Strassenaufbau
Bezeichnung der Schichten
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Bezeichnungen
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Schichten
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Flächen
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Baustoffe
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B Oberbau
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Decke
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b3 Fahrbahnoberfläche
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B4 Deckschicht
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b2 Planie der Tragschicht
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Bituminöses Mischgut
Beton Pflästerung |
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B3 Bindeschicht
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Tragschichten
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B2 Tragschicht
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b1 Planie der Fundationsschicht
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Bituminöses Mischgut
Stabilisierung |
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B1 Fundationsschicht
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a Planum
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Kiessand
Stabilisierung |
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B0 Übergangsschicht
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Geotextil
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A Unterbau
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A3 verbesserter Untergrund
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Verdichteter Untergrund
Stabilisierung Ersatzmaterial |
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A2 Damm
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A1 Untergrund
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Fels
Bindige Böden Nicht bindige Böden |
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Untergrund
Der Untergrund nimmt die Lasten der Strasse auf. Ein idealer Untergrund weist eine genügend Tragfähigkeit sowie günstiges Setzungs- und Frostverhalten auf.
Gemäss VSS-Normend wird der Untergrund in fünf Tragfähigkeitsklassen unterteilt:
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Tragfähigkeitsklasse |
Bodenart |
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S0 sehr geringe Tragfähigkeit |
Mergel, Silte, Tone |
Bei diesen Böden sind Massnahmen zur Tragfähigkeitsverbesserung notwendig |
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S1 geringe Tragfähigkeit |
Silte, Tone |
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S2 mittlere Tragfähigkeit |
Silte, Tone, Sande |
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S3 hohe Tragfähigkeit |
Sande, Kiese |
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S4 sehr hohe Tragfähigkeit |
Kiese |
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Bodenwasserverhältnisse
(hydrologische Verhältnisse)
Günstige Verhältnisse:
- Grundwasserspiegel stets tiefer als 1.4m unter der Strassenoberfläche
- Grundwasserspiegel unterhalb der Frosttiefe
- keine Wasseradern vorhanden
Ungünstige Verhältnisse:
- Grundwasserspiegel weniger als 1.4m unter der Strassenoberfläche
- Grundwasserspiegel oberhalb der Frosttiefe
- Strasse im Einschnitt
- druckgespanntes Grundwasser
Frost
Das Auftreten von Frost- und Auftauschäden hängt von folgenden Faktoren ab:
- Frosteindringtiefe ab Strassenoberfläche
- Frostempfindlichkeit des Untergrundes
- hydrogeologische Verhältnisse
- Gesamtdicke und Material des Oberbaus
Stabilisierung
Folgende Arten der Stabilisierung werden unterschieden:
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Bindemittel |
Weisskalk |
Zement |
Bitumen (selten eingesetzt) |
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Bodenarten |
tonige Böden |
Kiese und Sande |
Kiese und Sande |
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Verfahren |
Ortsmischverfahren |
Orts- oder Zentral- mischverfahren |
Orts- oder Zentral- mischverfahren |
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Hauptwirkungen |
Erde-Kalk-Gemisch erhält krümelige Struktur |
Erde-Zement-Gemisch erstarrt zu einer Betonplatte |
Erde-Bitumen-Gemisch bildet eine "Platte" |
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Arbeitsschutz |
Hautkontakt vermeiden |
Hautkontakt vermeiden |
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Beim Ortsmischverfahren wird die oberste Bodenschicht an Ort und Stelle auf ca. 15 - 30 cm Tiefe aufgerissen. Das Bindemittel wird aufgestreut und mit Bodenfräsen in das Untergrundmaterial eingearbeitet. Die stabilisierte Schicht ist mit Walzen zu verdichten und allenfalls nachzubehandeln.
Beim Zentralmischverfahren wird das zu behandelnde Bodenmaterial abgetragen und zu einer zentralen Mischanlage geführt. Dort wird das Erdmaterial unter Begabe des Bindemittels gemischt. Das stabilisierte Material wird zu Anwendungsstell zurückgebracht, verteilt, verdichtet und allenfalls nachbehandelt (Schutz vor zu schnellem Austrocknen).
