcher Bruchstellen und Schäden auf der Oberfläche
bestätigt die Zweckmäßigkeit der Verwendung der Kreide in der Tragschicht des Oberbaus. Jedoch muss man darauf hinweisen, dass die Kreideschicht von der Übersättigung
mit Feuchtigkeit geschützt werden muss.
Nach der Auswertung der Untersuchungen auf der Versuchsstrecke der Jahre 1995 und
2001 wird der Wert des Schicht-E-Moduls der Kreideschicht nach Norm ODN 218.046−01
von 210 MPa ermittelt. Dieser Untersuchungswert stimmt mit den Ergebnissen des Stadtverkehrsamts „SOUSDORNII“ überein [SOUSDORNII 1990].
79
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Im Sommer 2001 wurde die Versuchsstrecke Nr. 2 „Nehaevsky – Sahopersky“ St. 60+00 –
St. 90+00 gebaut. Das Baugebiet gehörte zu der Feuchtigkeitsklasse I. Der Boden im Unterbau wurde mit Verfestigungsmittel stabilisiert. Der Untergrund bestand aus dem schweren schlammigen Schluff und aus dem Lehm-Sand-Gemisch. Durch Laboruntersuchungen
wurde der Wert des Verformungsmoduls auf dem Planum von 61 MPa – 78 MPa ermittelt.
Die geologischen und hydrologischen Untersuchungen auf der Versuchsstrecke bestätigten
die Möglichkeit der karbonatischen Verfestigung der Tragschicht unter Berücksichtigung
der Entwässerung der Straße.
Der erforderliche Wert des Oberbau-E-Moduls betrug 161 MPa. Nach Absprache mit dem
Bauherrn wurde folgende Bauweise vorgeschlagen.
Deckschicht – Asphaltbeton feinkörnig
HADS = 5 cm.
Asphalttragschicht – grobkörnig
HATS = 6 cm.
Schottertragschicht
HSTS = 15 cm.
Sandschicht
HSS = 26 cm.
Gesamtdicke:
H = 52 cm
Die Fahrbahnbreite betrug 6 m und die Breite der Banketten 0,5 m. Die Befestigung der
Banketten wurde durch die Bepflanzung der Böschung ausgeführt. Auf der Strecke
St. 109 − St. 119 wurden die Böschungen mit Schotter befestigt (h = 13 cm).
Im Rahmen des Versuches wurde entschieden, die geplante Schottertragschicht
(h = 15 cm) mit einer Tragschicht aus Kreide zu ersetzen. Die Quelle der Kreide lag in
einer Entfernung von circa 800 m. Die Laboruntersuchungen bestätigten die Möglichkeit
der Verwendung von Kreide in ungebundener Tragschicht der Straße. Die physikalischen
Werkstoffeigenschaften entsprachen den Anforderungen der technischen Normen TU
5711-001-03436071-97.
Der rechnerische Wert des Schicht-E-Moduls wurde anhand der Empfehlungen von
S. Romanov und unter Berücksichtigung des maximalen relativen Wassergehaltes des Materials in einer ungünstigsten Zeitperiode, mithin im Frühling, angenommen. Die Forschungen der Festigkeit der Kreide sind in der Tabelle 3−9 dargestellt.
80
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Tabelle 3-9: Relativer Wassergehalt und Schicht-E-Modul der Tragschicht aus Kreide
Relativer Wassergehalt der Kreide, Wот [-]
0,27
0,17
0,15
0,05
Rechnerisches Schicht-E-Modul, E [MPa]
210
265
310
360
Als rechnerisches Schicht-E-Modul der Tragschicht wurde der Wert von 210 MPa angenommen.
Der relative Wassergehalt der verdichteten Kreide in der Zeit der Straßennutzung durfte
den Wert von 0,20–0,25 nicht überschreiten (Der Wert der kapillaren Wassersättigung im
Frühjahr). Als kapillarbrechende Schicht wurde die Sandschicht h = 10 cm eingebaut (anstatt der Schicht aus Kies h = 26 cm)
Die Kreide wurde aufgrund der Zertrümmerung bei der Verdichtung und der späteren
Selbstzementierung bei dem Feuchtigkeitsverlust ohne zusätzliche Absiebung verwendet.
Der Einbau der Kreidetragschicht in der Bauweise der Versuchsstrecke Nr. 2 wurde mittels
Grader in zwei Schichten (je 15 cm) ausgeführt. Die gesamte Einbaudicke betrug 30 cm.
Die Verdichtung der Kreide erfolgte in zwei Phasen bei dem optimalen Wassergehalt 19–
23 %. Die erste Phase diente zur Zertrümmerung der großen Teile der Kreide und der Reduzierung des Raumgehalts. Das Verdichten der Kreide geschah parallel mit dem Bewässern der Oberfläche. Die zweite Phase begann nach der Befeuchtung und dem Austrocknen
der Oberfläche. Nach dem Ablauf von zwei Tagen wurde die untere Asphaltschicht
(h = 6 cm) eingebaut. Zu dieser Zeit war bereits der Wassergehalt in Kreideschicht verringert. Die Selbstzementierung dieser Schicht dauerte ein bis zwei Wochen.
Während der Baumaßnahme im Jahre 2001 wurde der Wert des Schicht-E-Moduls mit dem
Benkelman-Balken gemessen. Die Untersuchungsergebnisse sind in der Abb. 3−19 und in
der Tabelle 3−10 dargestellt.
81
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Tabelle 3-10: Gemessene Werte des Schicht-E-Moduls auf der Versuchsstrecke Nr. 2
“Nehaewsky – Sahopersky“ St. 60+00 – St. 90+00
Nr.
Baustoff
Schichtdicke der
Mittleres Schicht-E-
Mittlerer Fes-
gebauten Kon-
Modul [MPa]
tigkeitswert
struktion [сm]
Planung
Bau
58
69
1,19
1
Untergrund (Ton)
2
Sandschicht
10
65
77
1,18
3
Kreidetragschicht
30
117
134
1,14
4
Asphalttragschicht
(porös)
6
150
163
1,08
200
Schicht-E-Modul, E [MPа]
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
60+000
60+200
60+400
60+600
60+800
70+000
70+200
70+400
70+600
70+800
80+000
80+200
80+400
80+600
80+800
90+000
Untere Asphaltschicht
158
161
166
160
157
160
166
168
170
173
170
170
158
158
155
159
Kreidetragschicht
125
125
150
120
120
128
132
135
145
157
155
140
126
124
124
130
Planum
78
77
83
70
68
73
73
76
80
84
85
84
75
75
71
76
Untergrund
61
70
78
66
61
68
70
72
75
77
76
72
68
65
63
66
Teststrecke Nr. 2 Nehaewsky - Sahopersky (St. 60+00 - St. 90+00)
Erforderliches Oberbau-E-Modul 161 MPа
Abb. 3-19: Schicht-E-Modul der Schichten
Die Untersuchungen zeigten, dass die Festigkeit der Konstruktionsschichten erreicht wurde
(siehe Tabelle 3−10):

Festigkeitswert des Untergrunds 1,19

Festigkeitswert der Sandschicht 1,18

Festigkeitswert der Kreidetragschicht 1,14

Festigkeitswert der Asphalttragschicht 1,08
82
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Im Rahmen dieser Arbeit wird die statistische Auswertung der Untersuchungen vorgenommen. Dadurch wird die Abhängigkeit des Schicht-E-Moduls auf der Kreidetragschicht
vom Verformungsmodul auf dem Untergrund festgelegt (Abb. 3−20 und Abb. 3−21).
Die Analyse der Untersuchungen bestätigt die Abhängigkeit der Festigkeit der Kreidetragschicht sowie auch des ganzen Oberbaus (gemessen auf der Fahrbahnoberfläche) von der
Tragfähigkeit des Untergrundes / Unterbaus (Der Korrelationskoeffizient ist gleich 0,80
und 0,78). Aus diesem Grund ist die Aufbauqualität des Unterbaus / Untergrundes (Ver-
Schicht-E-Modul auf der Kreideschicht
h=30 cm, Eщ [MPa]
dichtung, Baustoff etc.) für die gesamte Bauweise sehr wichtig.
Verformungsmodul auf Untergrund, Eгр [MPa]
Abb. 3-20: Abhängigkeit des Schicht-E-Moduls der Kreidetragschicht vom Verformungsmodul
auf
dem Untergrund – Versuchsstrecke
Sahopersky“ St. 60+00 – St. 90+00
83
Nr. 2
“Nehaewsky
–
Oberbau-E-Modul, Eob [MPa]
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Verformungsmodul auf Untergrund, Eгр [MPa]
Abb. 3-21: Abhängigkeit des Oberbau-E-Moduls vom Verformungsmodul auf dem
Untergrund – Versuchsstrecke Nr. 2 “Nehaewsky – Sahopersky“ St. 60+00 –
St. 90+00
Nach der Bewertung der Bauweise und der Nutzung der Versuchsstrecken mit Kreidetragschicht kann man folgende Schlüsse ziehen:
1.
Der Einbau der ungebundenen Tragschicht aus Kreide ist nur in den Straßen
mit einer Verkehrsdichte von niedriger als 300 Kfz/Tag in den Klimazonen IV
und V und Feuchtigkeitsklasse I möglich. Das rechnerische E-Modul der Kreidetragschicht beträgt 200 MPa.
2.
In der Tragschicht kann man die Kreide bedingt verwenden: die maximale
Korngröße darf nicht mehr als das 0,7-Fache von der gesamten Schichtdicke
betragen. Beim Einbau darf der relative Wassergehalt der Kreideschicht
0,27 Wт nicht überschreiten.
3.
Um die Tragfähigkeit und Festigkeit des gesamten Oberbaus zu erreichen, muss
die Tragfähigkeit des Untergrundes entsprechend gewährleistet werden. Während des Einbaus der Kreidetragschicht ist das Wassereindringen in der Schicht
durch Niederschläge nicht zulässig. Aus diesem Grund ist der Einbau von Asphaltschichten oder Versiegelungsschichten unverzüglich nach dem Einbau der
Kreideschicht notwendig – was in der Region Wolgograd mit trockenem Klima
und Feuchtigkeitsklasse I möglich ist.
84
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
4.
Die Schichten aus Kreide sollen vor der überflüssigen Befeuchtung während
der Straßennutzung geschützt werden. Die Auswirkung der Feuchtigkeit in der
Kreideschicht führt zu einer Verringerung des E-Moduls und dadurch zur Erhöhung eines Risikos der Spuren- und Rissbildung auf dem Straßenbelag. Um
die Tragfähigkeit und die Festigkeit der Kreidetragschicht beizubehalten und
die überflüssige Befeuchtung zu vermeiden, muss eine wasserdichte Schicht
(z. B. Asphaltschicht) als Schutzschicht eingebaut werden. Für die Entwässerung müssen die Böschungen mit entsprechender Neigung und auch die Drainageschicht errichtet werden. Aus oben genannten Gründen kann man behaupten, dass die Kreideschicht nur in Dürregebieten mit trockenem Klima und
maßgebend im Dammbereich verwendet werden kann.
5.
Die Untersuchung der gebauten Versuchsstrecken zeigt, dass der Straßenbelag
nach der 10-jährigen Straßennutzung einen guten Zustand aufweist. Die wesentlichen Schäden des Straßenbelags wurden bei der Felduntersuchung nicht
festgestellt.
3.3.2. Reduzierung der Dicke des Oberbaus durch die Überverdichtung des
Untergrundes
Im Rahmen der experimentellen Forschungen wird festgestellt, dass durch die erhöhte
Verdichtung des Untergrundes, die Gesamtdicke der Straßenkonstruktion um 23–35 %
reduziert werden kann. Dadurch kann man die Baukosten um 20 % senken.
In der vorliegenden Dissertation wird die Erfahrung des Straßenbaus in Tyumen, Nowosibirsk, Omsk, Tambov und in anderen Regionen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass
durch die erhöhte Verdichtung des Untergrundes, die Kosteneinsparung beim Straßenbau
mit klassischer Bauweise und Tragschicht aus Schotter von 9000 bis 21 000 Rubel (entspricht ca. 180 bis 420 Euro pro Kilometer) für ein Kilometer Straße der Bauklassen Ic,
IIc, IV und V betragen kann.
Um den maximalen Effekt der Verdichtung des Unterbaus zu erreichen, wird generell die
Zwischenschicht aus Geotextil hergerichtet, um den Unterbau vor der Eindringung der
Feuchtigkeit zu schützen. Die Erfahrung im Straßenbau zeigt, dass die Verwendung des
Geotextils besonders in sandarmen Gebieten effektiv ist. Durch den Verzicht auf die Sandschicht im Straßenkörper lassen sich die Baukosten um vier Prozent reduzieren. Mithilfe
der Bodenverfestigung wird das Verformungsmodul auf dem Untergrund von 200 MPa
gewährleistet. Dank der Errichtung des verfestigten Untergrundes anstatt der Schottertrag85
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
schicht werden die Baukosten um 800 000 Rubel pro km der Straße reduziert (entspricht
ca. 20 000 Euro pro km der Straße).
Um die oben erwähnten Behauptungen nachzuweisen, wurde die Versuchsstrecke „Pobeda
– Soldatskoe – Stepnoe“ in der Bykowksy-Region im Jahr 1999 gebaut.
Die Straße gehörte zu der Bauklasse IV und befand sich in Klimazone IV. Das Baugebiet
verfügte über keine Gesteinsvorräte. Die durchschnittliche Verkehrsdichte betrug 500
Kfz/Tag. Das rechnerische Oberbau-E-Modul betrug 164 MPa. Der Erdkörper wurde aus
Lehm-Sand-Gemisch und Schluff aufgebaut.
Die ermittelten Festigkeitswerte auf der gebauten Versuchsstrecke von Station 128+40 bis
129+40 sind in der Tabelle 3−11 dargestellt.
Tabelle 3-11: Physikalische und mechanische Eigenschaften der Schichten der Straßenkonstruktion
Einbauschicht
Deckschicht
Material
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Festigkeitswerte
Е+10 = 2400 MPа
Е+20 = 440 MPа
Е = 3600 МPа
Asphalttragschicht
Grobkörniger poröser Asphaltbeton
Е+10 = 1400 МPа
Е+20 = 380 МPа
Е = 2200 МPа
Tragschicht
Leichter Schluff, verfestigter mit
E = 200 МPа
bitumenhaltigen Verfesigungsmittel
Frostschutzschicht
Schotter aus Lipkinsky Steingrube,
Е = 180 МPа
40–80 mm
Unterbau
Verdichteter Grund, Ку>1.00
Е = 112 МPа
Zwischenschicht
Geotextil, H= 0,4 cm.
Dichte 600 g/m2
(Geotextil)
Festigkeit – 120/90 МPа
Im Rahmen des Versuches wurden insgesamt sieben Oberbaukonstruktionen auf dem
Untergrund aus dem Schluff und dem Lehm-Sand-Gemisch aufgebaut (Feuchtigkeitsklasse
I und II, siehe Tabelle 3−12).
86
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Tabelle 3-12: Bauweisen der Versuchsstrecke
Nr.
Konstruktion,
Konstruktion
Beschreibung
Feuchtigkeitsklasse
Stationierung
Nr. 1
ADS: Feinkörniger dichter
Feuchtigkeitsklasse II,
St. 118+40
Asphaltbeton (h = 4,0 cm)
Wasser in Querschnitt
-
ATS: Grobkörniger poröser
nicht vorhanden
St. 121+24
Asphaltbeton (h = 5,0 cm)
Unterbau: Verfestigter Schluff
Untergrund – Lehm-Sand-
(h = 23 cm)
Gemisch
Untergrund: Lehm-SandGemisch
Nr. 2
ADS: Feinkörniger dichter
Feuchtigkeitsklasse II,
St. 121+24
Asphaltbeton (h = 4,0 cm)
Wasser in Querschnitt
-
ATS: Grobkörniger poröser
vorhanden
St. 122+80
Asphaltbeton (h = 5,0 cm)
Unterbau: Verfestigter Schluff
(h = 23 cm)
Untergrund – Lehm-Sand-
Untergrund: Lehm-Sand-
Gemisch
Gemisch
Nr.3
ADS: Feinkörniger dichter
Feuchtigkeitsklasse II,
St. 122+80
Asphaltbeton (h = 4,0 cm)
Wasser in Querschnitt
-
ATS: Grobkörniger poröser
vorhanden
St. 127+12
Asphaltbeton (h = 5,0 cm)
Unterbau: Verfestigter Schluff
Untergrund–Schluff
Untergrund: Schluff
Nr. 4
ADS: Feinkörniger dichter
Feuchtigkeitsklasse II,
St. 127+12
Asphaltbeton (h = 4,0 cm)
Wasser in Querschnitt
-
ATS: Grobkörniger poröser
nicht vorhanden
St. 128+70
Asphaltbeton (h = 5,0 cm)
Unterbau: Verfestigter Schluff
(h = 23 cm)
Untergrund–Schluff
Zwischenschicht: Geotextil
Untergrund: Schluff
87
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Fortsetzung Tabelle 3-12: Bauweisen der Versuchsstrecke
Nr.5
ADS: Feinkörniger dichter
Feuchtigkeitsklasse II,
St. 128+70
Asphaltbeton (h = 4,0 cm)
Wasser in Querschnitt
-
ATS: Grobkörniger poröser
vorhanden
St. 128+90
Asphaltbeton (h = 5,0 cm)
Unterbau: Verdichteter Schluff
Ку = 1,03–1,05 (h = 50 cm)
Untergrund–Schluff
Zwischenschicht: Geotextil
Untergrund: Schluff
Nr. 6
ADS: Feinkörniger dichter
Feuchtigkeitsklasse II,
St. 128+90
Asphaltbeton (h = 4,0 cm)
Wasser in Querschnitt
-
ATS: Grobkörniger poröser
vorhanden
St. 129+66
Asphaltbeton (h = 5,0 cm)
Schottertragschicht: (h = 14 cm)
Unterbau: Verdichteter Schluff
Untergrund–Schluff
Ку = 1,03–1,05 (h = 50 cm)
Untergrund: Schluff
Nr. 7
ADS: Feinkörniger dichter
Feuchtigkeitsklasse II,
St. 129+66
Asphaltbeton (h = 4,0 cm)
Wasser in Querschnitt
-
ATS: Grobkörniger poröser
vorhanden
St. 139+65
Asphaltbeton (h = 5,0 cm)
Unterbau: Verdichteter Schluff
Ку = 1,03–1,05 (h = 50 cm)
Untergrund–Schluff
Im Bereich der Randstreifen –
Prizma aus Schotter (50 x 50 cm)
Untergrund: Schluff
Die Baumaßnahme erfolgte in einem Dürregebiet (die Lufttemperatur betrug + 34–38 0С).
Die Bodenfeuchte und der Bodenwassergehalt war in dieser Bauregion gering und betrug
5–7 %; 0,38–0,40Wопт.
Die Erfahrung im Einbau der Tragschicht auf dem überverdichteten Untergrund bestätigen die Wichtigkeit der Erfüllung aller Einbau- und Verdichtungskriterien: das Einhalten
des optimalen Bodenwassergehaltes, der Geschwindigkeit der Walzen bei der Verdichtung,
der Anzahl der Walzengänge (nach russischen Normen sind die Walzengänge vorgegeben), der Einbaudicke etc. Deshalb wurde der Untergrund vor dem Einbau der Tragschicht
88
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
mit einer Fräse auf Tiefe von 20–30 cm aufgeraut. Dann wurde der Boden befeuchtet (optimaler Wassergehalt 13 %). Die Probefahrt der Walzen zeigte, dass die Verdichtung in
einem Gang nicht zu erreichen war. Die Verdichtung wurde in zwei Phasen ausgeführt.
In erster Phase erfolgte die Verdichtung mit Schaffußwalzen (achtzehn Tonnen) in vierzehn Gängen. In zweiter Phase wurde die Oberfläche mit den Erdbau-Walzen in zehn
Gängen verdichtet. Um die überflüssige Befeuchtung des Untergrundes durch Niederschläge zu vermeiden, wurde die Asphaltschicht umgehend eingebaut.
Die Auswertung der Tragfähigkeit der vorgeschlagenen Bauweise gemäß der Norm
ODN 218.046−01 zeigt, dass die Verwendung des überverdichteten Untergrundes
(Ку = 1,03–1,05) im Unterbau, das Verformungsmodul auf den Untergrund von 59 auf
81 MPa erhöht. Die Verwendung des Geotextils als Zwischenschicht erhöht die Festigkeit
des Untergrundes auf 97 MPa. Dies führt zur Verringerung der Einbaudicke der Schottertragschicht um 10 %. Dadurch reduzieren sich die gesamten Baukosten um 5–10 %.
Im Rahmen der Arbeit wurde der Zustand der gebauten Versuchsstrecke und der experimentellen Bauweisen untersucht. Die Felduntersuchungen haben einen guten Zustand des
Straßenbelags bestätigt. Keine Spurenbildungen, Deformationen der Oberfläche, Wellen
etc. wurden festgestellt. Der mittlere Wert des Oberbau-E-Moduls betrug 134 MPa.
Die Felduntersuchungen wurden für die Bauweisen Nr. 3 und Nr. 6 ausgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3−13 dargestellt:
89
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Tabelle 3-13: Untersuchungsergebnisse der Bauweisen
Nr. 3
Material
ADS: Feinkörniger As-
Nr. 6
Еob [MPа]
163
phaltbeton h = 4 cm
ATS: Grobkörniger As-
126
136
ATS: Grobkörniger Asphalt-
120
beton h = 5 cm
95
Grund h = 23 cm
Untergrund: Schluff
ADS: Feinkörniger Asphalt-
Еob [MPа]
beton h = 4 cm
phaltbeton h = 5 cm
Tragschicht: Verfestigter
Material
Schottertragschicht h = 14 cm,
98
Dichte: kу = 1,05
57
Untergrund: Schluff
57
Weitere wichtige Einflussfaktoren auf die Festigkeitswerte sind die geologischen und hydrologischen Bedingungen (Bodenarten und Feuchtigkeitsklasse). Die Erfahrung zeigt, dass
beim Aufbau des Oberbaus auf dem Lehm-Sand-Gemisch das Verformungsmodul 38 %
höher als auf dem Untergrund aus Ton ist. Der langfristige Wasserstand in Gräben führt
zur Verringerung der Festigkeit des Oberbaus um den Faktor 1,5–1,8 (bei Feuchtigkeitsklasse II). Der Zustand der Versuchsstrecke „Pobeda – Soldatskoe – Stepnoe“ nach der
vierjährigen Straßennutzung (Jahr 2004) ist auf den Abb. 3−22 bis 3−24 dargestellt.
