innovative verfahren zur substanzbewertung als grundlage ... · pdf filebastian wacker, dr....

23.10.2014 ; Referent: ian Wacker, Dr. Dirk Jansen

Innovative Verfahren zur Substanzbewertung

Bundesanstalt für Straßenwesen

16. Sachsen-Anhaltinisches BauseminarInvestitionsstau und Sanierungsbedarf für Straßen und Brücken

Innovative Verfahren zur Substanzbewertung als Grundlage für die Erhaltungsplanung

Bastian Wacker, Dr. Dirk Jansen

Referat: Dimensionierung und Straßenaufbau

23. Oktober 2014, Magdeburg

Vorgehen

Stand der Technik und

Forschung

Anwendung

Ausblick

Gliederung des Vortrages

Vorgehenbei der Substanzbewertung

Vorgehen

• Definitionen

Folie Nr. 4

äquiv. 10-t AÜ

Restnutzungsdauer

Strukturelle Substanz

Technische Nutzungsdauer

Strukturelle Grundsubstanz

Vorgehen

• Module zur Erfassung der Substanz

Folie Nr. 6

• Module zur Bewertung der Substanz

Materialuntersuchungen Zerstörungsfreie Messungen

Abschreibungsmodelle Periodische Messungen und Untersuchungen auf Netzebene

Erfahrungen vorhanden

Aktuelle Forschung

Forschungin Anwendung

Vorgehen

• Idealer Datenmix

wichtig für umfassende Substanzerfassung und -bewertung

Folie Nr. 7

Vorgehen

• Angepasstes Vorgehen

Folie Nr. 8

Aufgabenstellung,

Netzgröße, …

Aufbau ZEB

http://oyle.files.wordpress.com/2010/01/img_3229.jpg

Vorgehen

• Oberflächenbild

Folie Nr. 9

Irritationen

Oberflächenschäden-Verfüllte Risse

-Nahtstellen

Bruch / Riss• Röntgenbild

Vorgehen

• Oberflächenbild

Folie Nr. 10

Irritationen

Oberflächenschäden-Verfüllte Risse

-Nahtstellen

• Röntgenbild

http://de.wikipedia.org/wiki/Knochenbruch

Stand der Forschung und TechnikErfassung und Bewertung

Stand der Forschung und Technik

• Substanzbewertung - Abschreibungsmodell

Folie Nr. 12

vorhandene

SchichtdickenÄquivalenz-

faktoren

äquivalente

Schichtdicken

RStO Dimensionierung

anhand

aktueller DTVSV Werte

erforderliche

Schichtdicken

Verhältniswert

Normierung

SubstanzwertBestand

Folie Nr. 13

Ebenheit Oberflächenschäden

Normierung

SubstanzwertOberfläche

• Zustandserfassung und Bewertung (ZEB)

• Substanzbewertung - Tragfähigkeit

Folie Nr. 14

FWD0 km/h

Deflectograph

Lacroix5 km/h

Curviametro18 km/h

TSD80 km/h

• Substanzbewertung – Schichtdicken und Inhomogenitäten

Folie Nr. 15

Sender-Antenne

Empfänger-Antenne

Inventarisierung des Netzes

Schnellfahrender Einsatz möglich

Kopplung mehrerer Antennen (Multi-Array)

Hohe Anforderungen an das Post-Processing

• Substanzbewertung – RSO-Verfahren (FGSV AK4.4.3)

Folie Nr. 16

Festlegung von homogenen Abschnitten

Entnahme von Bohrkernen

Berechnung von Restnutzungsdauern mittels

‚umgekehrter‘ Dimensionierungsrechnungen

Ermittlung der Steifigkeiten und

Ermüdungsfunktionen im Labor

• Substanzbewertung – RSO-Verfahren (FGSV AK4.4.3)

Festlegung von homogenen Abschnitten

TW SuB

950+000

926+500

DTV SV

I IIIII

IX X XI XII

XIV XV XVI

945+000 940+000 935+000 930+000

!Farben spiegeln keine Wertung wieder!