Verbesserter Untergrund
Zur Verbesserung des Bodens stehen folgende Methoden zur Verfügung:
- Stabilisierung durch Kalk, Zement oder - in seltenen Fällen - bituminöse Bindemittel
- Reduktion des Wassergehaltes im Untergrund durch Drainagen (bei bindigen Böden)
- Nachverdichtungen z.B. durch Walzen (bei nicht bindigen Böden)
- Materialersatz (sehr teure Lösung in Ausnahmefällen)
Planum
- Querneigung mindestens 4%
- Das Planum muss tragfähig und eben sein
- Das Planum darf nicht durch schwere Baumaschinen befahren werden
Oberbau
Generell unterscheidet man folgende drei Bauweisen:
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flexible Bauweise |
starre Bauweise |
andere Bauweise |
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Baustoffe |
bitumengebundene Schichten |
zementgebundene Schichten (Beton) |
Pflästerungen |
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Eigenschaft |
kann kleinere Setzungen ausgleichen |
steife Bodenplatte mit grosser lastverteilender Wirkung |
Ästhetische Wirkung |
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Anwendung |
Strassenbau allgemein |
Viel befahrene Strassen mit Schwerverkehr, Bushaltestellen |
Platzgestaltungen etc. |
Die Dimensionierung (Bestimmung der Schichtstärke) wird von folgenden Faktoren beeinflusst:
- Verkehrsbelastung
- Untergrund (Tragfähigkeit, Bodenwasserverhältnisse)
- Aufbau des Oberbaus (Schichtstärke, Baustoffe)
- örtliche Bedingungen (Klima, Sonnenbescheinung, usw.)
- ökonomische (Bau- und Unterhaltskosten)
- ökologische (umweltgerechte) Überlegungen
Die Normen teilen die Verkehrsbelastung in sechs Verkehrsklassen ein:
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Verkehrsklassen |
tägliche Verkehrslast * |
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T1 |
sehr leicht |
= 30 |
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T2 |
leicht |
>30 ... 100 |
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T3 |
mittel |
>100 ... 300 |
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T4 |
schwer |
>300 ... 1000 |
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T5 |
sehr schwer |
>1000 ... 3000 |
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T6 |
extrem schwer |
>3000 ... 10'000 |
* Die Verkehrslast wird in Lastwagen gerechnet. Ein Lastwagen entspricht 10'000 Autos.
Übergangsschicht
Geotextilien sind aus künstlichen Faserstoffen hergestellte Flächengebilde, die wasser- und luftdurchlässig sind.
Es werden drei Geotextilfunktionen unterschieden:
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Trennen
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:
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Es verhindert die Durchmischung zweier unterschiedlicher Bodenschichten. Es darf den Wasserdurchfluss nicht behindern.
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Filtern
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:
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Es verhindert das Ausschwemmen von Feinanteilen aus dem Boden. Der Wasserdurchfluss bleibt jedoch gewährleistet.
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Drainieren
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:
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Es leitet in seiner Ebene das Wasser aus dem umgebenden Boden ab.
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Fundationsschicht
Nach Materialzusammensetzung werden zwei Arten von Fundationsschichten unterschieden:
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ungebundenen Fundationsschicht |
gebundene Fundationsschicht |
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Baustoffe |
Gesteinskörnung, Recyclingmaterial |
bituminöses Mischgut, Zementstabilisierung |
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Einbau |
Einbringen und verdichten in 30cm Schichten |
Einbauen und verdichten (evtl. Nachbehandlung) |
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Anwendung |
Allgemeine Strassenbauten |
Reduktion der Schichtstärke gegenüber ungebundener Fundationsschichten |
Decke - Fahrbahnoberfläche
Folgende Faktoren sind bei der Planung der Decke und Fahrbahnoberfläche speziell zu beachten:
- Verkehrssicherheit (Aquaplaning, Eisglätte, polierte Oberfläche)
- Fahrkomfort (ebene Oberfläche)
- Schutz der untenliegenden Schichten (Verformung, Wasser, Frost)
- Umweltverträglichkeit (Lebensdauer, Rollgeräusche, Wiederverwendbarkeit)
Bei starken Verkehrsbelastungen durch Schwerfahrzeuge wird bei der Anwendung von bituminösem Mischgut eine Bindeschicht zwischen Trag- und Deckschicht eingebaut. Diese nimmt die erhöhten Kräfte auf und leitet sie an die tieferliegenden Schichten.