Abb. 3-22: Straßenzustand St. 122+80
90
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Abb. 3-23: Straßenzustand St. 128+90
Abb. 3-24: Straßenzustand St. 129+80 – Felduntersuchungen
Nach der Auswertung der Untersuchungsergebnisse auf der Versuchsstrecke von 1999
bis 2004 kann man folgende Schlüsse ziehen:
1.
Die Verwendung des überverdichteten Untergrundes im Unterbau hat eine
deutliche Auswirkung auf die Wirtschaftlichkeit der Baumaßnahme: erhöht
91
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
die Festigkeit des gesamten Unterbaus auf 98 MPa und führt zur Verringerung der Dicke der Schottertragschicht um 10 %.
2.
Die Überverdichtung des Untergrundes ist sinnvoll für die Straßen der Bauklassen Ic–IIc und IV und der Feuchtigkeitsklasse I. Um die Festigkeit der
Oberbaukonstruktion während der langfristigen Straßennutzung zu gewährleisten, ist die Errichtung der Isolationsschicht aus Geotextil sinnvoll.
3.
Im Untergrund ist die Verwendung der Bodenarten wie leichter und schwerer
Schluff vorzuziehen.
4.
Der Bodenwassergehalt im Untergrund darf den Grenzwert nicht überschreiten, dabei soll eine Verdichtung von -1,0 erreicht werden.
Die Schichtdicke des überverdichteten Untergrunds darf nicht weniger als 50 cm ohne Errichtung der Zwischenschicht aus Geotextil, und weniger als 20 bis 30 cm mit einem Geotextil als Zwischenschicht betragen.
3.3.3. Verwendung des Geotextils im Unterbau
Die Verwendung des Geotextils im Unterbau erhöht die Tragfähigkeit des ganzen Oberbaus, dadurch kann man die Dicke der Oberbaukonstruktion reduzieren. Die Vorteile der
Verwendung des Geotextils im Straßenbau wurden bereits von vielen Forschern nachgewiesen [WSN−GEOTEXTIL 1995, KRETOW 1999, AUTOSTRASSEN 1988, GIPRODORNII 1979, RUWINSKY 1982, SIDENKO 1994]. Infolge der Reduzierung der Oberbaudicke kann man die Bau- und Transportkosten, den Materialverbrauch und dementsprechend die gesamte Bauzeit indirekt sparen.
Durch die Verwendung des Geotextils im Unterbau erhöht sich das E-Modul der entsprechenden Schicht um 15 % [ОDN 218.046−01]. Die Zweckmäßigkeit der Verwendung des
Geotextils im Unterbau wurde auf der Versuchsstrecke „Kajsatzkoje – Solotari (km 15 –
km 22,5) im Jahr 2001 geprüft.
Das Baugebiet gehörte zu einem Dürregebiet (Klimazone V) und verfügte über keine Gesteinsvorräte. Der Transportweg für die Gesteine aus der Lipkinsky-Steingrube betrug circa 250 km und für Sand 80 km. Aufgrund der hohen Transportkosten für Sand wurde beschlossen, im Unterbau die Sandschicht mit einer Schicht aus Geotextil zu ersetzen.
92
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
Die Straße gehörte zu der Bauklasse IV und das Baugebiet zu der Feuchtigkeitsklasse I.
Das erforderliche Oberbau-E-Modul betrug 125 MPa. Die Höhe des Straßendammes betrug 1,2–1,8 m.
Laut Planung war die Bauweise mit einer Sandschicht h = 10 cm im Unterbau projektiert,
die in der experimentellen Konstruktion durch eine Schicht aus Geotextil ersetzt wurde.
Durch die Erhöhung des Verformungsmoduls auf dem Untergrund auf 73 MPa wurde die
Dicke der Schotterschicht auf 18 cm reduziert. Die Bauweise der Versuchsstrecke „Kajsatzkoje – Solotari“ ist in der Tabelle 3−14 dargestellt.
Tabelle 3-14: Bauweise der Versuchsstrecke Nr. 3 „Kajsatzkoje – Solotari“ (km 15 –
km 22,5)
Bezeichnung
Planung
Bauweise
Untergrund–Schluff
Versuchsstrecke
Untergrund–Schluff
Beschreibung
ADS: Feinkörniger dichter Asphaltbeton
(h = 4,0 cm)
ATS: Grobkörniger poröser
Asphaltbeton (h = 6,0 cm)
Ungebundene Tragschicht:
Schottertragschicht (h = 20 cm)
Unterbau: Sandschicht (h = 10 cm)
Untergrund: Schluff
ADS: Feinkörniger dichter Asphaltbeton
(h = 4,0 cm)
ATS: Grobkörniger poröser
Asphaltbeton (h = 6,0 cm)
Ungebundene Tragschicht:
Schottertragschicht (h = 18 cm)
Zwischenschicht: Geotextil
Untergrund: Schluff
Die Verlegung des Geotextils und der Aufbau des Unterbaus wurden in folgenden Stufen
ausgeführt:
1. Vorbereitung des Untergrundes;
2. Ausrollen und Verlegen des Geotextils;
3. Einbau und Verdichtung der Schotterschicht.
Die Versuchsstrecke (gebaut im Jahr 2003) wurde durch ein Planungsinstitut untersucht.
Die Untersuchung dieser Versuchsstrecke zeigte, dass keinerlei Verformungen des Straßenbelags vorhanden waren und die Decke einen guten Zustand hatte.
93
Kapitel 3: Experimentelle Forschungen
In der vorliegenden Arbeit werden die Messwerte von Felduntersuchungen der alternativen
Bauweise auf der Versuchsstrecke „Kajsatzkoje – Solotari“ statistisch ausgewertet. Die
Ergebnisse der Auswertung der Felduntersuchungen sind in der Tabelle 3−15 dargestellt.
Tabelle 3−15: Festigkeitswerte der Bauweise: Versuchsstrecke Nr. 3 „Kajsatzkoje –
Solotari“ (km 15 – km 22,5)
Konstruktionsschicht
Mittlerer Wert des
Schicht-E-Moduls
[MPa]
Deckschicht: feinkörniger dichter Asphaltbeton (h = 4,0 cm)
155
Asphalttragschicht: grobkörniger poröser Asphaltbeton (h = 6,0 cm)
141
Schottertragschicht h = 18 cm
110
Untergrund: Schluff mit Zwischenschicht aus Geotextil
73
Aufgrund der Erfahrung in Bau und Nutzung der Straßen in Dürregebieten kann man den
Vorteil der Verwendung des Geotextils im Unterbau bestätigen. Durch die Verwendung
des Geotextils kann man auf die Sandschicht im Unterbau verzichten und die Dicke der
Schotterschicht verringern.
94
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
4. EMPFEHLUNGEN ZUR OPTIMIERUNG DER OBERBAUKONSTRUKTIONEN
4.1. Aufteilung der Region Wolgograd nach Bedingungen im Straßenbau
Im Rahmen dieser Arbeit wird die Region Wolgograd nach Bereichen, gemäß den Baubedingungen und unter Beachtung der Bauweisen aus lokalen Baustoffen wie folgt aufgeteilt:
-
gemäß dem rechnerischen Bodenwassergehalt und den Festigkeitseigenschaften
der Böden verschiedener Arten; und
-
gemäß den Lieferbedingungen der lokalen Gesteinsmaterialien für den Straßenbau.
Nach herrschenden Feuchtigkeitswerten in der Region gehören 98 % der Fläche zu der
Feuchtigkeitsklasse I. Das Niveau des Grundwassers liegt in 3 bis 20 m Tiefe. In der
Frequenz, P(y) [%]
Wolgo-Akhtubinsky-Region liegt das Grundwasser auf Tiefe von 1 bis 3 m (Abb. 4−1).
Niveau des Grundwassers, H [m]
Abb. 4-1: Histogramm des Niveaus von Grundwasser in der Wolgo-AkhtubinskyRegion
95
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Die Region Wolgograd liegt in den Klimazonen IV und V. Im Rahmen dieser Arbeit wird
die Region Wolgograd in fünf Unterklimazonen unterteilt; dies ist grafisch auf der
Abb. 4−2 dargestellt und in der Tabelle 4−1 beschrieben.
Tabelle 4-1: Klimazonen der Region Wolgograd
Unterzone
Beschreibung
Maximale
Tiefe der
Frostdurchdringung
[сm]
Durchschnittlicher mitteljährlicher Wassergehalt im Boden im Frühjahr
Durchschnittlicher
Wert des Verformungsmoduls
[MPа]
Schluff 0,48–0,51Wт
Schluff 105
IV Klimazone (ausreichende Feuchtigkeit)
IV-а
IV-б
Feuchtigkeitsklasse I,
Grundwasser
Niveau / Tiefe
3–20 m.
IV-в
90–120
Lehm-Sand 0,37–0,41Wт Lehm-Sand 87
90–160
130–150
Schluff 0,53–0,55Wт
Schluff 96
Lehm-Sand 0,42–0,46Wт
Lehm-Sand 78
Schluff 0,59–0,60Wт
Schluff 73
Lehm-Sand 0,50–0,53Wт
Lehm-Sand 66
V Klimazone (nicht ausreichende Feuchtigkeit)
V-а
Feuchtigkeitsklasse I
100–140
Schluff 0,48–0,50Wт
Schluff 110
Lehm-Sand 0,37–0,41Wт
Lehm-Sand 87
Schluff 0,48–0,51Wт
Schluff 96
Grundwasser
Niveau / Tiefe
8-25 m.
V-б
Feuchtigkeitsklasse III
90–100
Lehm-Sand 0,40–0,52Wт Lehm-Sand 84
(WolgoAkhtubinsky
Region),
Grundwasser
Niveau / Tiefe
1,0–3,0 m.
Bemerkung: Der Wassergehalt und das Verformungsmodul wurden gemäß der Feuchtigkeitsklasse und der
minimalen Dammhöhe des Straßenkörpers dargestellt (SNiP 2.05.02-85). Die Werte für die Unterzone V-6
sind für Feuchtigkeitsklasse III angenommen.
96
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
0,55
0,45
Новониколаевский
IV-в
0,53
0,44
ЖИРНОВСК 0,53
0,42
Елань
0,53
УРЮПИНСК
0,59
0,55
0,46
0,43
Киквидзе
0,50
Рудня
IV-б
IV-б
НОВОАННИНСКИЙ
0,55
0,45
Нехаевский
0,59
0,50
IV ДКЗ
Даниловка
0,50
Старая
0,39 Полтавка
КОТОВО
0,55
0,46
Алексеевская
0,55
0,45
КАМЫШИН
МИХАЙЛОВКА
0,55
0,58 Кумылженская
0,48
Ольховка
ФРОЛОВО
0,49
0,37
СЕРАФИМОВИЧ
0,44
IV-б
0,37
IV-а
т
5W
0,
V-а
Иловля
0,51
0,41
Клетский
0,50
0,41
ДУБОВКА
Городище
КАЛАЧ-на-ДОНУ
СУРОВИКИНО
0,55
0,44
0,51
0,42
ВОЛГОГРАД
ВОЛЖСКИЙ
Средняя Ахтуба
ЛЕНИНСК
0,52
0,40
V-б
Чернышковский
0,55
Светлый Яр
0,49
0,38
0,44
IV-а
Октябрьский
0,51
0,41
КОТЕЛЬНИКОВО
0,53
0,43
Abb. 4-2: Klimazonen der Region Wolgograd
97
V ДКЗ
Быково
0,48
0,5W
т
0,53
0,53
0,44
0,49 ПАЛЛАСОВКА
0,37
НИКОЛАЕВСК
0,51
0,41
0,44
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
31
Жирновск
32
Елань
Новониколаевский
1
33
45
Рудня
34
Урюпинск
2
Киквидзе
3
4
83
46
6
5
37
35
84
38
36
Новоаннинский
47
85
48
С та р а я
П ол та в к а
86
Нехаевский
7
Даниловка
50
8
52
49
87
51
88
Алексеевская
92
КОТОВО
90
9
89
53
Усть-Бузулукская
10 56
59
11
14
60
13
91
55
57
54
93
МИХАЙЛОВКА
95
58
КАМЫ ШИН
94
Палласовка
97
Николаевск
96
12
98
99
15
100
102
Кумылженская
39
Ольховка
40
ФРОЛОВО
18
Быково
20
42
62
16
61
103
21
СЕРАФИМОВИЧ
17
101
19
22
23
63
25
24
26
64
27
65
Клетский
67
104
Иловля
28
105
66
68
106
72
70
71
Дубовка
69
73
82
78
74
75
76
Городище
КАЛАЧ-НА-ДОНУ
29
79
77
Суровикино
ВОЛЖСКИЙ
ВОЛГОГРАД
Ленинск
80
Сред. Ахтуба
81
Чернышковский
Светлый Яр
Legende:
Entwickelte Steingruben
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:
Empfohlene Steingruben
Месторождения карбонатных пород (известняки, доломиты)
Empfohlene Steingruben zur Entwicklung
Разведанные
Октябрьский
Рекомендуемые
Рекомендуемые к разведке месторождения песчаников
Bewertete Steingruben
Оценены предварительно
Разведанные
Erkundete Steingruben
Разрабатываемые
Котельниково
Abgebaute Steingruben
Abb. 4-3: Steingruben der Region Wolgograd
Im Rahmen dieser Arbeit wird die Region Wolgograd nach der Verfügbarkeit lokaler Gesteinsmaterialien, mithilfe einer ausgearbeiteten Berechnungsmethodik aufgeteilt und grafisch dargestellt. Die Aufteilung erfolgt gemäß der statistischen Auswertung der Baustoffpreise und der entsprechenden Transportkosten in vergangenen Jahren. Nach der Analyse
und Berechnungen wird das Intervall der Preisschwankung für das Gesteinsmaterial festgesetzt und die geografischen Grenzen des Einflusses der Transportkosten auf den Verkaufspreis des Schotters festgelegt.
Die grafische Darstellung der Einflusszonen hilft bei der Bewertung der Logistikwege für
die Baustoffe in der untersuchten Region. Die Grenzen der Einflusszonen entsprechen den
Grenzen des wirtschaftlichen Risikos der Lieferwege und liegen bei ca. 50–70 km. Bei der
98
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Projektbearbeitung oder während der Baumaßnahmen können die Schotterlieferanten anhand der ausgearbeiteten grafischen Darstellung der Einflusszonen angefragt werden. Die
Berechnungen und Untersuchungen dieser Arbeit haben ergeben, dass an den Grenzen des
wirtschaftlichen Einflusses von einem oder mehreren Lieferanten die sogenannte Risikozone gebildet wird. In diesem Bereich muss der Schotterpreis inklusive der Transportkosten genau ermittelt werden. Nach der Ermittlung und dem Vergleich der Preise von Mitbewerber kann der Schotterlieferant beauftragt werden. Nach Risikotheorie wird in dieser
Arbeit die Formel für die Ermittlung der Höhe des Risikos vorgeschlagen.
Es wird festgestellt, dass der Verkaufspreis des Gesteinsmaterials an den Grenzen der oben
erwähnten Einflusszonen (Ci,j) in folgendem Intervall liegt:
Сi , j  t Р   i , j  Сi , j  Ci , j  t Р   i , j
Mit
[-]
Gl. 4–1
С i , j , t Р ,  i, j = siehe Erläuterungen im Kapitel „Begriffe und Definitionen“
i,j = Bezeichnung der Lieferanten der Gesteinsmaterialien
In vorliegender Dissertation wird die Wirtschaftlichkeit der Lieferung vom Schotter nach
der ausgearbeiteten Berechnungsmethode des wirtschaftlichen Risikoniveaus ermittelt. Es
empfiehlt sich die Berechnung in folgenden Schritten auszuführen:
Schritt 1:
Ermittlung des Schotterpreises (Ci,j) unter Berücksichtigung der wirt-
schaftlichen Einflussfaktoren (siehe Gleichung 4−1).
Schritt 2:
Ermittlung des Wertes der mathematischen Erwartung des Material-
preises ( С i , j ) nach Theorien der wirtschaftlich-mathematischen Planung im Straßenbau:
Сi , j  (Co  Cтр  Сп-р ) К пр
Mit
[-]
Gl. 4–2
Сo = Verkaufspreis der Baumaterialien
С тр = Transportkosten
Сп-р  0,2  Co – Verladungskosten
Кпр = Verbrauchswert
99
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Schritt 3:
Ermittlung des Verbrauchswertes Кпр. Der Wert bedeutet den Ein-
fluss des Schicht-E-Moduls der Tragschicht des Oberbaus auf den Verbrauch des
Gesteinsmaterials in dieser Schicht:
К пр 
6,645
0 , 363
Еmin
[-]
Gl. 4–3
Еmin = 200 MPa = das minimale E-Modul des lokalen Schotters.
Schritt 4:
Ermittlung der Transportkosten bei diversen Lieferverfahren (Last-
transport [Lnaт] und Lieferung mit Eisenbahn [Lkж/д]) anhand der statistischen Auswertung der Transportkosten für Baustoffe in der Region Wolgograd:
N
K
n 1
k 1
С тр   (а  b  Lатn )   (c  d  Lж/д
k )
Mit
ат
Ln , Lk
ж/д
[Rubel]
Gl. 4–4
= Länge der Lieferstrecke für Baustoffe, siehe Erläuterungen im Kapitel
„Begriffe und Definitionen“
a, b, c, d = Formelwerte der Relation von Transportkosten und Lieferungslänge
Schritt 5: Ermittlung der mittleren quadratischen Abweichung der Materialkosten
für einzelne Lieferanten unter Berücksichtigung des Anteils einzelner Kostenarten
in den Gesamtkosten [η]:
 = (Do. ηo+ Dтр. ηтр+Dп—р. ηп—р)1/2
Mit
[-]
Gl. 4–5
Do, Dтр, Dп—р = Dispersion des Verkaufspreises, der Transport- und Verladungskosten
ηo, ηтр, ηп—р = Anteil der einzelnen Kostenarten von Transportkosten in den gesamten Materialkosten
Schritt 6:
Ermittlung des Anteils der Transportkosten [ηтр] anhand der statisti-
schen Analysen der Berechnungsmethoden und der Länge der Lieferstrecke [L],
Traglast [G] und der Geschwindigkeit des Kfz [V]:
ηтр = 0,132 L 0,86.G –0,134 V –0,844
[%]
100
Gl. 4–6
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Schritt 7:
Ermittlung des Anteils vom Verkaufspreis [ηo] anhand der Auswer-
tung der Berechnung der Baukosten:
ηo = (1– ηтр)/1,02
Schritt 8:
[%]
Gl. 4–7
Ermittlung der rechnerischen Kosten für Gesteinsmaterialien [Cpi,j]
gemäß der Wahrscheinlichkeitstheorie:
Сiр, j  Ci , j  t   i , j
Schritt 9:
Lr 
2  t  i , j  a
b
[-]
Gl. 4–8
Ermittlung der Größe des Risikos [Lr] anhand der Transportkosten:
[-]
Gl. 4–9
Die grafische Darstellung der Lage der Steingruben und Einflusszonen auf die Lieferwege
befindet sich im ANHANG F. Die grafische Darstellung der Lage von Steingruben und
Einflusszonen unterstützt dabei die Bewertung über die Wirtschaftlichkeit logistischer
Wege für Baumaterialien in den untersuchten Regionen.
4.2. Anwendung der Optimierung am Beispiel der Region Nizjneje
Powolzhje
Die Erstellung der Datenbank mit optimalen Bauweisen wird generell in folgenden Stufen
ausgeführt:
1. Erstellung der Liste der Bauregionen
2. Eintragen der Angaben der Bauklassen gemäß Normen SNiP 2.05.02-85
3. Aufteilung der Regionen gemäß den Feuchtigkeitsklassen
4. Auflistung der vorhandenen Baumaterialien in der Region
5. Materialverbrauch für Einbau von 1 m2 der Straße
6. Darstellung der typischen Bauweisen aus lokalen Baumaterialien
Im Rahmen dieser Arbeit wird die Berechnungsmethode der optimalen Bauweise mittels
Excel-Programm
ausgearbeitet.
Die
Berechnung
erfolgt
gemäß
ODN 218.046−01. Bei der Berechnung werden folgende Baustoffe verwendet:
101
der
Norm
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
№
1
2
3
Einbauschicht
Asphaltdeckschicht
Asphalttragschicht
Schottertragschicht
4
Unterbau
5
Untergrund
Baumaterial
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Grobkörniger poröser Asphaltbeton
Schotter 40–80 mm aus Lipkinsky-Steingrube
Schotter 40–80 mm aus Simowsky-Steingrube
Schotter aus Kreide mit mineralischer Verfestigung
Schotter-Schlacken
Sandschicht – feiner Sand
Schluff mit erhöhter Dichte Ку = 1,05
Geotextil
Vorabsiebung
Schluff
Die Berechnungen sind für die Feuchtigkeitsklassen I–III ausgeführt. Dabei wird die mögliche Verringerung der Grundfestigkeit aufgrund des hohen Pegels des Grundwassers berücksichtigt.
Die in dieser Arbeit vorgeschlagene Berechnungsmethode der Oberbaukonstruktionen aus
lokalen Baustoffen (mit regionalen Bedingungen der Region Nizhneje Powolzhje) wird im
ANHANG G beschrieben. Im Rahmen der Forschungen wird eine Standardisierung der
typischen Bauweisen aus lokalen Baustoffen vorgenommen. Die Verzeichnisse mit den
Bauweisen werden für die Straßen der Bauklasse V mit niedriger Verkehrsdichte aufgelistet.
Die technisch-wirtschaftliche Prüfung und der Vergleich der Effizienz der Bauweise werden mit Verknüpfung an Klimazonen und Kosten für 1 m2 der Straße ausgeführt (ANHANG H).
Das Ziel der Auswertung ist die Systematisierung der Bauweisen nach Verwendung der
lokalen und alternativen Baustoffe, unter Berücksichtigung der regionalen hydrogeologischen Bedingungen. Dadurch kann man die Verzeichnisse mit den standardisierten
Bauweisen erstellen. Eine solche Art der Standardisierung erleichtert die Auswahl der optimalen Bauweise bei der Projektierung der Straßen in der Region mit ähnlichen Klimaund Baubedingungen. Dabei kann man den Aufwand der Berechnung der Bauweise minimieren.
Bei der Auswertung wird der wirtschaftliche Vergleich der Bauweisen aus lokalen und
alternativen Baustoffen in den unteren Schichten des Oberbaus ausgeführt. Vor allem stellt
102
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
die Möglichkeit der Verwendung solcher Baumaterialien eine Alternative zur klassischen
Aufbauweise dar. Dabei werden die oberen gebundenen Schichten für alle vorgeschlagenen Bauweisen gleichwertig angenommen. Für Berechnungen werden typische Aufbauvarianten für die Straßen der Bauklasse V und Klimazone V verwendet. Die typische Oberbaukonstruktion der Bauklasse V wird generell mit zwei Asphaltschichten, einer ungebundenen Tragschicht aus Schotter und einer Sandschicht (15–20 cm) im Unterbau projektiert
(siehe unten die Konstruktion Nr. 10). Alternativ rechnet man mit einer Schicht aus dem
bitumenverfestigten Schotter im Oberbau anstelle der Asphalttragschicht.