AnwendungAktuelle Projektbeispiele

Anwendung

• Anwendung der RSO Asphalt auf der BAB 7

– Ziel: Praxiserprobung der RSO Asphalt auf längerem Autobahnabschnitt

– Ausgangslage: Straßenaufbau am zu erwartenden Ende der Nutzungsdauer

BAB A7, nördlich von Hamburg

2x 25 km

Alter der Asphalttragschicht rd. 44 Jahre

Alter der Asphaltdeckschicht rd. 10 bis 15 Jahre

Folie Nr. 19

Deges: Übersichtslageplan ÖPP A7

Anwendung

– Versuchsprogramm

» Aufbaudaten

» ZEB-Daten

» GPR-Messungen inkl. Videobefahrung

» TSD-Messungen

Folie Nr. 20

Erkenntnisse

‚Ingenieurtechnischer Sachverstand‘ ist unbedingt erforderlich

Vielschichtige Datengrundlage erforderlich

Wahl und Anpassung geeigneter Maßstäbe z.B. in Abhängigkeit der

Objektgröße

Festlegung der homogenen Abschnitte

Anwendung

Auswahl von homogenen Abschnitten für die Testanwendung

» RSO konform

» Abschnittsbeprobung

» Querschnittsbeprobung

Folie Nr. 21

Erkenntnisse

Umgang mit geschädigten Bohrkernen?

RSO „pro homogenem Abschnitt 16 Bohrkerne im ersten Kilometer, jeder weitere Kilometer

zusätzlich 5 Bohrkerne“

1 km = 16 Stk. / 2 km = 21 Stk. / 3 km = 26 Stk. / 4 km = 31 Stk. / …

Tagesleistung rd. 50 Stk. (1 Kolonne inkl. Verfüllung bei guten Bedingungen)

Annahme: 50 km ÷ 8 Abschnitten rd. 328 Bohrkerne Zeitbedarf rd. 1,5 Wochen

Bohrkernentnahme

Anwendung

» Ermittlung der Steifigkeitsmodul-Temperaturfunktionund Ermüdungsfunktionen im Labor

» Berechnung der strukturellen Substanzund Restnutzungsdauern

Folie Nr. 22

Erkenntnisse

Auswahl der Bohrkerne (insbesondere bei probabilistischem Verfahren)

Vorgehen gemäß AL-Sp-Asphalt

Probabilistisches Verfahren

Deterministisches Verfahren

Anwendung

• Nationales Innovationsprogramm Straße des BMVI Innovationen im Straßenbau – Zerstörungsfreie Verfahren zur Bewertung

der strukturellen Substanz

– Ablauf:

Zustandserfassung zerstörungsfrei (verschiedenste Möglichkeiten)

Prognosen durch die Zuwendungsempfänger

Simulierte Belastung mit dem Mobile Load Simulator MLS10 (bis zur spezifischen Bauklassengrenze)

Folie Nr. 23

Modellstraße Asphaltbauweise der BASt

(Baujahr 2003) nach RStO 01

Mobile Load Simulator MLS10

Anwendung

• Full Scale APT MLS10

Großmaßstäblich zeitraffende Belastungsversuche mit dem MLS10

Mobile Load Simulator

» Entwicklung an der Universität Stellenbosch, Südafrika

» 4 Maschinen weltweit(2x MLS10 und 2x MLS66)

– Seit April 2013 im Versuchsbetrieb

– rd. 6Mio Überrollungen seit dem Bau

Folie Nr. 24

MLS10 der BASt

• Full Scale APT MLS10

– Belastung durch vier Radsatzzüge mit Belastungsrädern

» Radlast bis zu 75 kN

» Standardbetrieb mit 50 kN(äquivalente 10 t-Achse)