Asphaltbauweise
Decke und Tragschicht bestehen meistens aus Asphaltmischgut, dieses ist zusammengesetzt aus Mineralstoffen, Bitumen oder bitumenhaltigen Bindemitteln und allfälligen Zusätzen. Die einzelnen Komponenten werden erhitzt und in einer Aufbereitungsanlage gemischt. Von dort werden sie in heissem Zustand zur Verwendungsstelle transportiert, dort eingebaut und verdichtet. Das Belagsmischgut wird nach einigen Jahren entfernt und als Recyclingmischgut wiederverwendet.
Mineralstoffe (= Gesteinskörnung)
- ~ 90 - 95 % des Strassenasphaltes = Mineralstoffe
- Gesteinskörnung bildet das Stützgerüst
- erhöht die Griffigkeit der Fahrbahnoberfläche
Die Mineralstoffe bestehen aus druck- und schlagfestem, witterungs- und frostbeständigem Gesteinsmaterial. Dieses darf keine organischen oder tonigen Beimengungen enthalten.
Als Heissmischgut für Fundationsschichten können Primärbaustoffe (Mineralstoffe, Kiessande) und Sekundärbaustoffe (Asphaltgranulat, Recyclingkiessand) verwendet werden.
Bituminöse Bindemittel müssen die Mineralstoffe zusammenkitten und die Hohlräume verfüllen. Das Bitumen ist ein thermoplastischer Baustoff, der sich durch hohe Klebewirkung und Beständigkeit gegen Wasser, Säuren, Tausalze auszeichnet. Es ist jedoch nicht beständig gegen Benzin, Öl, Fett und organische Lösungsmittel. Zur Verbesserung der Eigenschaften werden den Bitumen teilweise Zusätze beigemischt.
Für Anstriche usw. wird Bitumenemulsion, ein flüssiges Gemisch aus Bitumen, Wasser und Emulgatoren, verwendet. Die Emulsion wird kalt aufgetragen (mit Pinsel oder Sprühgerät). An der Luft verdunstet das Wasser. Zurück bleibt eine reine Bitumenschicht.
Anforderungen an das Asphaltmischgut:
(im eingebauten Zustand)
- genügend steif
- ermüdungsfest
- widerstandsfähig
Walzasphalt ist ein Sammelbegriff für Asphaltmischgut, welches in heissem Zustand als Deck-, Binder-, Trag- und Fundationsschichten eingebaut und mechanisch verdichtet wird.
Folgende Schichten werden unterschieden:
- Deckschicht AC (AC = asphalt concrete)
- Binderschicht AC B
- Tragschicht AC T
- Fundationsschichten AC F
Beim Asphaltmischgut werden viel Typen unterschieden:
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Typ L
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leichte Beanspruchung (z.B. Gehwege)
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Typ N
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:
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mittlere Beanspruchung
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Typ S
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:
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starke Beanspruchung
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Typ H
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:
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sehr starke Beanspruchung (z.B. Autobahnen)
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Die Mischgutsorten werden durch die Angabe der grössten Mineralstoffkörnung unterschieden. Nach Faustregel ist der maximale Korndurchmesser nicht grösser als 1/3 der Schichtstärke.
Deckschichten: AC 4 / AC 8 / AC 11 / AC 16
Tragschichten : AC T 11 / AC T 16 / AC T 22 / AC T 32
Schichtbezeichnung
Die Gesamtdicke der Deck-, Binde- und Tragschichten variiert je nach Einflussgrössen zwischen 5cm (Gehweg) und 27cm (Autobahn).
Einbau einer Deckschicht aus Walzasphalt
1. Reinigen und evtl. trocknen der Unterlage
2. Aufbrausen einer Bitumenemulsion als Haftvermittler
3. Verteilen und höhengenaues einbauen des Mischgutes
4. Verdichten mit verschiedenen Walzentypen
Wichtigste Einbauregeln:
- Generell immer maschineller Einbau, Handeinbau nur bei Kleinflächen usw.
- Mindestaussentemperatur bis 5cm Schichtdicke 10°C, darüber 5°C
- Verkehrsfreigabe nach vollständigem Erkalten, in der Regel am nächsten Tag
Weitere Aspahltbeläge
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AC F
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=
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Fundationsschicht
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SMA
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=
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Splittmastixasphalt (stone mastic asphalt)
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PA
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=
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offenporiger Asphalt (porous asphalt)
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MA
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=
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Gussasphalt (mastic asphalt)
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