Nach der gültigen Norm ODN 218.046−01 erfolgen die Berechnungen der Bauweisen
grundsätzlich durch die Ermittlung und Prüfung nach elastischer Durchbiegung, der Zugspannung in Konstruktionsschichten als auch nach Scherwiderstand in ungebundenen
Schichten oder im Untergrund des Unterbaus.
Generell wird die berechnete Konstruktion zum Einbau freigegeben, wenn alle Berechnungswerte die minimal zulässige Normengrenze nicht unterschreiten. Dabei ist der Wert
des Oberbau-E-Moduls nach Normen entscheidend. Laut Berechnungskriterien wird die
Dicke des Oberbaus generell über den Wert des Schubwiderstands auf dem Untergrund
bzw. auf dem Unterbau bestimmt. Die Analyse der projektierten und gebauten Oberbaukonstruktionen zeigte, dass bei den Berechnungen der Bauweisen eine ziemlich große Sicherheitsreserve in den Werten der elastischen Durchbiegung und Zugspannung berücksichtigt wird. Bei Oberbaudicke entsteht berechnungsbedingt eine gewisse Überdimensionierung in unteren ungebundenen Schichten.
Für die Planung und den Einbau werden zehn Bauweisen empfohlen. Im Aufbau werden
die lokal verfügbaren Materialien berücksichtigt.
Während der Untersuchung des Oberbaus wurde festgestellt, dass in der Bauweise mit feinem Sand im Unterbau eine hohe Dickenreserve durch die Berechnung der ungebundenen
Schottertragschicht bis 58 cm entsteht.
Für die Region Wolgograd werden die durchschnittlichen Baukosten für typische Bauweise mit einer Schottertragschicht ermittelt. Für jede einzelne alternative Bauweise werden
die Baukosten für eine Einheitsfläche von einem Quadratmeter berechnet und eine mögliche Einsparung dargestellt.
103
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Die alternativen Bauweisen können in der Bauregion unter Berücksichtigung der Verfügbarkeit der lokalen Baumaterialien verwendet werden.
104
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Bauweise Nr. 1
Nr.
1
2
3
4
Material
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Е = 3200 МPа
Grobkörniger poröser Asphaltbeton
Е = 2000 МPа
Tragschicht aus Kreide, mit mineralischer Verfestigung, Е = 200 МPа
Geotextil auf dem verdichteten Untergrund (Schluff) h = 0,5 m
Dicke [сm]
Bauweise
H1
H2
H3
H4
Schichtendicke in cm
Klimazone
IV-а
IV-б
IV-в
V-а
V-б
Schichten
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
Untergrund - Schluff
2. FK
3 FK
5
5
7
7
35
38
1790
1850
5
5
7
7
20
27
1. FK
5
7
32
1738
5
7
15
1560
1700
1896
5
5
5
7
7
7
10
10
10
1254
1254
1254
5
5
5
7
7
7
10
10
10
Quelle von Kreide nicht vorhanden
5
5
5
7
7
7
10
10
10
Quelle von Kreide nicht vorhanden
Bemerkung: Die Bauweisen mit Tragschicht aus Kreide können nur in den Bereichen mit dem ausführlichen Drainagesystem verwendet
werden.
Die Einsparung der Baukosten beträgt 647 Rubel/m2 (~12,9 Euro/m2).
105
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Bauweise Nr. 2
Nr.
3
Material
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Е = 3200 МPа
Grobkörniger poröser Asphaltbeton
Е = 2000 МPа
Schotter 40–80 mm aus Simowsky
Steingrube, Е = 250 МPа
4
Geotextil
1
2
Dicke [сm]
Bauweise
H1
H2
H3
H4
Schichtendicke in cm
Klimazone
IV-а
IV-б
IV-в
V-а
V-б
Schichten
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
1. FK
5
7
36
1954
5
7
31
2554
5
7
10
1182
5
7
10
1581
5
7
10
1465
Untergrund–Schluff
2. FK
5
7
40
2050
5
7
36
2782
5
7
16
1259
5
7
16
1829
5
7
16
1673
Die Einsparung der Baukosten beträgt 910 Rubel/m2 (~18,2 Euro/m2).
106
3 FK
5
7
46
2194
5
7
40
2964
5
7
23
1348
5
7
23
2117
5
7
23
1917
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Bauweise Nr. 3
Nr.
1
Material
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Е = 3200 МPа
2
Grobkörniger poröser Asphaltbeton
Е = 2000 МPа
H2
3
Vorabsiebung 0/45
Е = 260 МPа
H3
4
Dicke [сm]
Bauweise
H1
Vorabsiebung 0/X
Е= 125 MPa mit Unterlage aus
Geotextil
H4
Schichtendicke in cm
Klimazone
IV-а
IV-б
IV-в
V-а
V-б
Schichten
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
1. FK
5
7
23
20
1881
5
7
17
20
2191
5
7
15
1231
5
7
15
1721
5
7
15
1459
Untergrund–Schluff
2. FK
5
7
27
20
1954
5
7
21
20
2305
5
7
22
1318
5
7
22
1979
5
7
22
1618
Die Einsparung der Baukosten beträgt 1003 Rubel/m2 (~20,0 Euro/m2).
107
3 FK
5
7
31
20
2028
5
7
21
20
2304
5
7
30
1414
5
7
30
2273
5
7
30
1800
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Bauweise Nr. 4
Nr.
1
2
3
4
Material
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Е = 3200 МPа
Grobkörniger poröser Asphaltbeton
Е = 2000 МPа
Vorabsiebung 0/X
Е = 125 MPа
Dicke [сm]
Bauweise
H1
H2
H3
Geotextil auf dem überverdichteten
Untergrund (h = 0,5m)
H4
Schichtendicke in cm
Klimazone
IV-а
IV-б
IV-в
V-а
V-б
Schichten
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
1. FK
5
7
27
1586
5
7
12
1481
5
7
10*
1174
5
7
10*
1537
5
7
10*
1345
Untergrund - Schluff
2. FK
5
7
30
1642
5
7
16
1595
5
7
10*
1174
5
7
10*
1537
5
7
10*
1345
3 FK
5
7
38
1789
5
7
22
1765
5
7
10*
1174
5
7
10*
1537
5
7
10*
1345
Bemerkung *–die Schichtdicke der Tragschicht mit Vorabsiebung wurde ohne Siebung angenommen Е = 125 МPа
Die Einsparung der Baukosten beträgt 1367 Rubel/m2 (~27,3 Euro/m2).
108
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Bauweise Nr. 5
Nr.
1
2
3
4
Material
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Е =3200 МPа
Schotter, behandelter mit dem bituminösen Bindemittel Е = 900 МPа
Vorabsiebung 0/45
Е = 260 МPа
Dicke [сm]
Bauweise
H1
H2
H3
Vorabsiebung 0/X
Е = 125 MPa mit Unterlage aus Geotextil
H4
Schichtendicke in cm
Klimazone
IV-а
IV-б
IV-в
V-а
V-б
Schichten
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
1. FK
4
8
18
20
1629
4
8
13
20
1905
4
8
10
1009
4
8
10
1361
4
8
10
1178
Untergrund - Schluff
2. FK
4
8
21
20
1684
4
8
18
20
2050
4
8
15
1069
4
8
15
1545
4
8
15
1292
Die Einsparung der Baukosten beträgt 1320 Rubel/m2 (~26,4 Euro/m2).
109
3 FK
4
8
21
20
1684
4
8
18
20
2050
4
8
20
1129
4
8
20
1729
4
8
20
1406
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Bauweise Nr. 6
Nr.
1
Material
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Е = 3200 МPа
Dicke [сm]
2
Bitumengebundener Schotter Е = 900 МPа
H2
3
Vorabsiebung 0/X Е = 125 MPa
H3
4
Geotextil auf dem Untergrund erhöhter
Verdichtung (h = 0,5 m)
H4
Bauweise
H1
Schichtendicke in cm
Klimazone
IV-а
IV-б
IV-в
V-а
V-б
Schichten
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
1. FK
4
8
30
1481
4
8
14
1369
4
8
10
1009
4
8
10
1361
4
8
10
1178
Untergrund - Schluff
2. FK
4
8
35
1573
4
8
18
1482
4
8
10
1009
4
8
10
1361
4
8
10
1178
Die Einsparung der Baukosten beträgt 1508 Rubel/m2 (~30,2 Euro/m2).
110
3 FK
4
8
40
1665
4
8
25
1681
4
8
10
1009
4
8
10
1361
4
8
10
1178
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Bauweise Nr. 7
Nr.
1
2
3
4
Material
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Е = 3200 МPа
Bitumengebundener Schotter Е = 600 МPа
Vorabsiebung 0/45 Е = 260 MPA
Dicke [сm]
Vorabsiebung 0/X Е = 125 MPa mit Unterlage aus Geotextil, auf dem überverdichteten Untergrund (Schluff) h = 0,5 m
H4
Bauweise
H1
H2
H3
Schichtendicke in cm
Klimazone
IV-а
IV-б
IV-в
V-а
V-б
Schichten
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
1. FK
4
8
14
14
1445
4
8
17
1454
4
8
10
1009
4
8
10
1361
4
8
10
1178
Untergrund - Schluff
2. FK
4
8
14
20
1555
4
8
22
1596
4
8
10
1009
4
8
10
1361
4
8
10
1178
Die Einsparung der Baukosten beträgt 1500 Rubel/m2 (~30,0 Euro/m2).
111
3 FK
4
8
18
22
1665
4
8
24
1653
4
8
10
1009
4
8
10
1361
4
8
10
1178
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Bauweise Nr. 8
Nr.
1
2
3
Material
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Е = 3200 МPа
Bitumengebundener Schotter Е = 600 МPа
RC-Schotter Е = 275 МPа
Dicke [сm]
Bauweise
H1
H2
H3
4
Geotextil auf dem überverdichteten Untergrund (h = 0,5 m)
H4
Schichtendicke in cm
Klimazone
IV-а
IV-б
IV-в
V-а
V-б
Schichten
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
1. FK
4
8
26
1225
4
8
13
1246
4
8
10
857
4
8
10
1149
4
8
10
1062
Untergrund - Schluff
2. FK
4
8
27
1241
4
8
17
1368
4
8
10
857
4
8
10
1149
4
8
10
1062
Die Einsparung der Baukosten beträgt 1692 Rubel/m2 (~33,8 Euro/m2).
112
3 FK
4
8
31
1305
4
8
23
1550
4
8
10
857
4
8
10
1149
4
8
10
1062
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Bauweise Nr. 9
Nr.
1
2
3
4
Material
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Е = 3200 МPа
Dicke [сm]
H1
Bitumengebundener Schotter Е = 600 МPа
Schotter 40–80 mm (sedimentäre Gattung)
aus Lipkinsky Steingrube, E = 260 MPa
Feiner Sand ohne Tonanteile
Е = 100 МPа
Bauweise
H2
H3
H4
Schichtendicke in cm
Klimazone
IV-а
IV-б
IV-в
V-а
V-б
Schichten
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
1. FK
4
8
55
20
2385
4
8
50
20
3347
4
8
45
15
1507
4
8
45
15
3213
4
8
45
15
3558
Untergrund - Schluff
2. FK
4
8
56
20
2409
4
8
52
20
3438
4
8
48
15
1546
4
8
48
15
3337
4
8
48
15
2663
Die Einsparung der Baukosten beträgt 95 Rubel/m2 (~1,9 Euro/m2).
113
3 FK
4
8
58
20
2457
4
8
54
20
3529
4
8
50
15
1571
4
8
50
15
3419
4
8
50
15
2732
Kapitel 4: Empfehlungen zur Projektierung der optimalen Oberbaukonstruktionen
Bauweise Nr. 10 (typische)
Nr.
1
2
3
4
Material
Dicke
[сm]
Feinkörniger dichter Asphaltbeton
Е = 3200 МPа
Grobkörniger hochporöser Asphaltbeton
Е = 2000 МPа
Schotter 40–80 mm aus Lipkinsky Steingrube, E = 260 MPa
Feiner Sand ohne Tonanteile
Е = 100 МPа
Bauweise
H1
H2
H3
H4
Schichtendicke in cm
Klimazone
IV-а
IV-б
IV-в
V-а
V-б
Schichten
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
H1
H2
H3
H4
Kosten in Rubel/m2
1. FK
5
7
55
20
2539
5
7
50
20
3510
5
7
45
15
1667
5
7
45
15
3383
5
7
45
15
2718
Untergrund - Schluff
2. FK
5
7
56
20
2563
5
7
52
20
3601
5
7
48
15
1706
5
7
48
15
3506
5
7
48
15
2822
3 FK
5
7
58
20
2611
5
7
54
20
3692
5
7
50
15
1731
5
7
50
15
3589
5
7
50
15
2892
Der mittlere Preis für den Aufbau des Oberbaus für die Straßen der Bauklasse V beträgt in
der Region Wolgograd 2835 Rubel/m2 (~56,7 Euro/m2).
114
Kapitel 5: Zusammenfassung
5. ZUSAMMENFASSUNG
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Planungs- und Aufbaumethoden der Oberbaukonstruktionen aus lokalen Baustoffen analysiert und bewertet.
Die vor 15–20 Jahren eingeführten Bauvorschriften sind schon sehr veraltet und können im
Straßenbau nicht mehr angewendet werden. Die früher erstellten Bauverzeichnisse sind mit
den Berechnungsmethoden der standardisierten Bauweisen anhand der alten Norm
WSN 46−83 nicht mehr aktuell. Die neue gültige Norm ODN 218.046−01 bietet das allgemeine Berechnungsverfahren unter Berücksichtigung der lokalen Baustoffe und der Recycling-Materialien an. Die Verzeichnisse mit den standardisierten Bauweisen sind in der
gültigen Norm ODN 218.046−01 nicht mehr vorhanden.
Nach der Analyse der aktuellen Planungsverfahren und Berechnungen wurde festgestellt,
dass die Dicke der typischen Oberbaukonstruktionen laut der aktuellen Norm
ODN 218.046−01 im Vergleich zum herkömmlichen Bau um 40–60 % und die Baukosten
um 30–40 % gestiegen sind.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden die möglichen Einsparungen der Baukosten untersucht.
Dies ist durch Verwendung der folgenden lokalen bzw. in der örtlichen Umgebung verfügbaren Materialien möglich:
- lokales Gesteinsmaterial
- Vorabsiebung-Schotter
- RC-Materialien
- verschiedene Polymermaterialien
Im experimentellen Teil der Arbeit wurde die Wirtschaftlichkeit der typischen Bauweisen
in der Region Wolgograd untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Tragfähigkeit des
Untergrundes eine entscheidende Auswirkung auf die Dicke des Oberbaus und dementsprechend auf die gesamten Baukosten hat. Bei dem Aufbau des Oberbaus werden folgende
Maßnahmen
zur
Erhöhung
der
Tragfähigkeit
des
Untergrundes
gemäß
ODN 218.046−01 berücksichtigt: die Überverdichtung des Untergrundes, die Verwendung
des Geotextils im Unterbau, der Ersatz des Lehmbodens durch qualitativ besseren Sand,
115
Kapitel 5: Zusammenfassung
die Verbesserung und die Verfestigung der Banketten. Bei der Berechnung der Plankosten
ist es sinnvoll, die Maßnahmen zur Reduzierung der Dicke des Oberbaus zu berücksichtigen. Zu erwähnen ist, dass sich die Bodenart und der Bodenwassergehalt direkt auf die
Tragfähigkeit des Untergrundes auswirken.
Zur Optimierung der Bauweisen wurde die Abhängigkeit der physikalischen und mechanischen Eigenschaften des lehmhaltigen Bodens vom Wassergehalt untersucht. Dabei wurde
eine Methode zur Berechnung des regional bezogenen rechnerischen Wassergehaltes und
der Druckfestigkeit der Böden in der Region Nizhneje Powolzhje ausgearbeitet. Als Ergebnis der Untersuchungen wurde ein Verfahren für die Ermittlung der Festigkeitswerte
für die Straßen der Südregionen unter Berücksichtigung der klimatischen Bedingungen
empfohlen.
Nach den vorgenommenen Forschungen in dieser Arbeit wurde festgestellt, dass die Ermittlung des rechnerischen Bodenwassergehaltes anhand der Wetterdienstdaten optimal ist.
Die Berechnung erfolgt nach Ermittlung des natürlichen Bodenwassergehaltes. Für die
Ermittlung des regional bezogenen rechnerischen Bodenwassergehaltes im Unterbau wurde ein Berechnungsverfahren anhand der Wetterdienstdaten hinsichtlich der Temperatur,
der Luftfeuchtigkeit und der Niederschlagsmengen empfohlen.
Durch die Überverdichtung des Untergrundes kann man die Tragfähigkeit des ganzen
Oberbaus und dadurch entsprechend die Wirtschaftlichkeit und Nutzungsdauer der Straße
erhöhen. Das Verformungsmodul auf dem Untergrund / Unterbau kann man auf 98 MPa
erhöhen und dadurch die Schichtdicke der Schotterschicht um 10 % reduzieren. Die Anwendung dieses Verfahrens ist für die Straßen der Bauklassen Ic–IIc, IV und mit der
Feuchtigkeitsklasse I zu empfehlen.
Im Rahmen der Forschungen wurde die Möglichkeit der Verwendung solcher Baustoffe
wie Kreide im Unterbau untersucht. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass die Verwendung dieses Baumaterials in Bauweise der Bauklassen IV–V mit Feuchtigkeitsklasse I
möglich ist. Der rechnerische Wert des Schicht-E-Moduls auf die Tragschicht aus Kreide
beträgt 180–200 MPa. Um die Festigkeit der Kreidetragschicht zu gewährleisten, muss
diese vor überflüssiger Befeuchtung geschützt werden. Beim Einbau der Kreidetragschicht muss man das Niveau des Grundwassers und die Entwässerungsmaßnahmen berücksichtigen.
116
Kapitel 5: Zusammenfassung
In vorliegender Dissertation wurde die Wirtschaftlichkeit der Oberbaukonstruktionen untersucht. Dabei wurden die Methoden zur Ermittlung der pauschalisierten Plankosten für
den Vergleich der projektierten gleichwertigen Bauweisen optimiert.
Als eines der Forschungsergebnisse dieser Arbeit wurden die Empfehlungen zu Projektierung und Berechnung der optimalen Bauweisen aus lokalen Baustoffen ausgearbeitet. Als
Ergebnis der wissenschaftlichen Untersuchungen dieser Arbeit wurde die Aufteilung der
Region nach diversen Baubedingungen vorgenommen und grafisch dargestellt:
-
die Aufteilung der Region Wolgograd nach dem rechnerischen Bodenwassergehalt
im Untergrund / Unterbau sowie
-
nach der Verfügbarkeit lokaler Baustoffe inklusive der grafischen Darstellung der
Lage von Steingruben und Einflusszonen auf die Lieferwege.
Die grafische Darstellung der Lage von Steingruben und Einflusszonen unterstützt dabei
die Bewertung über die Wirtschaftlichkeit logistischer Wege für Baumaterialien in den
untersuchten Regionen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden die typischen Bauweisen aus lokalen Baustoffen für die
Region Wolgograd standardisiert. Die Bauweisen wurden für die Straßen der Bauklasse V
mit niedriger Verkehrsdichte erfasst und die mittleren Baukosten sowie die Einsparungen
im Vergleich zu der typischen Bauweise ermittelt.
Die in dieser Arbeit ausgearbeiteten Empfehlungen und Methoden reduzieren Baukosten
für die beschriebenen Bauweisen bei den Straßen der Bauklassen mit niedriger Verkehrsdichte erheblich.
117
Kapitel 5: Zusammenfassung
118
Kapitel 6: Verzeichnisse
6. VERZEICHNISSE
6.1. Literaturverzeichnis
ANTONOV 1979
Antonov, A.: Wirtschaftlichkeit des Straßenbaus, Verlag Transport, Seite 317, Moskau 1979.
Экономика дорожного строительства: учебник, А. М. Антонов [и др.], М.: Транспорт
1979, 317 с.
ALEKSIKOV 1984
Aleksikov, S.: Einrichtung des Erdkörpers aus dem Grund erhöhter Feuchtigkeit mit der
natürlichen Trocknung, Seite 262, Omsk 1984.
Сооружение земляного полотна автомобильных дорог из грунтов повышенной
влажности с их естественным просушиванием, Алексиков С. В., Омск 1984, 262 с.
AUTOSTRASSEN 1988
Verwendung der schwachen Kalksteine ohne zusätzlicher Verfestigung, Verlag Autostraßen,
Seite 124, Moskau 1988.
Обзорная информация. «Автомобильные дороги.
Применение в дорожном строительстве малопрочных известняков без укрепления». М. :
1988, 124 с.
BIRULYA 1951
Birulya, A., Birulya, W., Nositsch, I.: Tragfähigkeit des Untergrundes in Steppen-Gebiete,
Seite 174, Moskau 1951.
Бируля А. К., Бируля В. И., Носич И. А. Устойчивость грунтов дорожного полотна в
степных районах, М.: Дориздат 1951, 174 с.
BIRULYA 1955
Birulya, L.: Straßen aus lokalen Baustoffen, Seite 120, Moskau 1955.
Бируля Л. К. Дороги из местных материалов, М.: Транспорт 1955, 120 с.
119
Kapitel 6: Verzeichnisse
BOJKO 1982
Bojko, W.: Projektierung der Straßenkonstruktionen anhand SUBD, Lehrbuch Finanzen
und Statistik, Seite 174, Moskau 1982.
Бойко
В.
В.,
Савинков
В.
М.
Проектирование
информационной
базы
автоматизированной системы на основе СУБД, М.: Финансы и статистика 1982, 174 с.
BONDARIK 1971
Bondarik, G.: Grundlagen der Theorie der Veränderlichkeit von geologischen Eigenschaften der Berggattungen, Seite 134, Nedra 1971.
Бондарик Г. К. Основы теории изменчивости инженерно-геологических свойств горных
пород, М.: Недра 1971, 134 с.
BUKHTIYAROW 2000
Bukhtiyarow, A.: Optimierung der Bauweisen aus lokalen Baustoffen, Seite 23, Voronezh
2000.
Бухтояров А. В. Оптимизация проектирования дорожных одежд нежесткого типа на
основе местных дорожно-строительных материалов, Автореферат диссертации, Воронеж
2000, 23 с.
CHWANOW 2006
Chwanow, W.: Analyse der Faktoren für Unfallwahrscheinlichkeit auf der Autostraßen in
Russland, Straßen und Brücken, Heft 16/2 Rosdornii, Seiten 43–60, Moskau 2006.