– Ausführung der Belastungsräder

» Zwillings- oderEinzelbereifung

– lineare Belastungsstrecke

» 3,50 m

– Geschwindigkeit

» bis zu 22 km/h = 6000 Ü/h

Folie Nr. 25

LMT Products (Pty) Ltd

MLS10 der BASt

• Impressionen des MLS10

Folie Nr. 26

MLS10 der BASt

• Voraussetzungen:

Folie Nr. 27

Reactio

Neben der reinen Belastungsmaschine MLS10 ist es elementar, ausgereifte

Sensorkonzepte und weitere Messverfahren in das Versuchsprogramm zu integrieren.

Anwendung

• Nationales Innovationsprogramm Straße des BMVI Innovationen im Straßenbau – Zerstörungsfreie Verfahren zur Bewertung

der strukturellen Substanz

– Ablauf:

Zustandserfassung zerstörungsfrei (verschiedenste Möglichkeiten)

Prognosen durch die Zuwendungsempfänger

Simulierte Belastung mit dem Mobile Load Simulator MLS10 (bis zur spezifischen Bauklassengrenze)

Verifizierung der Verfahren ggf. Anpassung (inkl. zerstörende Untersuchungen)

Folie Nr. 28

Ausblick

Zusammenfassung und

Zusammenfassung

Anwendbare Verfahren und Techniken existieren oder sind im Entstehen

Einzelne Verfahren und Techniken besitzen ihre Vor- und Nachteile

Deutlicher Innovationsschub zerstörungsfreier Verfahren im letzten

Jahrzehnt

Folie Nr. 30

Ziel sollten technisch und ökonomisch optimierte

Verfahren sein, die eine vorausschauende

Substanzbewertung erlauben.

Ausblick

Anwendung der RSO Asphalt

Erarbeitung der RSO Beton

Erweiterung der Kenntnisse über Schädigungsmechanismen in Situ

Begleitung und Evaluierung messtechnischer Entwicklungen und Innovationen

Folie Nr. 31

Ausblick

• Wunschziel

Folie Nr. 32

Periodische Erfassung im Gesamtnetz (Teil-) Automatisierte Auswertung

Bauakte……………………………………………………………………………………………

Verkehrs-zählung………………………………………………………………………………

Maß-nahme-daten………………………………………………

Labor-ergebnisse………………………………………………………………………………

Messwerte

vorhandeneSchichtdicken

Äquivalenz-faktoren

äquivalenteSchichtdicken

Vertiefte Untersuchungsergebnisse

relevanter Teilnetze

Vielen Dankfür ihre Aufmerksamkeit!

innovative verfahren zur substanzbewertung als grundlage ... · pdf filebastian wacker, dr....

Documents

23.10.2014 buen clima laboral en servicios públicos esteban

kommunikationssysteme teil 1.4 – planung und ...

blizko-Ремонт Екатеринбург № 42(413)...

entwicklung eines finite elemente modells für die ... ·...

resurssitehokas yritys -tietoisko, 23.10.2014 keski-suomen...

g6 23.10.2014

robinia pseudoacacia l. НА ЗАПАДНОМ...

auslegung und dimensionierung von kurzfaserverstärkten...

23.10.2014 uzman elif bÜyÜkÇetİn tıbbi hizmetler...

dimensionierung von duplex-weichen bei relaisstationen ·...

cm du 23.10.2014

1 ingenieurbiologie: dimensionierung hochwasser dr. j....

unterrichtsentwicklung – wie kann schulbegleitforschung...

punkt3 ausgabe 20/2014 vom 23.10.2014

la nuova organizzazione del servizio trasfusionale...

fachbericht grundlagen dimensionierung din 1988 300

leitfaden für die planung, dimensionierung, verlegung und...

unser thema: schneidvorgang/ dimensionierung stempel...

dimensionierung der monopile-gründungen

dimensionierung und simulation von helmholtz-resonatoren ·...