Чванов В. В. Системный анализ факторов, способствующих дорожной аварийности в
Российской Федерации, Дороги и мосты, М.: ФГУП Росдорнии 2006. вып. 16/2, c. 4360.
DAGAEV 1991
Dagaev, B.: Automatisierung der Berechnung der Straßenkonstruktionen aus lokalen Baustoffen, Verlag Nr. 11 Straßenbau, Seiten 16–17, Moskau 1991.
Дагаев Б. И. Автоматизация расчета дорожных одежд из местных материалов,
Автомобильные дороги 1991, № 11, c. 16–17.
DAGAEV 1985
Dagaev, B.: Verwendung der schwachen Kalksteine beim Bau der Stadtstraßen, Verlag Nr.
9 Straßenbau, Seite 18, Moskau 1985.
120
Kapitel 6: Verzeichnisse
Дагаев
Б.
И.
Использование
малопрочных
известняков
на
строительстве
внутрихозяйственных дорог, Автомобильные дороги 1985, №9, 18 с.
DAGAEV 1988
Dagaev, B.: Tragschicht aus schwachen Kalksteinen, Seite 89, Moskau 1988.
Дагаев Б. И. Основания дорожных одежд из малопрочных известняков, М.: Транспорт,
1988, 89 с.
DOROZHKIN 2003
Dorozhkin, W.: Preisbildung und Bestimmung der Kosten im Bau, Seite 328, Voronezh
2003.
Дорожкин В. Р. Ценообразование и управление стоимостью в строительстве, Воронеж
2003, 328 с.
DIN EN 13242
Gesteinskörnungen für ungebundene und hydraulisch gebundene Gemische für den Ingenieur- und Straßenbau; Deutsche Fassung EN 13242:2013, Seite 7
DUHOWNIY 1981
Duhowniy, I.: Verwendung der schwachen Gesteinsmaterialien im Straßenbau, Heft Sousdornii, Seiten 120–123, Moskau 1981.
Духовный И. 3. Применение местных малопрочных каменных материалов в
строительстве автомобильных дорог, труды Союздорнии. М.: 1981, c. 120–123.
ETL 1990
Empfohlene technische Lösungen im Straßenbau, Seite 103, Moskau 1990.
Альбом
рекомендуемых
технических
решений
для применения
в
дорожном
строительстве, Росагропромдорпроект 1990, 103 с.
EFSBJ Nr.7 2003
Entwicklungsprogramm für Straßenbau bis Jahr 2025, Verlag Nr. 7 Autostraßen, Seiten
10–15, Moskau 2003.
Концепция национальной программы развития дорожной отрасли до 2025 года,
Автомобильные дороги 2003, № 7, с. 10-15.
121
Kapitel 6: Verzeichnisse
ERMOLAEV 1976
Ermolaew, N.; Mikheew, W.: Tragfähigkeit der Konstruktionen, Heft Stroyisdat, Seite 152,
Leningrad 1976.
Ермолаев Н. Н., Михеев В. В. Надежность оснований сооружений. Л: Стройиздат
1976, 152 с.
EFIMENKO 2001
Efimenko, W.: Verfahren zum Gebietsaufteilung gemäß den Straßenbaubedingungen in
Sibirien, Vortrag zum wissenschaftlichen Seminar „Probleme des Straßenbaues in Russland und Kasachstan“, Seiten 12–15, Omsk 2001.
Ефименко В. Н. Принципы дорожно-климатического районирования территории
Западной
Сибири,
Тезисы
докладов
международной
научно-практической
конференции «Проблемы автомобильных дорог России и Казахстана», Омск 2001, с.
12-15.
FGSV
Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Arbeitspapier Tragfähigkeit, Teil
A Messsysteme, Seiten 7-8, Köln 2013.
FGSV 924
Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Arbeitsgruppe „Sonderaufgaben“, FGSV Verlag, Köln – FGSV 924, Begriffsbestimmungen – Teil: Straßenbautechnik,
Seite 42, 139, Ausgabe 1990
FEDOTOW 1986
Fedotow, G.: Automatisierte Projektierung der Bauweisen, Verlag Transport, Seite 317,
Moskau 1986.
Федотов Г. А. Автоматизированное проектирование автомобильных дорог, М. :
Транспорт 1986, 317 с.
GASILOW 1999
Gasiolow, W., Owsyanikow, A.: Preisbildung im Straßenbau, Seite 64, Informavtodor,
Moskau 1999.
122
Kapitel 6: Verzeichnisse
Гасилов В. В., Овсянников А. С. Ценообразование в дорожной отрасли и его
программная реализация. Информационный центр по автомобильным дорогам, М.:
Информавтодор 1999, 64 с.
GIPRODORNII 1979
Empfehlungen zur Qualitätserhöhung des Erdbauwerks durch die Bewehrung mit synthetischen Materialien, Verlag Giprodornii, Seite 28, Moskau 1979.
Рекомендации по повышению качества земляного полотна путем армирования
синтетическими материалами, М.: Гипродорнии 1979. 28 с.
GOLDSTEIN 1973
Goldstein, M.: Mechanische Eigenschaften der Böden, Seite 213, Stroyisdat 1973.
Гольдштейн М. Н. Механические свойства грунтов. М., Стройиздат, 1973, 213 с.
GOST 9128−98
Asphaltmischgut für Straßen- und Flughafenbau, GOST 9128-98, Verlag: Technische Angaben, Seite 26, Moskau 1998.
ГОСТ 9128−98. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.
Технические условия, М.: Изд-во стандартов 1998, 26 с.
GP ZPP 1994
Preisbildung der Bauarbeiten , GP ZPP, Seite 80, Moskau 1994.
Порядок определения стоимости строительства и свободных (договорных) цен на
строительную продукцию в условиях развития рыночных отношений. М.: ГП ЦПП
1994, 80 с.
GP ROSDORNII 1995
Durchführung der typischen Untersuchungen, GP Rosdornii, Seite 39, Wolgograd 1995.
Проведение
штамповых
испытаний.
ГП
Росдорнии.
Волгоградский
центр,
Волгоград, 1995, 39 с.
GP ROSDORNII 2000
Technische Anforderungen an Vorabsiebung aus weichen Baustoffen in Straßen der Bauklassen IV–V, Verlag GP „Rosdornii“, Seite 74, Wolgograd 2000.
Разработка проекта технических условий на отсевы щебня из малопрочных
материалов для устройства основания на дорогах IV-V технических категорий,
123
Kapitel 6: Verzeichnisse
Волгоградский центр ГП «Росдорнии», Волгоград 2000. 74 с.
GURYACHKOW 1964
Guryachkow, I.: Grundverfestigung mit Zement und Asche, Verlag Baustoffe, Seite 125,
Tiflisi 1964.
Гурячков И. Л. Укрепление грунтов цементом с добавкой золы уноса или
золошлаковой смеси, Материалы IV Всесоюзного совещания по закреплению и
уплотнению грунтов. Тбилиси: Тбил. инж.-строит. ин-т 1964, 125 с.
HPO ROSDORNII 1989
Ermittlung der Festigkeitseigenschaften der Bauweise für die Kamyschinsky–Region, HPO
Rosdornii, Seite 15, Wolgograd 1989.
Определение прочностных характеристик конструктивных слоев дорожных одежд
на автомобильных
дорогах
Камышинского района Волгоградской
области,
Волгоград: НПО Росдорнии 1989. 15 с.
KANISCHEW 1957
Kanischew, P.: Lokale Baustoffe, Technisches Institut, Seite 176, Kursk 1957.
Канищев П. М. Местные строительные материалы, Курск, Курский политехн. ин-т 1957,
176 с.
KORSUNSKIY 1974
Korsunskiy, M.: Technisch-wirtschaftliche Begründung der Straßenkonstruktionen, Verlag
Transport, Seite 96, Moskau 1974.
Корсунский М. Б. Технико-экономическое обоснование конструкций дорожных одежд.
М. : Транспорт 1974, 96 с.
KRETOW 1999
Kretow, W.: Verkehrsinfrastruktur aus lokalen Baustoffen im Ölbetrieb in Westsibirien,
Seite 176, Moskau 1999.
Кретов В. А. Технологические дороги нефтегазового комплекса Западной Сибири из
местных материалов, М.: 1999, 176 с.
KOLOMENSKY 1972
Kolomensky, N.: Verfahren der geologischen Untersuchungen, Seite 67, Nedra 1972.
124
Kapitel 6: Verzeichnisse
Коломенский Н.В. Общая методика инженерно-геологических исследований. М.: Недра
1972. 67 с.
KUZNEZOV 1999
Kusnezov, W., Aleksikov, S.: Wirtschaftliche Begründung der Projektentscheidungen für
Bau, Renovierung und Erhaltung der Straßen, Seite 105, Wolgograd 1999.
Кузнецов В. Н., Алексиков С. В. Экономическое обоснование проектных решений при
строительстве, реконструкции и эксплуатации автомобильных дорог, Волгоград 1999,
105 с.
MALEWANNIY 1973
Malewanniy, W.: Tragschichten und Straßendecken aus schwachen Kalksteinen, Verlag
Transport, Seite 110, Moskau 1973.
Малеванный В. В. Дорожные основания и покрытия из малопрочных известняков. М.:
Транспорт 1973, 110с.
MASLOW 1961
Maslow, N.: Grundlagen der Grundmechanik in der Geologie, Verlag Avtotrasisdat, Seite 123,
Moskau 1961.
Маслов Н. Н. Основы механики грунтов в инженерной геологии, М.: Автотрансиздат
1961, 123 с.
MESENZEW 1976
Mesenzew, W.: Berechnung der Feuchtigkeitsbilanz, Seite 75, Omsk 1976.
Мезенцев В. С. Расчеты водного баланса, Омск 1976, 75 с.
NAUMOW 1983
Naumow, B.: Optimierung der Projektierung des Oberbaus, Verlag Nr. 11 Autostraßen,
Seiten 12–14, Moskau 1983.
Наумов Б. Н. Оптимизационный метод проектирования дорожных одежд нежесткого
типа, Автомобильные дороги, 1983 № 11, c. 12-14.
NEKRASOW 1964
Nekrasow, W.: Verwendung der Industrieabfälle und Schlacken im Straßenbau, Verlag MADI,
Seiten 21–22, Moskau 1964.
125
Kapitel 6: Verzeichnisse
Некрасов В. К. Использование побочных продуктов и отходов промышленности в
дорожном строительстве, М.: МАДИ 1964, с. 21-22.
ОDN 218.046–01
Normen für Straßenbau, Projektierung der Straßenkonstruktionen, Seite 56, Moskau 2001.
ОДН 218.046–01. Отраслевые дорожные нормы. Проектирование дорожных одежд,
М.: 2001, 56 с.
ОDN 218.1.052–2002
Normen für Straßenbau, Bewertung der Tragfähigkeit der Oberbaukonstruktionen, Seite 7,
Moskau 2002.
ОДН 218.1.052–2002. Отраслевые дорожные нормы. Оценка прочности нежестких
дорожных одежд, М.: 2002, 7 с.
PLATONOV 1985
Platonov, G.: Budgetermittlung im Straßenbau, Verlag Transport, Seite 256, Moskau 1985.
Платонов Г. А. Сметы в дорожном строительстве: учебник. М.: Транспорт 1985, 256
с.
Р-03112199-0502-00
Rahmenmethodik für Bewertung der wirtschaftlichen Schäden im Zusammenhang mit den
Straßenunfällen, Р-03112199-0502-00, WNIIAT, Seite 23, Moskau 2000.
Методика оценки и расчета нормативов социально-экономического ущерба от
дорожно-транспортных происшествий, М. : ВНИИАТ 2000, 23 c.
RESWANZEW 1993
Reswanzew, W.: Verzeichnis von Straßenkonstruktionen aus lokalen Baustoffen zentral
Russlands, Seite 172, Voronezh 1993.
Атлас конструкций нежестких дорожных одежд на местных материалах ЦентральноЧерноземных областей, В. И. Резванцев [и др.], Воронеж : Воронеж, инж.-строит. ин-т,
1993, 172 с.
RESWANZEW 1989
Reswanzew, W.: Verzeichnis der Gesteinsmaterialien und Werkreste in der Kursk–Region,
Minavtodor RSFSR, Seite 74, Moskau 1989.
126
Kapitel 6: Verzeichnisse
Каталог каменных материалов и отходов промышленности для дорожного строительства
Курской области с примерами конструкций дорожных одежд, В. И. Резванцев [и др.], М.:
Минавтодор РСФСР 1989, 74 с.
RStO 12
Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen, Ausgabe 12, Seiten 7, 9., Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V., Köln 2012
RAHMENMETHODIK 1965
Rahmenmethodik für Tragschichten aus bindigen Böden, verfestigt mit dem mineralischen
oder organischen Bindemittel und mit Zumischung von Industrieabfällen, Seite 48, Moskau 1965.
Методические рекомендации по строительству оснований дорожных одежд с
использованием связных грунтов укрепленных минеральными или органическими
вяжущими с добавками ПАВ и промышленных отходов. М.: 1965, 48 с.
RESWANZEW 1972
Reswanzew, W.: Untersuchung der emulgierten Gemische aus örtlichen Kalksteinen und
granulierten Schlacken, Dissertation, Seite 35, Saratow 1972.
Резванцев В. И. Исследование эмульсионных смесей из местных малопрочных
известняков и гранулированного шлака: Автореферат диссертации Саратов 1972,
35 с.
RESWANZEW 2003
Reswanzew, W., Bukhtijarow, A.: Bauweisen aus lokalen Baustoffen, Optimierung der
Projektierung, Seite 120, Voronezh 2003.
Резванцев В. И., Бухтояров А. В. Дорожные одежды из местных материалов:
Оптимизация проектирования, Воронеж 2003, 120 с.
ROSAWTODOR 2008
Statistische Daten des Verkehrs auf den Autobahnen Russlands, Verlag Rosawtodor, Seite
218, Moskau 2008.
Федеральные дороги России. Транспортно-эксплуатационные качества и безопасность
дорожного движения: статистический аналитический сборник, М.: РОСАВТОДОР
2008, 218 с.
127
Kapitel 6: Verzeichnisse
ROSDORNII 1993
Ermittlung des Verformungsmoduls in der Straßenkonstruktion auf der Autostraße Rechensky – Upornikowsky, Rosdornii, Seite 8, Wolgograd 1993.
Определение модулей упругости конструктивных слоев оснований и покрытий
дорожной одежды на автодороге Реченский – Упорниковский, Шифр 2.ОП-54.
Волгоградский центр «Росдорнии», Волгоград 1993, 8 с.
ROSDORNII 1987
Ausarbeitung der Empfehlungen zur Verwendung der Vorabsiebung aus Karbonatgattung
in Steingruben des Gebiets Wolgograd, Heft W.Z.GP. „Rosdornii“ Nr. 1-24-MM-90, Seite
25, Wolgograd 1987.
Разработка предложений по применению отсевов дробления карбонатных пород
карьеров Волгоградского карьероуправления, В.Ц.ГП. «РосдорНИИ» шифр 1-24-ММ90. Волгоград 1987. 25 с.
RUWINSKY 1982
Ruwinsky, W.: Optimale Bauweisen anhand der Kontrolle der Wasser-Wärme-Regime,
Verlag Transport, Seite 166, Moskau 1982.
Рувинский В. И. Оптимальные конструкции земляного полотна (на основе
регулирования вводно-теплового режима), М.: Транспорт 1982, 166 с.
SIDENKO 1973
Sidenko, W.: Entwicklung der Projektierungsverfahren im Straßenbau, Seite 278, Kiew
1973.
Автомобильные дорог, Совершенствование методов проектирования и строительства, В.
М. Сиденко [и др.], Киев 1973, 278 с.
SLAWUZKY 1987
Slawuzky, S.: Landstraßen, Kapitel Transport, Seite 207, Moskau 1987.
Автомобильные дороги районного агропромышленного комплекса, А. К.Славуцкий [и
др.], М.: Транспорт 1987, 207 с.
SOLOTAR 1981
Solotar, I.: Straßenbau in Nordregionen, Kapitel Transport, Seite 247, Moskau 1981.
Автомобильные дороги Севера, И. А.Золотаря [и др.], М.: Транспорт 1981, 247 с.
128
Kapitel 6: Verzeichnisse
SLAWUZKY 1967
Slawuzky, A.: Straßen aus lokalen Baustoffen, Lehrbuch Straßenbau, Seite 223, Moskau 1967.
Автомобильные дороги. Одежды из местных материалов, А. К.Славуцкий [и др.], М. :
Транспорт 1967, 223 с.
SALWUZKY 1987
Slawuzky, A. Straßenkörper aus lokalen Baustoffen, Lehrbuch Straßenbau, Seite 255,
Moskau 1987.
Автомобильные дороги: Одежды из местных материалов: учеб. Пособие, А.
К.Славуцкий [и др.], М. : Транспорт 1987, 255 с.
SOLOTAR 1971
Solotar, I.: Wasser–Wärme–Regime im Erdbau von Straßenkörpern, Verlag Transport,
Seite 416, Moskau 1971.
Водно-тепловой режим земляного полотна и дорожных одежд, И. А.Золотарь [и др.], М.,
Транспорт 1971, 416 с
SOUSDORNII 1979
Rahmenmethodik für Erhöhung der Festigkeit der Böden im Dürregebiet von Kazakhstan,
Sousdornii, Seite 24, Moskau 1979.
Методические рекомендации по повышению прочности грунтов земляного полотна
автомобильных дорог в засушливых районах Казахстана, М.: Союздорнии 1979, 24 с.
SLAWUZKY 1977
Slawuzky, A.: Bauweisen aus lokalen Baustoffen, Seite 264, Moskau 1977.
Дорожные одежды из местных материалов, Славуцкого А. К. [и др.], М.: Транспорт
1977, 264 с.
SOUSDORNII 1988
Rahmenmethodik zur Automatisierung der Berechnung der Oberbaukonstruktionen, Sousdornii, Seite 73, Moskau 1988.
Методические рекомендации по автоматизации расчетов дорожных одежд нежесткого
типа, М.: Союздорнии 1988, 73 с.
129
Kapitel 6: Verzeichnisse
SAMODUROW 1979
Samodurow, S.: Verwendung der lokalen Baustoffe und Industrieabfälle im Straßenbau,
Lehrbuch Nr. 3, Voronezh TU, Seite 136, Voronezh 1979.
Применение местных материалов и отходов промышленности в дорожном
строительстве: межвузовский сборник трудов, С. И. Самодуров [и др.], Воронеж:
Воронеж. гос. ун-т 1979. Вып. 3, 136 с.
SAPR–AD 1987
Projekt: Software für Projektierung gemäß ARM-S (PPP 6A.1). Softwareprogramme für Projektierung der Straßenkonstruktionen SAPR, Giprodornii, Seite 324, Moskau 1987.
Рабочий проект: Пакет прикладных программ по проектированию дорожных одежд
нежесткого типа с использованием вычислительного комплекса АРМ–С (ППП 6А.1)
САПР–АД. Т. 1: Комплекс программ по проектированию дорожных одежд нежесткого
типа. М. : Гипродорнии 1987, 324 с.
SARATOWSKY TU 1972
Optimale Bauweise aus lokalen Baustoffen, Heft Nr. 21 Saratowsky TU, Seite 135, Saratow
1972.
Рациональные конструкции дорожных одежд из местных материалов, Выпуск 21
Саратовский политехнический институт, Саратов 1972. 135 с.
SAMODUROW 1975
Samodurow, S.: Granulierte Eisenwerkschlacken und Schlacken im Straßenbau, Heft
Woronezh TU, Seite 120, Voronezh 1975.
Самодуров С. И. Гранулированные доменные шлаки и шлако-пемзовые пески в
дорожном строительстве, Воронеж: Воронеж. гос. ун-т 1975, 120 с.
SCHELOPAEV 1976
Schelopaev, E.: Ermittlung der Wasser-Wärme-Regime im Straßenkörper, Verlag KPI, Seite
61, Krasnoyarsk 1976.
Шелопаев Е. И. Методы расчета водно-теплового режима земляного полотна и
дорожных одежд, Красноярск: КПИ 1976, 61 с.
130
Kapitel 6: Verzeichnisse
SIDENKO 1962
Sidenko, V.: Berechnung und Kontrolle der Wasser-Wärme-Regime im Oberbau, Verlag
Awtotransisdat, Seite 152, Moskau 1962.
Сиденко В. М. Расчет и регулирование вводно-теплового режима дорожных одежд и
земляного полотна, М.: Автотрансиздат 1962, 152 с.
SIDENKO 1976
Sidenko, V., Mikhewitsch, S.: Erhaltung der Straßen, Verlag Transport, Seite 288, Moskau
1976.
Сиденко В. М., Михович С. И. Эксплуатация автомобильных дорог. М.: Транспорт
1976, 288 с.
SIDENKO 1981
Sidenko, V., Rokas, S.: Qualitätskontrolle im Straßenbau, Verlag Transport, Seite 256,
Moskau 1981.
Сиденко В. М., Рокас С. Ю. Управление качеством в дорожном строительстве, М. :
Транспорт 1981, 256 с.
SIDENKO 1994
Sidenko, V., Batrakow, O., Pokutnew, J.: Oberbau mit den dampfhydroisolierten Schichten, Verlag Transport, Seite 144, Moskau 1994.
Сиденко В. М., Батраков О. Т., Покутнев Ю. А. Дорожные одежды с
парогидроизоляционными слоями, М.: Транспорт 1894, 144 с.
SITNIKOW 1996
Sitnikow, S., Glibowizkiy, J.: Datenverzeichnis für Projektierung der Oberbaukonstruktionen, Wissenschaftliche Vorträge 34–35, Khabarowsk TU, Seite 8, Khabarowsk 1996.
Ситников С. Г., Глибовицкий Ю. С. Информационная система для конструирования
дорожных одежд, Тез. докл. 34 и 35 науч.-техн. конф. студ. и аспирантов ХГТУ.
Хабаровск 1996, с. 8.
SOUSDORNII 1990
Empfehlungen zum Einbau der Straßentragschichten aus Kreide mit Verfahren „Mineralbeton“, Verlag Sousdornii Kasachstan, Seite 16, Almaty 1990.
131
Kapitel 6: Verzeichnisse
Рекомендации по устройству дорожных оснований из мела типа «минеральный
бетон», Казфилиал СоюздорНИИ, Алма-Ата 1990, 16 с.
TECHNISCHE ANLEITUNG Nr. 6-94
Ermittlung der Festigkeitseigenschaften der Straßenkonstruktion auf der Autostraße Rechensky – Upornikowsky in der Nehaewsky–Region, Heft IV Nr 6–94, Archiv 10, Seite 4,
Wolgograd 1994.
Определение прочностных характеристик дорожных одежд на автодороге Реченский
– Упорниковский в Нехаевском районе Волгоградской области, Шифр 6-94 IV
Арх.10, Волгоград 1994, 4 с.
TELJAEV 1988
Teljaev. P.: Projektierung der Straßenkonstruktionen, Straßenbau, Verlag Nr. 9, Seiten 13–
14, Moskau 1988.
Автоматизация проектирования дорожных одежд, П. И. Теляев, Автомобильные дороги.
1988. № 9. c. 13–14.
TRANSPORT 1999
Ablauf der Projektabwicklung, Freigabe von Behörden der Projektplanung im Straßenbau,
Verlag Transport, Seite 56, Moskau 1999.
Порядок разработки, согласования и утверждения проектной документации для
дорожных работ, финансируемых из Федерального дорожного фонда, М.:
Транспорт, 1999, 56 с.
TU VORONEZH 1964
Geologie und Bodenschätze in Zentralrussland, Technische Universität Voronezh, Verlag
Forum Geologie, Seite 80, Voronezh 1964.
Геология
и
полезные
ископаемые
центрально-черноземных
областей:
Труды
межобластного геологического совещания. Воронеж: Воронеж, гос. ун-т 1964, 80 с.
TULAEV 1986
Tulaev, A.: Bauweisen mit Verwendung der Schlacken, Seite 221, Moskau 1986.
Дорожные одежды с использованием шлаков, А. Я. Тулаев [и др.], М.: Транспорт 1986,
221 с.
132
Kapitel 6: Verzeichnisse
TULAEW 1977
Tulaew, A.: Projektierung der optimalen Bauweisen, Verlag Transport, Seite 117, Moskau
1977.
Проектирование оптимальных нежестких дорожных одежд, А. Я. Тулаев [и др.], М. :
Транспорт 1977, 117 с.
ТU 5711-001-03436071-97
Gemische aus Kreide für den Einbau der Tragschichten, VoglGASA, Seite 15, Wolgograd
1997.
Смеси из мела для устройства слоев оснований автомобильных дорог. Волгоград :
ВолГАСА, 1997. 15 с.
WSN 39–79
WSN 39–79, Technische Anweisungen für Verfestigung der Randstreifen, Seite 47, 1980.
ВСН 39-79 Технические указания по укреплению обочин автомобильных дорог, М.,
Транспорт, 1980, 47 с.
WSN 184–75
WSN 184–75, Technische Anweisungen für den Einbau der ungebundenen Tragschichten
aus Gesteinsmaterialien, Moskau 1975.
ВСН 184–75 Технические указания по устройству оснований дорожных одежд из
каменных материалов, не укрепленных и укрепленных неорганическими вяжущими,
М., Транспорт 1975
WSN–GEOTEXTIL 1995
WSN, Verwendung des Geotextils im Straßenbau, Seite 56, Moskau 1995.
ВСН, Применение синтетических материалов при строительстве нежестких дорожных
одежд автомобильных дорог, М., 1995, 56 с.
WYASGIN 1989
Wyasgin, W., Fedorow, W.: Mathematische Methode für die automatisierte Projektierung,
Seite 184, Moskau 1989.
Вязгин В. А., Федоров В. В. Математические методы автоматизированного
проектирования: учеб. Пособие, М.: Высшая школа 1989, 184 с.
133
Kapitel 6: Verzeichnisse
WSN 46–83
Hinweise zur Projektierung der Straßenkonstruktionen anhand WSN 46–83, Verlag Transport, Seite 157, Moskau 1985.
Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа, ВСН 46–83, М.:
Транспорт 1985, 157 с.
WSN 21–83
Hinweise zur Ermittlung der Baukosten und Erhaltungskosten der Autostraßen, WSN 21–
83, Seite 125, Moskau 1985.
Указания по определению экономической эффективности капитальных вложений в
строительство и реконструкцию автомобильных дорог. ВСН 21-83. М. : Транспорт,
1985. 125 с.
WORONEZH ZZC 1998
Preisbildung im Straßenbau, Verlag Nr. 7 Voronezh ZZC, Seite 90, Voronezh 1998.
Цены в строительстве. Воронеж: ЦЦС 1998, № 7, 90 с.
134
Kapitel 6: Verzeichnisse
6.2. Abbildungsverzeichnis
ABB. 1: BENKELMAN-BALKEN [FGSV] .................................................................................................... 6
ABB. 2: SCHEMATISCHE DARSTELLUNG DES BENKELMAN-BALKENS (DRAUFSICHT) [FGSV] 6
ABB. 3: SCHEMATISCHE DARSTELLUNG DES MESSPRINZIPS UND DER EINFLUSSLINIE BEI
MESSUNGEN MIT DEM BENKELMAN-BALKEN [FGSV] .............................................................. 7
ABB. 1-1: REGION WOLGOGRAD ............................................................................................................. 13
ABB. 2-1: BEISPIEL DER BELASTUNG DES KFZ-REIFENS AUF DEN OBERBAU [ODN 218.046−01]
............................................................................................................................................................... 20
ABB. 2-2: BEISPIEL DER SPANNUNGSVERTEILUNG IN SCHICHTEN DER
STRAßENKONSTRUKTION [ODN 218.046−01] .............................................................................. 20
ABB. 2-3: BAUWEISE MIT VORABSIEBUNG 0/10 IN UNGEBUNDENER TRAGSCHICHT ............... 29
ABB. 2-4: BAUWEISE MIT AUS VORABSIEBUNG 0/X IN UNGEBUNDENER TRAGSCHICHT ....... 30
ABB. 2-5: BAUWEISE AUS VORABSIEBUNG FÜR FEUCHTIGKEITSKLASSE I, AUF DEM
UNTERGRUND AUS LEHM-SAND-GEMISCH ............................................................................... 31
ABB. 2-6: BAUWEISE AUS DER VORABSIEBUNG FÜR FEUCHTIGKEITSKLASSE II AUF DER
KAPILLARBRECHENDEN SCHICHT ............................................................................................... 31
ABB. 2-7: BAUWEISE AUS DER VORABSIEBUNG FÜR DAS GEBIET DER
FEUCHTIGKEITSKLASSE II MIT SANDSCHICHT IM UNTERGRUND....................................... 32
ABB. 2-8: BEDARF AN BAUMATERIALIEN FÜR STRAßENBAU IN DER REGION WOLGOGRAD 33
ABB. 2-9: GESTEINSVORRÄTE IN DER REGION WOLGOGRAD ......................................................... 34
ABB. 2-10: STAFFELBILD DER SCHOTTERFESTIGKEIT (LIPKINSKY- UND FROLOWSKYSTEINGRUBEN) .................................................................................................................................. 35
ABB. 2-11: VORRATSMENGE NACH FESTIGKEITSKLASSE DER GESTEINE ................................... 37
ABB. 2-12: ANTEIL DER WEICHEN GESTEINSARTEN IN DER SCHOTTERKLASSE М200–400 ..... 37
ABB. 2-13: ANTEIL DER WEICHEN GESTEINSARTEN IN DER SCHOTTERKLASSE М400–600 ..... 38
ABB. 2-14: ANTEIL DER SCHLAMMIGEN UND LEHMIGEN TEILE IN DER SCHOTTERKLASSE
М200−400.............................................................................................................................................. 38
ABB. 2-15: ANTEIL DER SCHLAMMIGEN UND LEHMIGEN TEILE IN DER SCHOTTERKLASSE
М400−600.............................................................................................................................................. 39
TABELLE 2-6: KORNGRÖßENVERTEILUNG NACH NORM GOST 23558-94 ...................................... 43
ABB. 2-16: PROCTOR-KURVEN DER VORABSIEBUNG ........................................................................ 44
ABB. 3-1: DURCHSCHNITTLICHE BAUKOSTENSTRUKTUR IM STRAßENBAU IN DER REGION
WOLGOGRAD ..................................................................................................................................... 53
ABB. 3-2: ABHÄNGIGKEIT DER BAUKOSTEN (CДО) VOM MATERIALEINSATZ (Q) ...................... 55
ABB. 3-3: ABHÄNGIGKEIT DER BAUKOSTEN (CДО) VOM LOHN (LG) .............................................. 55
ABB. 3-4: ABHÄNGIGKEIT DER BAUKOSTEN (CДО) VON DEN GERÄTEKOSTEN (MC)................. 56
ABB. 3-5: BEWERTUNG DER FESTIGKEITSRESERVE IN OBERBAUKONSTRUKTION GEMÄß
ODN 218.046−01................................................................................................................................... 62
135
Kapitel 6: Verzeichnisse
ABB. 3-6: ABHÄNGIGKEIT DES VERFORMUNGSMODULS DES LEHMHALTIGEN BODENS VON
DEM RELATIVEN BODENWASSERGEHALT BEIM VERDICHTUNGSGRAD KY = 0,98 .......... 63
ABB. 3-7: ABHÄNGIGKEIT DES VERFORMUNGSMODULS VOM RELATIVEN
BODENWASSERGEHALT IM UNTERBAU / UNTERGRUND ....................................................... 66
ABB. 3-11: ABHÄNGIGKEIT DER GRUNDKOHÄSION VON DEM VERDICHTUNGSGRAD BEIM
SCHWANKENDEN BODENWASSERGEHALT ............................................................................... 68
ABB. 3-12: ABHÄNGIGKEIT DES INNEREN REIBUNGSWINKELS DES BODENS VOM
VERDICHTUNGSGRAD BEI DEM SCHWANKENDEN BODENWASSERGEHALT ................... 69
ABB. 3-13: ABHÄNGIGKEIT DES RELATIVEN WASSERGEHALTES IM LEHMSANDIGEN BODEN
IM FRÜHJAHR VOM FEUCHTIGKEITSWERT................................................................................ 71
ABB. 3-14: ABHÄNGIGKEIT DES RELATIVEN WASSERGEHALTES IM LEHMBODEN IM
FRÜHJAHR VOM FEUCHTIGKEITSWERT ..................................................................................... 72
ABB. 3-15: ÄNDERUNG DES VARIATIONSKOEFFIZIENTEN DES WASSERGEHALTES IM
ZUSAMMENHANG MIT DER MATHEMATISCHEN ERWARTUNG DES RELATIVEN
WASSERGEHALTES ........................................................................................................................... 73
ABB. 3-16: RELATION ZWISCHEN DEM RELATIVEN BODENWASSERGEHALT IM UNTERBAU
UND DEM NATÜRLICHEN BODENWASSERGEHALT ................................................................. 74
ABB. 3-17: MITTLERER MAXIMALER WASSERGEHALT IM UNTERGRUND IN DER REGION
WOLGOGRAD (FEUCHTIGKEITSKLASSE I) ................................................................................. 76
ABB. 3-20: ABHÄNGIGKEIT DES SCHICHT-E-MODULS DER KREIDETRAGSCHICHT VOM
VERFORMUNGSMODUL AUF DEM UNTERGRUND – VERSUCHSSTRECKE NR. 2
“NEHAEWSKY – SAHOPERSKY“ ST. 60+00 – ST. 90+00 .............................................................. 83
ABB. 3-21: ABHÄNGIGKEIT DES OBERBAU-E-MODULS VOM VERFORMUNGSMODUL AUF
DEM UNTERGRUND – VERSUCHSSTRECKE NR. 2 “NEHAEWSKY – SAHOPERSKY“
ST. 60+00 – ST. 90+00 .......................................................................................................................... 84
ABB. 3-22: STRAßENZUSTAND ST. 122+80.............................................................................................. 90
ABB. 3-23: STRAßENZUSTAND ST. 128+90.............................................................................................. 91
ABB. 3-24: STRAßENZUSTAND ST. 129+80 – FELDUNTERSUCHUNGEN ......................................... 91
ABB. 4-1: HISTOGRAMM DES NIVEAUS VON GRUNDWASSER IN DER WOLGO-AKHTUBINSKYREGION ................................................................................................................................................ 95
ABB. 4-2: KLIMAZONEN DER REGION WOLGOGRAD ......................................................................... 97
ABB. 4-3: STEINGRUBEN DER REGION WOLGOGRAD ........................................................................ 98
136
Kapitel 6: Verzeichnisse
6.3. Tabellenverzeichnis
TABELLE 1-1: ZUWACHS DER AUTOS IN AUSGEWÄHLTEN METROPOLEN RUSSLANDS ......... 11
TABELLE 2-1: PHYSIKALISCHE UND MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DER SCHICHT MIT
KARBONATISCHER VERFESTIGUNG ............................................................................................ 26
TABELLE 2-2: GESTEINE IN DER REGION WOLGOGRAD. .................................................................. 36
TABELLE 2-3: PHYSIKALISCHE UND MECHANISCHE WERTE DER VORABSIEBUNG AUS
FROLOWSKY STEINGRUBE ............................................................................................................. 40
TABELLE 2-4: FESTIGKEITSEIGENSCHAFTEN (WERTE) DER PROBEN DER VORABSIEBUNG
AUS DER FROLOWSKY-STEINGRUBE BEIM OPTIMALEN WASSERGEHALT ....................... 41
TABELLE 2-5: HAUPTANFORDERUNGEN AN VERWENDUNG DER VORABSIEBUNG IM
STRAßENBAU, OHNE ZUSÄTZLICHE NACHBEHANDLUNG MIT BINDEMITTEL ................. 42
TABELLE 2-6: KORNGRÖßENVERTEILUNG NACH NORM GOST 23558-94 ...................................... 43
TABELLE 2-7: ERGEBNISSE DER OPTIMIERUNG VON BAUWEISEN ANHAND DES
RECHNERISCHEN WASSERGEHALTES UND DER TRAGFÄHIGKEIT DES UNTERGRUNDES
FÜR DIE STRAßEN DER BAUKLASSEN IV–V ............................................................................... 47
TABELLE 3-1: VERGLEICH DER BERECHNUNGSMETHODEN DER PLANKOSTEN IM
STRAßENBAU ..................................................................................................................................... 51
TABELLE 3-2: FORMELWERTE (GL. 3−3) UND (GL. 3−4) ..................................................................... 57
TABELLE 3-3: PROGNOSE DER SACHSCHÄDEN IM ZUSAMMENHANG MIT DEM
VERKEHRSUNFALL FÜR DIE BAUKLASSE III BIS ZUM JAHR 2016 ........................................ 60
TABELLE 3-4: FORMELWERTE (GL. 3−12) .............................................................................................. 64
TABELLE 3-5: FORMELWERTE (GL. 3−13) .............................................................................................. 65
TABELLE 3-6: FORMELWERTE GL. (3−14) − (3−16) ............................................................................... 70
TABELLE 3-7: KORRELATIONSKOEFFIZIENTEN (GL. 3−17)............................................................... 71
TABELLE 3-8: GEMESSENE WERTE DES SCHICHT-E-MODULS AUF DER VERSUCHSSTRECKE
NR. 1 „RETSCHENSKY – UPORNIKOWSKY“ FÜR DIE ZEITPERIODE VON 1993 BIS 2001 ... 79
TABELLE 3-9: RELATIVER WASSERGEHALT UND SCHICHT-E-MODUL DER TRAGSCHICHT
AUS KREIDE ........................................................................................................................................ 81
TABELLE 3-10: GEMESSENE WERTE DES SCHICHT-E-MODULS AUF DER VERSUCHSSTRECKE
NR. 2 “NEHAEWSKY – SAHOPERSKY“ ST. 60+00 – ST. 90+00.................................................... 82
TABELLE 3-11: PHYSIKALISCHE UND MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DER SCHICHTEN DER
STRAßENKONSTRUKTION ............................................................................................................... 86
TABELLE 3-12: BAUWEISEN DER VERSUCHSSTRECKE ..................................................................... 87
TABELLE 3-13: UNTERSUCHUNGSERGEBNISSE DER BAUWEISEN ................................................. 90
TABELLE 3-14: BAUWEISE DER VERSUCHSSTRECKE NR. 3 „KAJSATZKOJE – SOLOTARI“ (KM
15 – KM 22,5) ........................................................................................................................................ 93
TABELLE 3−15: FESTIGKEITSWERTE DER BAUWEISE: VERSUCHSSTRECKE NR. 3
„KAJSATZKOJE – SOLOTARI“ (KM 15 – KM 22,5) ........................................................................ 94
TABELLE 4-1: KLIMAZONEN DER REGION WOLGOGRAD ................................................................ 96
137
Kapitel 6: Verzeichnisse
6.4. Anhangsverzeichnis
ANHANG A: VERZEICHNIS DER STANDARDISIERTEN BAUWEISEN FÜR DIE STRAßEN DER
BAUKLASSEN IV-V NACH ALTEN BAUVORSCHRIFTEN WSN 46−83 ................................... 139
ANHANG B: HYDRO-KLIMATISCHE BEDINGUNGEN FÜR DIE WASSERAUFNAHME IM
UNTERGRUND IN DER REGION WOLGOGRAD ......................................................................... 153
ANHANG C: QUALITÄTSEIGENSCHAFTEN DER GESTEINE IN DER REGION WOLGOGRAD ... 155
ANHANG D: BAUKOSTEN DER EINZELNEN SCHICHTEN DES OBERBAUS IN DER REGION
WOLGOGRAD ................................................................................................................................... 157
ANHANG E: RECHNERISCHER BODENWASSERGEHALT UND VERFORMUNGSMODUL DES
LEHMHALTIGEN BODENS IM UNTERBAU DER STRAßEN IN DER REGION WOLGOGRAD
............................................................................................................................................................. 161
ANHANG F: AUFTEILUNG DER REGION NACH BEREICHEN ANHAND DER LIEFERUNGSWEGE
DER GESTEINSMATERIALIEN (REGION WOLGOGRAD) ......................................................... 167
ANHANG G: BERECHNUNG DES OBERBAUS AUS LOKALEN BAUSTOFFEN FÜR DIE REGION
NIZHNEJE POWOLZHJE .................................................................................................................. 169
ANHANG H: BAUKOSTEN FÜR DIE BAUSTOFFE NACH REGIONEN .............................................. 189
138
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach alten Bauvorschriften WSN 46−83
139
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
Anhand der alten Bauvorschriften WSN 46−83 wurden die Bauverzeichnisse mit den
Bauweisen für die Straßen der Bauklassen I–V für verschiedene Klimazonen ausgearbeitet.
Die Verzeichnisse mit den standardisierten Oberbaukonstruktionen sind in den gültigen
Baunormen ODN 218.046−01 nicht mehr vorhanden.
Die Tabellen mit den standardisierten Bauweisen gemäß den alten Bauvorschriften
WSN 46−83 für die Straßen der Bauklassen IV–V sind wie folgt dargestellt:
1) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen I–V, bei E = 165 MPa
(1650 kgf/cm2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: grobkörniger Asphalt der Marke III–IV gemäß GOST 9128-76;
h 3: Schotter M = 600–800 kgf/сm2;
h 4: Sand oder Sand-Kies.
Klimazone
I
II
III
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
h4
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
38
25
20
20
18
55
50
45
45
45
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
38
25
20
20
18
35
35
35
35
35
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
40
30
20
18
18
35
35
35
35
35
140
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
IV und V
h1
h2
h3
h4
-
4
6
30
35
4
6
20
35
4
6
20
35
4
6
20
35
2) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen I–V, bei E = 165 MPa
(1650 kgf/cm2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: grobkörniger Asphalt der Marke III–IV gemäß GOST 9128-76;
h 3: Schotter, eingebaut mit Streuverfahren, M = 600–800 kgf/сm2;
h 4 - Sand oder Sand-Kies.
Klimazone
I
II
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
h4
h1
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
35
30
22
18
14
66
57
55
50
45
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
35
30
22
18
14
35
35
35
35
35
4
4
4
4
6
6
6
6
30
24
20
16
30
30
25
25
4
4
4
4
4
141
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
h2
h3
h4
6
-
6
26
30
6
20
30
6
22
25
6
18
25
3) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen I–V, bei E = 165 MPa
(1650 kgf/cm2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: Schotter M = 600–800 kgf/сm2;
h 3: Sand oder Sand-Kies.
Klimazone
I
II
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h1
h2
h3
h1
h2
h3
h1
h2
h3
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
5
5
5
5
5
45
38
38
25
22
60
60
60
60
60
5
5
5
5
5
45
38
38
25
22
35
35
35
35
35
5
5
5
5
5
45
38
38
25
24
35
35
35
35
35
5
5
5
5
42
38
28
26
35
35
35
35
142
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
4) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen II–V, bei
E = 165 MPa (1650 kgf/cm 2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: Schotter, eingebaut mit Streuverfahren, M = 600–800 kgf/сm2;
h 3: Untergrund, verfestigt mit Bitumen.
Klimazone
II
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h1
h2
h3
h1
h2
h3
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
5
5
5
5
5
32
30
29
28
26
15
15
15
15
15
5
5
5
5
5
32
30
29
28
26
20
20
20
20
20
5
5
5
5
5
32
30
29
28
26
25
25
25
25
25
143
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
5) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen II–V, bei
E = 165 MPa (1650 kgf/cm 2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: grobkörniger Asphalt der Marke III–IV gemäß GOST 9128-76;
h 3: Schotter, eingebaut mit Streuverfahren, M = 600 kgf/сm2;
h 4: Sand, verfestigt mit Bitumen.
Klimazone
II
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
h4
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
4
4
4
4
6
6
6
6
32
32
32
32
20
20
10
10
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
31
31
31
31
31
15
15
15
10
10
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
30
30
30
30
30
15
15
10
10
10
144
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
6) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen II–V, bei
E = 165 MPa (1650 kgf/cm 2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: grobkörniger Asphalt der Marke III–IV gemäß GOST 9128-76;
h 3: Schotter gemischt mit Bitumenemulsion: „Schwarzer“ Schotter M = 300 kgf/cm2;
h 4: Schotter M = 300 kgf/cm2;
h 5: Sand oder Sand-Kies.
Klimazone
II
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h4
h5
h1
h2
h3
h4
h5
h1
h2
h3
h4
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
15
15
15
15
15
28
22
16
14
12
35
35
35
35
35
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
20
20
20
20
20
24
18
12
10
9
35
35
35
35
35
4/4
4/4
4/4
4/4
6/6
6/6
6/6
6/6
15/15
15/15
15/15
15/15
30/34
30/32
29/31
28/30
145
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
7) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen II–V, bei
E = 165 MPa (1650 kgf/cm 2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128 -76;
h 2: grobkörniger Asphalt der Marke III–IV gemäß GOST 9128 -76;
h 3: Schotter M = 300 kgf/cm2;
h 4: Sand oder Sand-Kies.
Klimazone
II
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
h4
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
44
42
40
38
35
55
50
45
42
40
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
32
32
30
30
23
70
68
65
62
60
4
4
4
4
6
6
6
6
34
32
32
30
68
65
62
60
146
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
8) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen II–V, bei E = 165
MPa (1650 kgf/cm 2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: grobkörniger Asphalt der Marke III–IV gemäß GOST 9128-76;
h 3: Schotter, eingebaut mit Streuverfahren, M = 600 kgf/сm2;
h 4: Sand, verfestigt mit 10–12 % Portlandzement;
h 5: Mittelkörniger Sand gemäß GOST 8736-77.
Klimazone
II
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h4
h5
h1
h2
h3
h4
h5
h1
h2
h3
h4
h5
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
4
4
4
4
6
6
6
6
16
14
12
10
15
15
12
12
35
35
35
35
4
4
4
4
6
6
6
6
18
16
14
12
15
15
12
12
25
25
25
25
4
4
4
4
6
6
6
6
20
18
16
14
15
15
12
12
25
25
25
25
147
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
9) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen II–V, bei
E = 165 MPa (1650 kgf/cm 2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: grobkörniger Asphalt der Marke III–IV gemäß GOST 9128-76;
h 3: Stahlwerkschlacke М = 600-800;
h 4: Mittelkörniger Sand gemäß GOST 8736-77.
Klimazone
II
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
44
40
40
30
20
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
46
42
42
32
22
35
35
35
35
35
4
4
4
4
6
6
6
6
44
40
34
24
148
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
10) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen II–V, bei E = 165
MPa (1650 kgf/cm 2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: poröser Asphalt;
h 3: Sand-bituminöses Gemisch.
Klimazone
II
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
h1
5
5
5
5
5
h2
25
24
22
21
20
h3
25
24
22
21
20
h1
5
5
5
5
5
h2
27
26
24
23
22
h3
27
26
24
23
22
h1
5
5
5
5
5
h2
29
28
26
25
24
h3
27
26
24
23
22
149
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
11) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen II–V, bei
E = 165 MPa (1650 kgf/cm2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: Schotter gemischt mit Bitumenemulsion: „Schwarzer“ Schotter M = 600 kgf/cm2;
h 3: Untergrund, verfestigt mit 8–10 % Zement.
Klimazone
II
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h1
h2
h3
h1
h2
h3
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
5
5
5
5
5
25
22
22
20
20
30
23
24
22
20
5
5
5
5
5
27
24
24
22
22
30
28
2А
22
20
5
5
5
5
5
29
26
26
24
24
32
30
26
24
22
150
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
12) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen II–V, bei E =165 MPa
(1650 kgf/cm 2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: grobkörniger Asphalt der Marke III–IV gemäß GOST 9128-76;
h 3: Schotter М = 800 kgf/cm2;
h 4: Untergrund, verfestigt mit 8–10 % Zement.
Klimazone
II
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
h4
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
15
13
10
8
6
15
15
15
15
15
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
17
15
12
10
8
16
16
16
16
16
4
4
4
4
4
6
6
6
6
6
21
19
16
14
12
20
20
20
20
20
151
Anhang A: Verzeichnis der standardisierten Bauweisen für die Straßen der Bauklassen IV-V nach
alten Bauvorschriften WSN 46−83
13) Die Dicke der konstruktiven Schichten (cm) für die Klimazonen III–V, bei E = 165
MPa (1650 kgf/cm 2)
h 1: feinkörniger Asphalt der Marke I–II gemäß GOST 9128-76;
h 2: grobkörniger Asphalt der Marke III–IV gemäß GOST 9128-76;
h 3: Schotter gemischt mit Bitumenemulsion: „Schwarzer“ Schotter M = 300 kgf/cm2;
h 4: Sand oder Sand-Kies.
Klimazone
III
IV und V
Konstruktive
Schichten
h1
h2
h3
h4
h1
h2
h3
h4
Verformungsmodul des Untergrunds / Unterbaus E 0 in
МPa/(kgf/cm2)
20/200
30/300
40/400
50/500
60/600
4
4
4
4
6
6
6
6
28
25
23
20
30
28
26
25
4/4
4/4
4/4
4/4
6/6
6/6
6/6
6/6
30/60
27/55
25/50
22/40
30/25/20/15/-
152
Anhang B: Hydro-klimatische Bedingungen für die Wasseraufnahme im Untergrund in der Region
Wolgograd
Anhang B: Hydro-klimatische Bedingungen für die Wasseraufnahme im Untergrund
in der Region Wolgograd
153
Urupinsk
Elan
Rudnja
Novoanninsk
Damilowka
Mikhajlowka
Serafimowitsch
Kamischin
Olhowka
Frolovo
Ilowlja
Pallasowka
Elton
Wolgograd
Kalatsch-naDonu
Nizhnij Tschir
Krasniy Jar
417
408
409
445
445
607
450
568
450
511
380
528
474
568
367
350
455
119,4
122,5
120,3
102,4
101,9
104,6
106,6
105,6
108,1
112,7
111,1
107,9
108,7
116
113,8
121,2
117,8
Summe der positiven Temperaturen monatsdurchschnittlich in
Grad
962
980
967
862
859
875
887
881
896
923
913
894
899
942
929
973
953
Maximale mögliche
Verdunstung im
Jahr in mm,
Zmj
0,59
0,57
0,58
0,70
0,71
0,95
0,69
0,88
0,69
0,76
0,57
0,81
0,72
0,82
0,54
0,49
0,65
Wassergehalt
0,47
0,47
0,50
0,52
0,50
0,64
0,50
0,58
0,51
0,55
0,46
0,57
0,55
0,55
0,45
0,40
0,51
Sand-Lehm
0,58
0,57
0,57
0,63
0,62
0,70
0,63
0,67
0,56
0,60
0,60
0,67
0,66
0,62
0,56
0,55
0,60
Lehmboden
Maximaler mittlerer Wassergehalt im Untergrund im
Frühjahr
154
Bemerkung: Bei der Berechnung des Wassergehaltes in Böden wurde die jährlichen Niederschlagsmenge mit dem Korrelationskoeffizient von K = 1,365 angenommen (gemäß
den Regelungen, bestimmten vom staatlichen hydrologischen Institut in der Region Wolgograd).
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Nr.
Meteorologische
Station
jährliche Niederschlagsmenge
in mm,
(KXg)
Tabelle B−1: Hydro-klimatische Bedingungen für die Wasseraufnahme in der Region Wolgograd
Anhang B: Hydro-klimatische Bedingungen für die Wasseraufnahme im Untergrund in der Region Wolgorad
Anhang C: Qualitätseigenschaften der Gesteine in der Region Wolgograd
Anhang C: Qualitätseigenschaften der Gesteine in der Region Wolgograd
155
0
0
0
0
0
0
0
0
20-70 mm
10-20 mm
40-70 mm
10-40 mm
40-70 mm
20-70 mm
10-20 mm
7,0
8,0
6,0
9,0
8,0
7,0
10,0
9,0
10,0
53
50
56
47
35
6566
5758
62
97
96
97
95
92
9698
98
99
Korngrößenverteilung
1,25 Dmax
0,5
Dmin
Dmax
Dmin+
Dmax
40-70 mm
Schotterfraktion
156
Simowsky Steingrube
1,00,180
1,7
0,2
1,5
0,180
0,21
1.190.180
2,0
0,23
Lipkinsky Steingrube
2,0
0,25
0
2,3
0,25
0
Frolowsky Steingrube
1,8
0,22
0
2,1
0,23
0
2,3
0,34
0
Schlammige
Teile
Inhalt der Teile
Lehm Schwache
Gesteine
16
25
27
20
28
2225
2324
2526
Plastische
Formen
Tabelle C−1: Die Qualitativwerte des Schotters der aktiven Steingruben in der Region
Anhang C: Qualitätseigenschaften der Gesteine in der Region Wolgograd
М400
М400
М400
М400
М400
М400−
М600
М400−
М600
М400−
М600
Festigkeitsklasse
И-3
И-3
И-3
И-3
И-3
И-3,
И-2
И-3,
И-2
И-3,
И-2
F-25
F-25
F-25
F-25
F-25
F-25F-50
F-25F-50
F-25F-50
Markenwerte
VerFrostschleißbeständigkeit
barkeit
1,26
1,30
1,32
1,32
1,33
1,251,32
1,271,36
1,301,39
Volumen
Masse
[to/m3]
Anhang D: Baukosten der einzelnen Schichten der Straßenkonstruktion in der Region Wolgograd
Anhang D: Baukosten der einzelnen Schichten des Oberbaus in der Region Wolgograd
157
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
№
Alekseewsky
Bykowsky
Goroditschensky
Danilowsky
Zhirnowsky
Ilowlinsky
Kikwidsensky
Kalatschewsky
Kletsky
Kotowsky
Kotelnikowsky
Kumylzhensky
Leninsky
Nehaewsky
Nikolaewsky
Olhowsky
Pallasowsky
Rudnyansky
Swetlojarsky
Serafimowitschesky
Sredneakhtubinsky
Staropoltawsky
Region
Kosten der 1 m2 von Schichten im Oberbau bei der Schichtdicke von 1 cm in Rubel / m2
Sand
Schotter
Asphalt (grob- Asphalt (feinkör- Verfestigter Bo- Bitumengebunkörnig)
nig)
den
dener Schotter
(„schwarzer
Schotter“)
2000 2013 2000
2013
2000
2013
2000
2013
2000
2013
2000 2013
1,31 11,50 1,97
19,37
6,88
99,07
7,04
108,42 1,71
22,40
4,91 70,70
1,64 16,76 2,78
27,33
6,06
87,26
6,55
100,87 1,59
20,83
4,57 65,81
0,82 10,74 2,13
20,94
6,39
92,02
6,88
105,95 1,67
21,88
4,8
69,12
0,66 8,65
2,95
29,00
5,9
84,96
6,39
98,41
1,55
20,31
4,45 64,08
0,82 8,32
1,47
14,45
5,73
82,51
6,22
95,79
1,51
19,78
4,34 62,50
0,49 6,16
0,98
9,63
5,41
77,90
5,9
90,86
1,43
18,73
4,11 59,18
0,82 10,74 3,44
33,82
6,22
89,57
6,72
103,49 1,63
21,35
4,68 67,39
0,82 10,74 2,46
24,18
6,06
87,26
6,55
100,87 1,59
20,83
4,57 65,81
0,82 6,50
1,15
11,30
6,22
89,57
6,72
103,49 1,63
21,35
4,68 67,39
0,66 8,65
2,29
22,51
5,9
84,96
6,39
98,41
1,55
20,31
4,45 64,08
0,98 12,84 2,46
24,18
5,9
84,96
6,39
98,41
1,55
20,31
4,45 64,08
0,82 10,74 2,62
25,75
6,72
96,77
7,21
111,03 1,75
22,93
5,02 72,29
1,15 15,07 2,95
29,00
6,55
94,32
7,04
108,42 1,71
22,40
4,91 70,70
0,82 10,74 3,44
33,82
6,06
87,26
6,55
100,87 1,59
20,83
4,57 65,81
0,82 10,74 3,44
33,82
6,22
89,57
6,72
103,49 1,63
21,35
4,68 67,39
0,66 8,65
2,29
22,51
5,73
82,51
6,22
95,79
1,51
19,78
4,34 62,50
2,46 11,62 3,11
30,57
6,39
92,02
6,88
105,95 1,67
21,88
4,8
69,12
0,98 12,84 2,29
22,51
6,06
87,26
6,55
100,87 1,59
20,83
4,57 65,81
0,66 8,65
2,46
24,18
6,55
94,32
7,04
108,42 1,71
22,40
4,91 70,70
0,66 8,65
3,44
33,82
6,39
92,02
7,04
108,42 1,71
22,40
4,91 70,70
0,82 10,74 2,62
25,75
6,06
87,26
6,55
100,87 1,59
20,83
4,57 65,81
0,82 10,74 3,28
32,24
5,73
82,51
6,22
95,79
1,51
19,78
4,34 62,50
158
Tabelle D−1: Baukosten der einzelnen Schichten des Oberbaus in der Region Wolgograd
Anhang D: Baukosten der einzelnen Schichten der Straßenkonstruktion in der Region Wolgograd
23
24
25
26
№
Surowikinsky
Urüpinsky
Frolowsky
Tschernyschkowsky
Region
159
Kosten der 1 m2 von Schichten im Oberbau bei der Schichtdicke von 1 cm in Rubel / m2
Sand
Schotter
Asphalt (grob- Asphalt (feinkör- Verfestigter Bo- Bitumengebunkörnig)
nig)
den
dener Schotter
(„schwarzer
Schotter“)
2000 2013 2000
2013
2000
2013
2000
2013
2000
2013
2000 2013
0,66 8,65
4,1
40,30
6,39
92,02
6,88
105,95 1,67
21,88
4,8
69,12
0,98 10,84
1,8
17,69
5,9
84,96
6,39
98,41
1,55
20,31
4,45 64,08
0,82 10,74 0,98
19,63
5,73
82,51
6,06
93,32
1,47
19,26
4,22 60,77
0,49 6,42
3,44
33,82
6,39
92,02
6,88
105,95 1,67
21,88
4,8
69,12
Fortsetzung Tabelle D-1: Baukosten der einzelnen Schichten des Oberbaus in der Region Wolgograd
Anhang D: Baukosten der einzelnen Schichten der Straßenkonstruktion in der Region Wolgograd
160
Anhang D: Baukosten der einzelnen Schichten der Straßenkonstruktion in der Region Wolgograd
Anhang E: Rechnerischer Bodenwassergehalt und Verformungsmodul des lehmhaltigen Bodens im
Unterbau der Straßen in der Region Wolgograd
Anhang E: Rechnerischer Bodenwassergehalt und Verformungsmodul des lehmhaltigen Bodens im Unterbau der Straßen in der Region Wolgograd
161
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
№
Region
Urupinsk
Novonikolaewka
Kikwidse
Elan
Rudnja
Zhirnowsk
Staraja Poltawka
Kamyschin
Nehaewo
Nowoanninsky
Mikhajlowka
Kotowo
Nikolaewka
Pallasowka
Kumilzhenskaja
Frolowo
Bykowo
Serafimowitsch
Ilowlja
Region Wolgograd
162
Bodenwassergehalt, W/Wт
Bodenarten
Bodenarten
UL, UM
GW, GU
Feuchtigkeitsklasse
1
2
3
1
2
3
0,59 0,60 0,62 0,50 0,52 0,54
0,55 0,56 0,58 0,45 0,46 0,48
0,53 0,55 0,57 0,43 0,44 0,46
0,53 0,56 0,57 0,44 0,45 0,47
0,55 0,57 0,59 0,46 0,47 0,49
0,53 0,55 0,57 0,42 0,43 0,45
0,50 0,52 0,54 0,39 0,40 0,42
0,55 0,56 0,58 0,45 0,46 0,48
0,59 0,60 0,62 0,50 0,52 0,54
0,55 0,56 0,58 0,45 0,46 0,48
0,55 0,56 0,58 0,44 0,45 0,47
0,55 0,57 0,59 0,46 0,47 0,49
0,51 0,53 0,55 0,41 0,42 0,44
0,49 0,51 0,53 0,37 0,38 0,39
0,58 0,59 0,61 0,48 0,50 0,52
0,49 0,51 0,53 0,37 0,38 0,39
0,48 0,49 0,52 0,37 0,38 0,39
0,53 0,55 0,57 0,44 0,45 0,47
0,51 0,53 0,55 0,41 0,42 0,44
Verformungsmodul auf Untergrund [МPа]
Bodenarten
Bodenarten
UL, UM
GW, GU
Feuchtigkeitsklasse
1
2
3
1
2
3
73
69
63
69
66
63
88
84
76
77
75
72
96
88
80
80
78
75
96
84
80
78
77
73
88
80
73
75
73
70
96
88
80
82
80
77
110
101
92
87
85
82
88
84
76
77
75
72
73
69
63
69
66
63
88
84
76
77
75
72
88
84
76
78
77
73
88
80
73
75
73
70
105
96
88
84
82
78
115
105
96
91
89
87
76
73
66
72
69
66
115
105
96
91
89
87
119
115
101
91
89
87
96
88
80
78
77
73
105
96
88
84
82
78
Tabelle E−1: Rechnerischer Bodenwassergehalt und Verformungsmodul des lehmhaltigen Bodens im Unterbau der Straßen in der
Anhang E: Rechnerischer Bodenwassergehalt und Verformungsmodul des lehmhaltigen Bodens im Unterbau der Straßen in der Region Wolgograd
Region
Dubowka
Kletskaja
Srednaja Akhtuba
Kalatsch
Surovikino
Swetly Jar
Tschernyschowsky
Oktyabrsky
Kotelnikowo
№
20
21
22
23
24
25
26
27
28
ßen in der Region Wolgograd
163
Bodenwassergehalt, W/Wт
Bodenarten
Bodenarten
UL, UM
GW, GU
Feuchtigkeitsklasse
1
2
3
1
2
3
0,50 0,52 0,54 0,41 0,42 0,44
0,53 0,51 0,53 0,38 0,39 0,41
0,49 0,51 0,53 0,36 0,39 0,41
0,51 0,53 0,55 0,42 0,43 0,45
0,55 0,56 0,58 0,44 0,45 0,47
0,49 0,51 0,53 0,38 0,39 0,41
0,55 0,56 0,58 0,44 0,45 0,47
0,51 0,53 0,55 0,41 0,42 0,44
0,53 0,55 0,57 0,43 0,44 0,46
Verformungsmodul auf Untergrund [МPа]
Bodenarten
Bodenarten
UL, UM
GW, GU
Feuchtigkeitsklasse
1
2
3
1
2
3
110
101
92
84
82
78
96
105
96
89
87
84
115
105
96
93
87
84
105
96
88
82
80
77
88
84
76
78
77
73
115
105
96
89
87
84
88
84
76
78
77
73
105
96
88
84
82
78
96
88
80
80
78
75
Fortsetzung Tabelle E-1: Rechnerischer Bodenwassergehalt und Verformungsmodul des lehmhaltigen Bodens im Unterbau der Stra-
Anhang E: Rechnerischer Bodenwassergehalt und Verformungsmodul des lehmhaltigen Bodens im Unterbau der Straßen in der Region Wolgograd
Region
Urupinsk
Novonikolaewka
Kikwidse
Elan
Rudnja
Zhirnowsk
Staraja Poltawka
Kamyschin
Nehaewo
Nowoanninsky
Mikhajlowka
Kotowo
Nikolaewka
Pallasowka
Kumilzhenskaja
Frolowo
Nr.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1
0,019
0,025
0,030
0,030
0,025
0,030
0,038
0,025
0,019
0,025
0,025
0,025
0,035
0,041
0,020
0,041
2
0,017
0,023
0,025
0,023
0,022
0,025
0,032
0,023
0,017
0,023
0,023
0,022
0,030
0,035
0,019
0,035
Bodenarten
UL, UM
Feuchtigkeitsklasse
3
1
0,015
0,012
0,020
0,014
0,022
0,015
0,022
0,015
0,019
0,014
0,022
0,016
0,027
0,018
0,020
0,014
0,015
0,012
0,020
0,014
0,020
0,015
0,019
0,014
0,025
0,017
0,030
0,020
0,016
0,013
0,030
0,020
2
0,011
0,014
0,015
0,014
0,013
0,015
0,017
0,014
0,011
0,014
0,014
0,013
0,016
0,019
0,012
0,019
164
Bodenarten
GW, GU
Innerer Reibungswinkel
3
0,010
0,013
0,014
0,013
0,012
0,014
0,016
0,013
0,010
0,013
0,013
0,012
0,015
0,018
0,011
0,018
1
16,7
21,3
24,2
24,2
21,3
24,2
29,7
21,3
16,7
21,3
21,3
21,3
27,7
31,8
17,7
31,8
Kohäsion
Bodenarten
Bodenarten
UL, UM
GW, GU
Feuchtigkeitsklasse
2
3
1
2
15,8
14,1
20,2
20,2
20,0
17,7
20,5
20,4
21,3
18,8
20,5
20,5
20,0
18,8
20,5
20,5
18,8
16,7
20,4
20,4
21,3
18,8
20,6
20,5
25,9
22,7
20,8
20,7
20,0
17,7
20,5
20,4
15,8
14,1
20,2
20,2
20,0
17,7
20,5
20,4
20,0
17,7
20,5
20,5
18,8
16,7
20,4
20,4
24,2
21,3
20,6
20,6
27,7
24,2
20,9
20,8
16,7
14,9
20,3
20,2
27,7
24,2
20,9
20,8
Innerer Reibungswinkel und Kohäsion von lehmhaltigem Boden für die Straßen in der Region Wolgograd
Anlage zur Tabelle E−1
Anhang E: Rechnerischer Bodenwassergehalt und Verformungsmodul des lehmhaltigen Bodens im Unterbau der Straßen in der Region Wolgograd
3
20,1
20,3
20,4
20,4
20,3
20,5
20,6
20,3
20,1
20,3
20,4
20,3
20,5
20,8
20,2
20,8
Bykowo
Serafimowitsch
Ilowlja
Dubowka
Kletskaja
Srednaja Akhtuba
Kalatsch
Surovikino
Swetly Jar
Tschernyschowsky
Oktyabrsky
Kotelnikowo
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
1
0,045
0,030
0,035
0,038
0,030
0,041
0,035
0,025
0,041
0,025
0,035
0,030
2
0,041
0,025
0,030
0,032
0,035
0,035
0,030
0,023
0,035
0,023
0,030
0,025
Bodenarten
UL, UM
Feuchtigkeitsklasse
3
1
0,032
0,020
0,022
0,015
0,025
0,017
0,027
0,017
0,030
0,019
0,030
0,021
0,025
0,016
0,020
0,015
0,030
0,019
0,020
0,015
0,025
0,017
0,022
0,015
2
0,019
0,014
0,016
0,016
0,018
0,018
0,015
0,014
0,018
0,014
0,016
0,015
Bodenarten
GW, GU
Innerer Reibungswinkel
3
0,018
0,013
0,015
0,015
0,017
0,017
0,014
0,013
0,017
0,013
0,015
0,014
1
34,2
24,2
27,7
29,7
24,2
31,8
27,7
21,3
31,8
21,3
27,7
24,2
Bodenarten
Bodenarten
UL, UM
GW, GU
Feuchtigkeitsklasse
2
3
1
2
31,8
25,9
20,9
20,8
21,3
18,8
20,5
20,5
24,2
21,3
20,6
20,6
25,9
22,7
20,6
20,6
27,7
24,2
20,8
20,8
27,7
24,2
20,9
20,8
24,2
21,3
20,6
20,5
20,0
17,7
20,5
20,5
27,7
24,2
20,8
20,8
20,0
17,7
20,5
20,5
24,2
21,3
20,6
20,6
21,3
18,8
20,5
20,5
Kohäsion
3
20,8
20,4
20,5
20,5
20,6
20,6
20,5
20,4
20,6
20,4
20,5
20,4
165
Bemerkung:
2. In der Tabelle werden die Bodenarten dargestellt, welche im Straßenbau häufiger verwendet werden.
3. Der rechnerische Wassergehalt und die Deformationswerte (Innerer Reibungswinkel, das Verformungsmodul, die Kohäsion) wurden mit Sicherheitsreserve von 0,85
angegeben. Mit der Änderung der Sicherheitsreserve müssen die Grundwerte auch angepasst werden.
4. Die Festigkeitswerte sind für die typische Bauweisen mit der Oberbaudicke von 0,45 – 0,5 und für Bauklassen mit Verkehrsdichte <200 Kfz/Tag dargestellt.
5. Bei den Optimierungsmaßnahmen für die Reduzierung der Grundfeuchtigkeit (z. B. Befestigung der Randstreifen, Verdichtung des Untergrunds, Verwendung des
Geotextils etc.) müssen die Korrekturwerte gemäß ODN 218.046−01 berücksichtigt werden.
Region
Nr.
Wolgograd
Fortsetzung Anlage zu Tabelle E-1: Innerer Reibungswinkel und Kohäsion von lehmhaltigem Boden für die Straßen in der Region
Anhang E: Rechnerischer Bodenwassergehalt und Verformungsmodul des lehmhaltigen Bodens im Unterbau der Straßen in der Region Wolgograd
166
Anhang E: Rechnerischer Bodenwassergehalt und Verformungsmodul des lehmhaltigen Bodens im Unterbau der Straßen in der Region Wolgograd
Anhang F: Aufteilung der Region nach Bereichen anhand der Lieferungswege der Gesteinsmaterialien
(Region Wolgograd)
Anhang F: Aufteilung der Region nach Bereichen anhand der Lieferungswege der
Gesteinsmaterialien (Region Wolgograd)
167
26
Киквидзе
№5
ук
Попов
Исакиевский
НехаевскоеПоклоновский
45
ДРСУ
Яминский
Бузул
Б, Головский
Луковская
№7
№6
Деминский
№8
Ольховский
Дубовский
Булековский Долгий
Урюпинск
Красный
Страхов
Ежовка
Озерки
Дубовое
Красный
Бол Грязнуха
Тростянский
свх Амо
Новокиевка
Попов
24
Полтавский
Дробязкин
Плотников 2
Заплавка
Мишин
14
Миусово
Профсоюзник
Ильмень
Шакин
Галкин
35
18
Песчаный
29
Филин №9
Даниловка
Каменный
Майоровский
24
Морозово
Кр Яр
Фоменково
Гордиенки
Бурлук
№1
КОТОВО
Сизов
Чир
№2
Св.Лог
Пятиизбянский
Суровикино
Захаров
Донской
32
Нагавская
Сальск
Семичный
28
Шебалино
Верхнерубежный
13
Чиков
Советский
Ромашки
14
№3
31
Веселово
Лебяжье
Чухонастовка
Таловка
Г Шишкина
25
Кислово
Аксай
24
Выпасной
Поперечный
14
16
24
Дубовое
Луговой
Жутово 2-е
14
Перегрузное
Октябрьское
ДРСУ
Аксай
Октябрьский
Водино
33
Цаца
21
Садовое
Прудовый
Песковатка
Новые Кресты
Райгород
26
Светлый Яр
КАЛМЫКИЯ
ЭЛИСТА
Семкин
27
Заря
Степной
12
АСТРАХАНЬ
Зубаревка
А
хту 24
ба
сть
ла
об
я
ска
ан
ах
стр
Колобовка
Капустин Яр
Путь Ильича
Тракторострой
Рассвет
Садовое
Нов Быт
Красноселец
Маяк Октября
Липченко
Ленинское ДРСУ
8
12
ЛенинскА
Покровка
Коршевитое
Долгий
16
Сарпинские озера
Трудолюбие
оз Сарпа
20
Репино
Громки
16
ДСУ 6
ВОЛЖСКИЙ
Краснооктябрьский
21
27
Федоровка
Столяров
24
Кр Мелиоратор
Комсомолец
Раздольное
Салдатско-Степное
Демидов
28
21
Левчуновка
Быковское
ДРСУ
Быково
Победа
36
Курнаевка
Кайсацкое
Куликов
Палласовка
Эльтон
Карпов
Садовый
Einflusszone von Lipkinsky Steingrube
Einflusszone von Linewsky Steingrube
Einflusszone von Steingrube „Owrag Dalniy“
Зона влияния Линевского карьера каменных строительных материалов(Жирновское ДРСУ).
Einflusszone von Frolowsky Steingrube
Einflusszone von Zimowsky Steingrube
Зона влияния карьера каменных строительных материалов Овраг Дальний(Руднянское ДРСУ).
Зона влияния Фроловского карьера каменных строительных материалов(ВКУ).
Зона влияния Зимовского карьера каменных строительных материалов(ВКУ).
Einflusszone von Zhirnowsky Steingrube
Зона влияния Жирновского карьера каменных строительных материалов(Ростовская Область)
Зона влияния Липкинского карьера каменных строительных материалов(ВКУ).
Einflusszone von Perekowsky Steingrube
Einflusszone von Murugowsky Steingrube
Зона влияния Перекопского карьера каменных строительных материалов(Агропромдорстрой).
Зона влияния Муруговского карьера каменных строительных материалов(Нехаевское ДРСУ).
Einflusszone von Bulekowsky Steingrube
Legende: УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.
Зона влияния Булековского карьера каменных строительных материалов(Урюпинское ДРСУ).
оз Боткуль
Лощина
Отгонный
Савинка
Торгун
Кумысолечебница
Гмелинка
Верх Водянка
Палласовское ДРСУ
Приозерный
Карабидаевка
Ха
ра
Путь Ильича
Венгеловка
Вишневка
Комсомольский
Прудентов
Красная Деревня
оз Болтуха
16
16
ов
ски
йк
ан
ал
Гончары
Па
лл
ас
Золотари
Цилинный
н
23
Ромашки
Вербный
32 Харьковка
Кано
Нов Иванцовка
Тор
гу
Пирамидальный
16
Барановка
Чкалов
Ям
а
Старая
Полтавка
Меловой
Нов Полтавка
Старополтавское
ДРСУ
Бережновка
Политотдельское
Рассвет
Николаевск
15
Рыбный
ДСУ 3
Ниж Добринка
16
Иловатка
Усть-Грязнуха
Ниж Добринка
Зеленый
Новониколаевское
Приморск
Средняя
Ахтуба
Среднеахтубинское
ДРСУ
Краснослободск
Орловское
Варвар
вдхр
им Канал
ВИ
Лен
ина
Северный
20
Майский
10
Оленье
Дубовское
ДРСУ
Дубовка
Каменный
Кузмичи
24
Карповка
Ст Абганерово
Овражный
13
ка
Садки
26
Лозное
Челюскинцев
Котлубань
Широков
Качалино
Ти
ш
ан
11
Петров Вал
Иловля
КАМЫШИН
17
№4
Черебаево
Воднобуерачное
Красный Яр
САРАТОВ
бла
сть
Зона экономической неопределенности
Сар
ато
вск
ая о
Семеновка
№5
Гуселка
Тетеревятка
Верх Добринка
Вишневое
Лапшинская
Купцово
Давыдовка
Ольховка
Бол Ивановка
ВОЛГОГРАД
Степаневка
Овражный
Ивановка
Чулековское
Чулеково
Ери
к
Бузиновка
24
Степной
Тихоновка
Котельниковское
ДРСУ
15
37
Красноярский
Веселый
Новинка
Алешники
Линевский
Перещипное
Крячки
Мокрая Ольховка
Ольховское
Гусевка
Рыбинка
Иловлинское
ДРСУ
ДСУ 1
Калачовское
ДРСУ
Гумрак
25
58
21
Котельниково
Комаров
Дон
Трехостровская
Паньшино
Крепинский
Первомайский
14
Логовский
Морской
№1
Молокановский
18
Дорофеевский
Заливский
Чиганаки
Новомаксимовский
ДРСУ
Морской
Лозной
Нижнегнутов
Фастов
Иловля
Большенабатовский №7
Верх. Бузиновка
Голубинский 2-й
16 Суровикинское Верхнечирский
Попов
16
Камышинский
Хмелевская
Венцы
Краснодонский
28
Abb. F−1: Aufteilung der Region gemäß der Lage von Steingruben und Einfluss auf die Lieferungswege
168
Чекомасьев
44
Тормосин
Перекопка
Калач-на-дону
40
№7
21
Песковка
Пограничное
Жирновское26
ДРСУ
Подчинный
Медведицкая
Рудня
Садовый
№10Ниж Коробка
Нежинский
Сухановский
Вертячий
№6
Майоровский
Песковатка
№3
№5
№2 Борисов
Малоголубинский
№4
Киселев
Самофаловка
Голубинский
Добринка
№3
Россошка
Скворин
Дмитриевка
Колонья
Нижнеосиновский
Терновка
Фролово
№8
БелужиноМелоклетский
Колдаиров
Шохинский Сиротинская
н
До
Клетское
ДРСУ
Зотовский
Манойлин
Курганный Калмыковский
Ерик
№1
Чернышковский
Чернышковское
ДРСУ
30
20 Максари
Перелазовский
15
Клетский
АрчединоЧернушенский
Благодатный
№9 Вилтов
Новогригорьевская
№1
Перекопская
Озерки
Перекопский
Серафимовичское
ДРСУ
Серафимович
Нижний Чир
Верхнеаксеновский
Журавка Алешкин
Верхнегнутов
Суворовская
30
Малахов
Пронин
Царица
Жирновск
22
№6
Дрсу
Антиповка
15
Образцы
Романовка
Зензеватка
28
Михайловка
Фроловский
Караваинка
Захаровка
Липовка
Шуруповский
Писаревка
Варькино
№3
Солодча
№4
Красные Липки
Н Липки
Нов Паника №2
Октябрьский
Верхние Липки
№4
Г
Балыклей
Ширяевский
Шляховский
Александровка
Липкинский
№3
№5
Зимовской
Выездинский
Семеновка
Лог
34
№10
№2
Каменский
Кременская
Безымянка
0
213
ДСУ 2
Михайловка
18 Фроловское
ц
ДРСУ
ди
Теркин
20
Дон
ве
Любимовский
ед
Земняцкий
М
№1
Новоалександровский
Чиганаки 2-е
Слащевскаяа
20
Кумылженская
Кумылга
Букановская
Усть-Хоперский
Крутовский
Буерак
Сенюткин
21
№13
Ягодный
Котовский
Базки
Дон
Фоминихинский №12 №11
Рубашкин
Большой
Распопинская
Горбатовский
Среднецарицынский
Блиновский
№4
Калинин
Хохлачев
К Жирновскому
карьеру 110км
Ростовская область
8
28
№9
№8
Александровка
Линево
26
Бол Князевка
Медведица
Овр.Дальний
№2
Слюсарево
Лобойково №6 №7 Островская
Нов.Кондаль
Орехово
Громки
Лопуховка
Руднянское
ДРСУ
Матышево
20
Ягодное
Подкуйково
№3 26
№2
Кленовка
№1
Ершовка
Романовка
32
Хвощинка
Козловка Лемешкино
20
Попов Скулябинский
№3
Филин
Белогорский
ла
Цим
30
Хо
пе
р
Цуцкан
27
24
19
Рябовский
18
8
22
Реконструкция
31
Кр Октябрь
Муруговский
Сенной
Маломедведевский
0
Светлый Яр
Динамо 3
13
Дорожкин №8
№1
Троицкий
Упорниковский
Большемедведевский
Раздолье
Солонцовский
Солонка
17
№2
Етеревская
Попки
Малодельский
УстьДенисовский
Карагичев
Кувшинов
Реченский Бузулукская
Субботин
12
Решетовский
Моисеево
Атамановка
Роднички
Кругловка
Синичкин
Черепухов
Ендовский
Сухонский
Бол Лычак
Суляевский
Кулички
Романов
Раскольный
Трехложенский
Гурово
Зотовская
Княженский
Жуковский
Бочаровский
Карповский
Зеленый
Журавка
Елань
20
Еланское
ДРСУ
Морец
Березовка
№4
Чернолагутинский
Новопетровский
Таловка
Гришин
Чистополь
Таловка Большевик Белые пруды
№5
Киквидзе
Завязка
Алонцево
Новоаннинский Мордвинцево
Журавка
Секачи
ДСУ 5
Черкесовский
Полевой
Урюпинское
19
9 №4 Куликовский
ДРСУ Краснолученский
Нехаевский Алексеевская
Красновский
Россошинский
Искра
Подсосенский
Успенка
№10 №9
Остряковский
Карагичевский
56
Лощиновский
Беспаловский
43
28
11
Андреановка
Александровка
Лазаревский
Новониколаевское
ДРСУ
Новониколаевск
32
8
Мирный
12
Николаевский
№2
№3 Алексиковский
Серп и Молот
№1
Криушинский
Верхнецепляевский
Моховский
17
я
ска
еж
он сть
р
Во бла
о
Хопер
16
19
24
35
12
10
Anhang F: Aufteilung der Region nach Bereichen anhand der Lieferungswege der Gesteinsmaterialien (Region Wolgograd)
32
8
18
23
27
16
35
16
20
9
23
17
8
23
15
21
18
7
28
10
27
16
24
45
26
14
28
42
9
27
34
10
10
35
11
34
19
32
28
13
23
23
14
24
18
8
33
7
18
14
38
34
20
38
32
16
37
Иловля
37
22
23
24
КАЗАХСТАН
22
К
ил
да
ар
Торгун
у
ьер
кар1км
25
26
24
36
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region
Nizhneje Powolzhje
169
А
100
0,6
37,1
33
Minimaler Abstand vom Grundwasserpegel
Bauklasse
Anzahl der Fahrstreifen
Deckenart
Rechnerische Last (Kfz-Gruppe)
Normative Belastung von Qрасч in kN
Rechnerische Belastung P in MPа
Rechnerischer Durchmesser der Kfz-Reifen (Dynamische Belastung) D in сm
Rechnerischer Durchmesser der Kfz- Reifen(Statische Belastung) D in сm
3
4
5
6
7
170
3,00
0,90
Erforderlicher Festigkeitswert gemäß den Schub und Biegung Кпртр
Wert der Änderung von Verkehrsdichte, q, % (Anteil)
1,06
Erforderlicher Festigkeitswert gemäß der elastischen Durchbiegung Кпртр
10
11
0,85
Erforderlicher Sicherheitsfaktor Кн
9
12
Nutzungsdauer der Straßenkonstruktion (Тсл), Jahre
8
Asphaltbeton
2
V
1,20
1,15
Pegel des Grundwassers mehr als 30 Tage
2
V
Wert
Klimazone
Angaben
1
Nr.
Die Berechnungen wird gemäß Normen ODN 218.046−01 vorgenommen.
(mit regionalen Bedingungen der Region „Nizhneje Powolzhje)
Berechnung der Oberbaukonstruktionen aus lokalen Baustoffen
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
12
71,00
6,00
Pkw, %
Busse, %
0,2
0,7
1,25
0,7
Mittelschwere – GAZ-53 А, Ladegewicht 4,0 t
Schwergewichte – KAMAZ 5320, Ladegewicht 8,0 t
Schwergewicht – KAMAZ 53212, Ladegewicht <10 t
Sattelzug, Ladegewicht – >30 t
171
0,005
Leichtgewichte − GAZ-El, Ladegewischt 1,5 t
Verkehrsanteil, Achslast:
Rechnerische Werte der Verkehrslast:
23,00
456
Anteil: Lkw, %
Verkehrsdichte für das rechnerische Jahr
Die Berechnungen wird gemäß Normen ODN 218.046−01 vorgenommen.
(mit regionalen Bedingungen der Region „Nizhneje Powolzhje)
Fortsetzung: Berechnung der Oberbaukonstruktionen aus lokalen Baustoffen
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
Bauklasse nach RStO’01, Tabelle 1, > 0.1 < 0.3
172
B1 bis 30 [Mio.] = N x DTV(SV) x fA x qBm x f1 x f2 x f3 x fz x 365 =
Methode 1.2 – Bestimmung von B bei konstanten Faktoren
Verkehrszählung aus dem Jahre
DTV [Kfz/24h]
Schwerverkehrsanteil s [%]
Prognosewert für das voraussichtliche Nutzungsjahr
DTV(SV)z = DTV x s [Kfz/24h], durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke der Fahrzeugarten des Schwerverkehrs im
Nutzungsjahr
zugrunde gelegter Nutzungszeitraum; in der Regel 30 Jahre
N
Durchschnittliche Achszahl/Fahrzeug des Schwerverkehrs (Achszahlfaktor) im Nutzungsjahr i-1 [A/Fz] fAi-1 (Tabelle A 1−1)
DTA(SV) = DTV(SV) x fA
qBm Lastkollektivquotient (Tabelle A 1−2)
f1i Fahrstreifenfaktor im Nutzungsjahr i (Tabelle A 1−3)
f2i Fahrstreifenbreitenfaktor im Nutzungsjahr i (Tabelle A 1−4)
f3 Steigungsfaktor (Tabelle A 1−5)
Mittlere jährliche Zunahme des Schwerverkehrs im Nutzungsjahr i (Tabelle A 1−6)
p
fz Mittlerer jährlicher Zunahmefaktor des Schwerverkehrs (Tabelle A 1−7)
gen.
0,180
0,500
1,400
1,020
0,010
1,073
3,100
12
2012
2000
V
0,27
451
145
456
29
501,6
Bestimmung der bemessungsrelevanten Beanspruchung B aus DTV(SV)-Werten nach Methode 1, wenn lediglich DTV(SV)-Angaben vorlie-
Ermittlung der Bauklasse nach RStO 01
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
456
2015
42
Leichte,
<1,0 t
24
Leichte,
<2,5 t
9
Mittelschwere,
4t
11
Schwere,
<7 t
14
Schwere,
>10 t
Mittel tägliche Verkehrsdichte
Lkw, Kfz/Tag
5
Sattelzüge,
>30 t
105
SUMME
Еобmin = 100 MPa
Еобтр = 130 MPa
Minimales Oberbau-E-Modul (gemäß Tabelle 3−4 ODN 218.046−01):
Erforderliches Oberbau-E-Modul:
173
Еобр = 130 MPa
27
30
Busse
Angeführte
[Kfz/Tag]
Werte
[Einh./Tag]
Rechnerisches Oberbau-E-Modul (Formel 3.10 ODN 218.046−01) für Klimazone V:
324
Pkw
[Kfz/Tag]
Summarische Aufbringung der Last im letzten Nutzungsjahr der Straße (Formel 3.7 ODN 218.046−01): 4807
Alle
Arten
Jahr
Tabelle G−1: Mittel tägliche Verkehrsdichte
Anhand der Daten im letzten Jahr der Straßennutzung sieht die Verkehrsdichte wie folgt aus:
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
174
Bauklasse / StraßenTyp des Belags
kategorie
I
Schwere Straßendecke (mit hoher Beanspruchung)
II
Schwere Straßendecke (mit hoher Beanspruchung)
III
Schwere Straßendecke (mit hoher Beanspruchung)
Leichte Straßendecke
IV
Schwere Straßendecke (mit hoher Beanspruchung)
Leichte Straßendecke
V
Leichte Straßendecke
Ungebundene / temporäre Straßendecke
Frist für die Klimazonen Тсл [Jahre]
I, II
III
IV, V
14-15-18
15-19
16-20
11-15
12-16
13-16
11-15
12-16
13-16
10-13
11-14
12-15
11-15
12-16
13-16
8-10
9-11
10-12
8-10
9-11
10-12
3-8
3-9
3-9
Tabelle G−3: ODN 218.046−01–Tabelle 6−2 Empfohlene Frist der Nutzungsdauer der Straße
I
II
III
IV
V
Bauklasse
Erforderliches Schicht-E-Modul des Oberbaus [Мpа]
Oberbau mit AsphaltSummarische minimale Anzahl der BeanspruOberbau mit AsphaltBelag für die erhöhte
Ungebundene / tempochungen für höchstbelastete Fahrbahnstreifen
Belag (leichte StraßenStraßenbelastung
räre Straßendecke
decke)
(schwere Straßendecke)
750000
230
500000
220
210
375000
200
200
110000
150
100
40000
100
50
Tabelle G−2: ODN 218.046−01–Tabelle 3−4
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
2
8
15
23
0
40
Asphaltdeckschicht
Asphalttragschicht
Gebundene Tragschicht, Zeile 13-20
Ungebundene Tragschicht, 21-26
Zusätzliche Zwischenschicht
Untergrund
Kriterien erfüllt.
Baustoffart
(aus Tabelle H−6)
Straßenkonstruktion, Aufbaue
Tabelle G−4: Konstruktionswerte
Еобщэкв muss gleich oder höher als Еобтр sein.
4
8
15
27
0
Schichtdicke
[cm]
175
4500
2100
450
300
61
61
Еи
Епр
3200
2000
450
300
<0
10
61
460
396
450
300
Ес
60
Schicht-E-Modul in MPа, bei to C
Werte
Baukosten
von 1 м2
экв
[Rubel]
Еобщ
(Preise vom
Jahr 2013)
331
433,68
271
816,34
182
1019,10
126
528,12
61
0,00
61
0,00
TOTAL:
2797,24
Eобщ.i = [1,05-0,1*(h/D)*(1-(Eобщ.(i+1)/Ei)^1/3)]*Ei / [0,71*(Eобщ.(i+1)/Ei)^1/3*arctg(1,35*hэ/D)+(E1/Eобщ.(I+1))*(2/Pi*arctg(D/hэ))]
Schicht-E-Modul der konstruktiven Schicht Еобщi wird wie folgt ermittelt:
1) Prüfung der Konstruktion nach elastischer Durchbiegung
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
Baukosten
von 1 м2,
[EURO]
(Preise vom
Jahr 2013)
8,67
16,33
20,38
10,56
0,00
0,00
55,94
Dicke der Frostschutzschicht
Frostschutzschicht
Schottertragschicht Ev2 ≥150 (120)
Asphalttragschicht
Asphaltdecke
Bauweise der Bauklasse V nach RStO 01
176
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
2
8
15
23
0
40
Asphaltdeckschicht
Asphalttragschicht
Gebundene Tragschicht, Zeile 13-20
Ungebundene Tragschicht, 21-26
Zusätzliche Zwischenschicht
Untergrund
4
8
15
27
0
Schichtdicke
[cm]
Kriterien für Sandschicht und Untergrund erfüllt
Baustoff
(Tabelle G−7)
Straßenkonstruktion, Schichte
177
460
396
450
300
0
61
Ес
0
0,016
с, MPa
0
15
φ
Normenwerte
Tabelle G−5: Normenwerte. Prüfung der Konstruktion nach Schubkraftwiderstand
Кпргр = 1,387
Кпрпес = 0
Тпргр = 0,019
Тпрпес = 0
Тпр = с*кd + 0,1*gср*zоп*tgf (Formel 3–14 ODN 218.046−01)
Тгрунта = 0,0138
Тпесок = 0
Т = tн*р (Formel 3–13 ODN 218.046−01)
Т<=Тпр/Кпртр (Formel 3–11 ODN 218.046−01)
2) Prüfung der Konstruktion nach Schubkraftwiderstand
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
0
6,05
Ев/Ен
0
1,48
h/D
0,000
0,023
tн
0,0024
0,0022
0,002
0,002
0
gср
1,00
1,00
kd
Kriterien erfüllt
Asphaltdeckschicht
Asphalttragschicht
Gebundene Tragschicht, Zeile 13-20
Ungebundene Tragschicht , 21-26
Zusätzliche Zwischenschicht
Untergrund
Straßenkonstruktion, Schichte
2
8
15
23
0
40
Baustoffart
4
8
15
27
0
Schichtdicke
[cm]
178
4500
2100
450
300
0
61
Еи
5,50
4,00
-
m
α
5,90
7,60
-
Werte
9,80
5,65
-
Ro, МПа
16,6
15,6
-
Ев/Ен
0,11
0,32
-
h/D
Tabelle G−6: Normenwerte. Prüfung der Konstruktion nach Dehnungsfunktion bei Durchbiegung – Ermüdungswiderstand
Кпрнсп = 2,770
Кпрвсп = 5,580
RNнсп = 3,580
RNвсп = 8,595
RN = Ro * k1 * k2*(1-VR*t) (Formel 3–17 ODN 218.046−01)
Srнсп = 1,292
Srвсп = 1,540
Sr = Srн * p * kв (Formel 3–16 ODN 218.046−01)
Sr<=RN / Кпртр (Formel 3–15 ODN 218.046−01)
3) Prüfung der Konstruktion nach Dehnungsfunktion bei Durchbiegung – Ermüdungswiderstand:
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
3,02
2,53
-
Srн
0,85
-
kв
5
0
5
1
Nср=
Nср=
Nср=
Nср=
0,1
0,9
0,001
0,999
Nс = Mittlere Stundenverkehrsdichte
179
Тпр50 = 2300 rechnerische Schubperiode für die Decke mit einer Temperatur höher als 30 оС;
n = Tпр50*Nср
K3 = 1+t*vp
К2 = (Тф/Тл)m
К1 = 0,5+0,4*lgn
Rсдвтр = К3*(0,307*К1*К2 + 0,422*К11*К21), МPа
Rсдвтр: erforderliche Festigkeit des Asphaltbetons.
Rсдв50: Grenzwert der Festigkeit von Proben bei der Untersuchung nach Schub bei der Temperatur 50 оС gemäß GOST 12801-98;
Rсдв50>= Rсдвтр, МPа,
Schubfestigkeit wird unter Berücksichtigung der folgenden Kriterien gewährleistet:
Berechnung der Schubfestigkeit auf der Asphaltschicht.
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
0,001
n=
0,1
n=
0,001
0,9
0,1
К1= 0,94
К1= 2,12
К1= 1,74
0,9
0,1
К2= 1,10
К2= 0,68
180
Rсдвтр = 1,43 Erforderliche Festigkeitsgrenze bei dem Verkehr auf den Landstraßen und Kreuzungen
Rсдвтр = 1,25 Erforderliche Festigkeitsgrenze bei dem Verkehr auf dem Straßenabschnitt
Sicherheitswert, berücksichtigt das Sicherheitsniveau bei der Nutzung der Straße ohne irgendwelche Verformungen
0,001
К2= 0,62
К3 = 1,1802
0,999
К2= 1,25
К2= Korrekturwert für die Zeit des Verkehrsaufnahme
0,999
К1= 2,13
К1= Wert für Berücksichtigung der Wiederholungen von Lastaufbringung
1223
0,9
n= 11010
12
0,999
n= 12221
n = Anzahl der Kfz-Durchfahrten
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
Dichter Asphaltbeton, Bitumen 60/90
Poröser Asphaltbeton, Bitumen 40/60
Poröser Asphaltbeton, Bitumen 60/90
Poröser Asphaltbeton, Bitumen 40/60
Poröser Asphaltbeton, Bitumen 60/90
Hochporöser Asphaltbeton, Bitumen 40/60
Hochporöser Asphaltbeton, Bitumen 60/90
Hochporöser Asphaltbeton, Bitumen 40/60
Hochporöser Asphaltbeton, Bitumen 60/90
Kalter Asphaltbeton, SG 70/130
Kalter Asphaltbeton SG 70/130
„Schwarzer Schotter“ mit Bindemittel
WSN 123−77
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Dichter Asphaltbeton, Bitumen 40/60
Material
1
№
Straßenbau
900
2000
1300
1100
2800
2000
2800
2000
2800
2000
2800
3200
4400
2100
2600
2200
3000
2100
3000
2800
3600
2800
3600
4500
6000
432
-
468
396
429
432
468
396
429
460
520
Епр
Еи
Ес
[МPа] [МPа] [МPа]
7,10
7,60
7,10
7,10
6,80
7,10
6,80
5,90
5,60
α
181
4,00 7,60
3,00 10,30
2,50 13,40
4,30
4,00
4,30
4,30
4,50
4,30
4,50
5,50
6,00
m
Datenbank gemäß Baumaterialien
5,65
4,90
4,60
5,50
5,65
5,50
8,00
8,30
8,00
8,30
9,80
10,00
Ro
с
[МPа] [МPа]
φ
Verwendung
Deckschicht
Heiße feinkörnige Mischung
für Deckschichten
Heiße feinkörnige Mischung
für Deckschichten
Heiße feinkörnige Mischung
für Deckschichten
Heiße feinkörnige Mischung
für Deckschichten
Heiße grobkörnige Mischung
für Tragschichten
Heiße grobkörnige Mischung
für Tragschichten
Heiße feinkörnige Mischung
für Deck- und Tragschichten
Heiße feinkörnige Mischung
für Deck- und Tragschichten
Heiße grobkörnige Mischung
für Tragschichten
Heiße grobkörnige Mischung
für Tragschichten
Deckschicht
Deckschicht
70,70
99,07
99,47
99,47
99,07
102,04
102,04
99,07
99,07
92,67
92,67
108,42
108,42
Kosten
1 сm*m2
Rubel
Tabelle G−7: Rechnerische Festigkeits- und Deformationswerte der konstruktiven Schichten für die Baustoffe, verwendbaren im
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
1850
2200
2300
2300
2200
2200
2200
2300
2300
2300
2300
2400
2400
Dichte
[kg\m3]
24
25
26
23
22
21
18
19
20
17
16
15
14
№
Untergrund, verfestigt mit Zement М20
Untergrund, verfestigt mit Zement М40
Untergrund, verfestigt mit Zement М40
Schotter
Sedimentärgestein GOST 8267-93
Plastische Gesteine (Lava, Magma) GOST
8267-93
Sand-Schotter Mischung GOST 25607-94
Körngröße bis 40 mm, С-1
Bis 20 mm, С-2
Bis 40 mm, С-5
Bis 20 mm, С-6
Verfestigter Untergrund mit hydraulischem
und mineralischem Bindemittel
Verfestigter Untergrund mit hydraulischem
Bindemittel
„Schwarzer Schotter“ mit Bindemittel
WSN 123−77
Kalter Mischung mit Verfahren „On Road“
WSN 123−77
Material
baren im Straßenbau
290
260
240
300
350
450
600
250
400
400
280
450
600
Епр
Еи
Ес
[МPа] [МPа] [МPа]
182
m
α
Datenbank gemäß Baumaterialien
Ro
с
[МPа] [МPа]
φ
Deckschicht
Tragschicht
Tragschicht
Deckschicht
Tragschicht
Deckschicht
Obere und untere Tragschichten für Straßen der Bauklassen IV-V
Obere und untere Tragschichten für Straßen der Bauklassen IV-V
Tragschicht / Untergrund
Tragschicht / Untergrund
Tragschicht / Untergrund
Deck- und Tragschicht
Tragschicht
Verwendung
19,56
19,56
19,37
19.37
21,31
19,47
24,42
22,40
22,40
23,74
22,40
63,69
64,86
Kosten
1 сm*m2
Rubel
Fortsetzung Tabelle G−7: Rechnerische Festigkeits- und Deformationswerte der konstruktiven Schichten für die Baustoffe, verwend-
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
2000
2000
2000
2000
1800
1600
2000
1800
1900
1900
2000
2000
1850
Dichte
[kg\m3]
34
35
36
37
38
39
40
41
42
Untergrund
Leichtes Lehm-Sand-Gemisch
Schlammiger Sand
Schlammiges Lehm-Sand-Gemisch
Schweres schlammiges Lehm-Sand-Gemisch
Leichter Schluff
Leichter schlammiger Schluff
Schwerer Schluff
Schwerer schlammiger Schluff
Ton
Untergrund, verfestigt mit hydraulischem
und mineralischem Bindemittel
60
89
72
61
83
61
83
61
83
600
280
Untergrund, verfestigt mit hydraulischem
Bindemittel
32
33
250
120
100
174
27
28
29
30
31
Material
183
m
α
Datenbank gemäß Baumaterialien
Епр
Еи
Ес
[МPа] [МPа] [МPа]
Zusätzliche Schichten
Grund, verfestigt mit Zement
Grobkörniger Sand
Feiner Sand
Geotextil., h<1 сm
Feiner Sand, bewehrt mit Geogrid
№
baren im Straßenbau
0,008
0,004
0,008
0,008
0,016
0,016
0,016
0,016
0,016
0,003
0,004
-
18
26
18
18
14,5
14,5
14,5
14,5
14,5
29
26
-
Ro
с
[МPа] [МPа]
Verwendung
Нггв
0,5
0,8
0,8
1,2
1,1
1,2
1,1
1,2
1,1
Zusätzliche Schichten
Zusätzliche Schichten
Zusätzliche Schichten
Zusätzliche Schichten
Zusätzliche Schichten
Obere und untere Tragschichten für Straßen der Bauklassen IV-V
Obere und untere Tragschichten für Straßen der Bauklassen IV-V
φ
Code
35
36
37
38
39
40
41
42
43
23,74
22,40
30
24,42
11,50
11,50
2000
2000
1750
1950
1850
1000
1850
Dichte
[kg\m3]
Rohdichte
[kg\m3]
2100
1750
2100
2100
2000
2000
2000
2000
2000
Kosten
1 сm*m2
Rubel
Fortsetzung Tabelle G−7: Rechnerische Festigkeits- und Deformationswerte der konstruktiven Schichten für die Baustoffe, verwend-
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
5,8/6,8
5,0/5,6
5,2/5,9
5,4/6,3
5,8/6,8
5,9/7,1
5,0/5,6*
5,2/5,9
5,4/6,3
5,8/6,8
5,9/7,1
8,30
10,00
9,80
9,50
9,30
9,00
10,00
9,80
9,50
9,30
9,00
Normenwerte des Dehnungswiderstands beim Biegen Ro
[МPа]
184
formität der rechnerischen (tiefen) Temperatur der Oberfläche und des Bodenwassergehaltes.
–Formelwert, berücksichtigt die Abweichung des Dehnungswertes, erhaltend im Labor und vor Ort; und die Wahrscheinlichkeit der Kon-
4,5
6,0
5,5
5,0
4,5
4,3
6,0
5,5
5,0
4,5
4,3

3
3
3600
6000
4500
3600
2600
2000
8600
6000
4600
3500
2500
m
2
m – Formelwert, abhängig von Materialart
40/60
40/60
60/90
90/130
130/200
200/300
40/60
60/90
90/130
130/200
200/300
E-Modul,
Е [МPа]
2
Poröses Asphaltmischgut
Dichtes Asphaltmischgut
Hochdichtes Asphaltmischgut
Asphaltbeton
Belastungsdauer ODN 218.046−01. Tabelle 3−1
Tabelle G−8: Normenwerte für Tabelle G−7: Steifigkeitsmodul Eи– Werte bei Dehnung infolge des Biegens, unter der kurzfristigen
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
40/60
60/90
90/130
60/90
90/130
130/200
200/300
3000
2100
1700
2800
2200
1800
1400
E-Modul,
Е [МPа]
**) für den sandigen Asphaltbeton
185
Бх
2600
Вх
2200
Гх
1800
Дх
1500
*) Einheitswerte – Werte für Klimazone II, Nenner-Wert – für Klimazone III-IV.
Kaltes Asphaltmischgut
Hochporöses Asphaltmischgut
Asphaltbeton
3,0
2,5
2,0
2,0
4,3
4,0
3,8
4,3
4,0
3,75
3,7
m2
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
8,0/10,3
9,8/13,4
13,2/19,5
13,2/19,5
5,9/7,1
6,3/7,6
6,5/7,9
5,9/7,1
6,3/7,6
6,6/8,2
6,7/8,2

3
4,90
4,60
4,20
3,90
5,50/6,50**
5,65/6,20
5,50/-
Normenwerte des Dehnungswiderstands beim Biegen Ro
[МPа]
8,00
7,80
7,60
7,10
Bitumensorte
350; 350
350; 350
500
350
-
350
300
-
540; 460; 380 390; 360; 350
340; 330
340; 330
350; 350
350; 350
186
Bei den Berechnungen sollen die Werte bei t°= +10° angenommen werden.
um 20 % zu erhöhen.
sandigen Gemische. Für feinkörnige Gemische bei Temperaturen von 30 bis 50 0C sind die Werte um 10 % und für grobkörnige Gemische
Bemerkung: Die Werte des E-Moduls sind für den porösen und hochporösen Asphaltbeton angegeben. Anwendbar sind die Werte für die
800
400
-
900; 700; 510
400; 350
400; 400
350; 350
Steifigkeitsmodul Е [МPа], für Temperaturen, °С
+10
+20
+30
+40
+50 (60)
4400; 3200; 2400 2600; 1800; 1200 1550; 1100; 550 850; 650; 550 520; 460; 420
1500; 1200
800; 600
670; 500
460; 420
380; 360
Viskoses Bitumen,
BND und BN:
40/60; 60/90; 90/130
130/200; 200/300
Flüssiges Bitumen:
1000; 1000
420; 420
БГ-70/130; СГ-130/200
800; 800
360; 360
СГ-70/130; МГ-70/130
Poröser und hochporöser As- Viskoses Bitumen BND 2800; 2000; 1400 1700; 1200; 800
phaltbeton
und BN:
1100; 950
600; 450
40/60; 60/90; 90/130
130/200; 200/300
Dichter Teerbeton
3800
1500
Poröser Teerbeton
2000
300
Kaltes Asphaltmischgut
Бх
1300
Вх
1100
Гх
900
Дх
750
-
Dichter Asphaltbeton, hochdichter Asphaltbeton
Baustoff
on) ODN 218.046−01. Tabelle 3−2
Tabelle G−9 Normenwerte zur Tabelle G−7: Steifigkeitsmodul Eпр (Bei der elastischen Durchbiegung und Schubkraft in Konstrukti-
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
Schlacken – Schotter- Kies Gemisch (GOST 3344)
Für Tragschichten
Baustoff
Schotter / Kies Gemisch (C) für die Deckschichten:
- Konstante Sieblinie (GOST 25607)
187
C1 - 70 mm
С2 - 70 mm
С4 - 40 mm
С6 - 20 mm
С3 - 80 mm
С4 - 80 mm
С5 - 40 mm
С6 - 20 mm
С7 - 20 mm
Bei maximaler Korngröße: С1 - 40 mm
С2 - 20 mm
275
260
250
210
280/240
275/230
260/220
240/200
260/180
300/280
290/265
E-Modul [МPа]
Tabelle G−10: Normenwerte zur Tabelle G−7: E-Modul (Eпр) für den Schotter, Schotter-Kies-Gemisch. ODN 218.046−01. Tabelle 3−8
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
Eв/Eн=5
Eв/Eн=7
Eв/Eн=10
Eв/Eн=15
Eв/Eн=20
Eв/Eн=25
Eв/Eн=30
Eв/Eн=50
Tabelle G−12 Spannung bei der Durchbiegung
Eв/Eн=2
Eв/Eн=3
Eв/Eн=4
Eв/Eн=5
Eв/Eн=7
Eв/Eн=10
Eв/Eн=20
Eв/Eн=30
Eв/Eн=50
Tabelle G−11 Spannung beim Schub
188
Asphalttragschicht
Spannung bei der Durchbiegung
0,851
1,227
1,606
2,106
2,534
2,841
3,064
3,765
Spannung beim Schub
3,79
2,87
2,38
1,96
1,30
1,04
0,72
0,59
0,33
Untergrund
Anhang G: Berechnung des Oberbaus aus lokalen Baustoffen für die Region Nizhneje Powolzhje
0,104
0,079
0,066
0,054
0,036
0,029
0,020
0,016
0,009
Sand
Deckschicht
0,866
1,227
1,702
2,360
3,020
3,550
4,000
5,353
0,067
0,051
0,042
0,035
0,023
0,019
0,013
0,010
0,006
Anhang H: Baukosten für die Baustoffe nach Regionen
Anhang H: Baukosten für die Baustoffe nach Regionen
189
20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
№
Alekseewsky
Bykowsky
Goroditschensky
Danilowsky
Zhirnowsky
Ilowlinsky
Kikwidsensky
Kalatschewsky
Kletsky
Kotowsky
Kotelnikowsky
Kumylzhensky
Leninsky
Nehaewsky
Nikolaewsky
Olhowsky
Pallasowsky
Rudnyansky
Swetlojarsky
Serafimowitschesky
Gebiet
190
Baukosten für 1 m2 der konstruktiven Schichten der Straße bei h=1 cm, Rubel/m2 in Preisen vom 2014.
GrobkörniFeinkörniGrundVorabsieLokaler
ger
ger
BitumengebundeSand
Zement
bung Schot- RC-Schotter
Schotter AsphaltbeAsphaltbener Schotter
Gemisch
ter
ton
ton
11,50
19,37
99,07
108,42
22,40
70,70
18,08
18,51
16,76
27,33
87,26
100,87
20,83
65,81
22,98
24,42
10,74
20,94
92,02
105,95
21,88
69,12
14,45
15,86
8,65
29,00
84,96
98,41
20,31
64,08
17,75
19,23
8,32
14,45
82,51
95,79
19,78
62,50
11,21
12,73
6,16
9,63
77,90
90,86
18,73
59,18
7,23
8,62
10,74
33,82
89,57
103,49
21,35
67,39
21,06
22,54
10,74
24,18
87,26
100,87
20,83
65,81
16,12
16,42
6,50
11,30
89,57
103,49
21,35
67,39
10,46
11,15
8,65
22,51
84,96
98,41
20,31
64,08
14,51
15,11
12,84
24,18
84,96
98,41
20,31
64,08
17,02
16,42
10,74
25,75
96,77
111,03
22,93
72,29
16,87
17,17
15,07
29,00
94,32
108,42
22,40
70,70
20,12
19,23
10,74
33,82
87,26
100,87
20,83
65,81
21,06
22,54
10,74
33,82
89,57
103,49
21,35
67,39
21,06
22,54
8,65
22,51
82,51
95,79
19,78
62,50
14,51
15,11
11,62
30,57
92,02
105,95
21,88
69,12
27,31
20,48
12,84
22,51
87,26
100,87
20,83
65,81
15,99
15,11
8,65
24,18
94,32
108,42
22,40
70,70
15,52
16,42
8,65
33,82
92,02
108,42
22,40
70,70
20,17
22,54
Tabelle H−1: Baukosten für die Baustoffe nach Regionen
Anhang H: Baukosten für die Baustoffe nach Regionen
Sredneakhtubinsky
Staropoltawsky
Surowikinsky
Urüpinsky
Frolowsky
Tschernyschkowsky
21
22
23
24
25
26
Der Preis des Geotextils wurde 30 Rub/m2 angenommen.
Gebiet
№
191
Baukosten für 1 m2 der konstruktiven Schichten der Straße bei h=1 cm, Rubel/m2 in Preisen vom 2014.
Grobkörni- FeinkörniGrundBitumenge- VorabsieLokaler
ger
ger
RCSand
Zement
bundener
bung SchotSchotter
Asphaltbe- AsphaltbeSchotter
Gemisch
Schotter
ter
ton
ton
10,74
25,75
87,26
100,87
20,83
65,81
16,87
17,17
10,74
32,24
82,51
95,79
19,78
62,50
20,11
21,59
8,65
40,30
92,02
105,95
21,88
69,12
23,41
26,97
10,84
17,69
84,96
98,41
20,31
64,08
13,57
11,80
10,74
19,63
82,51
93,32
19,26
60,77
16,26
17,25
6,42
33,82
92,02
105,95
21,88
69,12
21,65
22,39
Fortsetzung Tabelle H-1: Baukosten für die Baustoffe nach Regionen
Anhang H: Baukosten für die Baustoffe nach Regionen
Lebenslauf
Sergey Alexikov
Persönliche Daten
Geburtsdatum
11.11.1983
Staatsangehörigkeit
deutsch
Familienstand
verheiratet
Kinder:
Söhne, Alexander und Leonard
BERUFSERFAHRUNG
Seit 06/2008 – bis heute
STRABAG International GmbH,
Köln, Deutschland
Position: Projektleiter / Bauleiter
10/2007 – 06/2008
HOCHTIEF Construction AG
Essen, Deutschland
Hochtief Consult Infrastructure
Ingenieur
2004 – 2005
Fa. KomDorStroy
Wolgograd, Russland
Entwerfen von Fahrbahnmarkierungen (AutoCad)
für städtischen Straßen
2001 – 2003
Staatliche Firma Wolgogradawtodor
Wolgograd, Russland
Entwerfen von Fahrbahnmarkierungen (AutoCad)
für die Straßen im Wolgograder Gebiet
2000
Stadtverwaltung
Wolgograd, Russland
Erstellung von Karten des Straßennetzes
im Wolgograder Gebiet für das Buch „Wolgograd 2001“
Lehrauftrag
2007
Fachhochschule Köln
Betreuung des Projekts „Strassen- und Verkehrsplanung”
in Wolgograd
Studium
2013 − 2017
Ruhr-Universität Bochum (RUB)
Promotion
Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
2007 − 2009
Staatliche Universität für
Architektur und Bauingenieurwesen Wolgograd
Fachrichtung Verkehrswesen
Spezialgebiet: Brückenplanung, Brückenbau, Flughafenplanung, Straßenplanung, Schienenverkehr und Geodäsie
Abschluss: Master of Technics and Technologies
2005 − 2007
Fachhochschule Köln
Fakultät für Bauingenieurwesen und Umwelttechnik, Studienrichtung Verkehrswesen
Spezialgebiet: Verkehrsplanung, Straßenplanung, Schienenverkehr und Straßenbaubetrieb
Abschluss: Dipl.-Ing.
2001 − 2005
Staatliche Universität für
Architektur und Bauingenieurwesen Wolgograd
Fachrichtung Verkehrswesen
Abschluss: Bachelor der Technik und Technologie
Praktika
07/2004
Straßenbaufirma OGUP „Wolgogradawtodor“ DSU-1
Straßenbauhelfer