Trenches in shoulders of road pavements for broadband expansion - technical requirements and long term performance

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. R. Blab
Assistant Prof. Dipl.-Ing. Dr. L. Eberhardsteiner, A-Wien

Schneller Breitbandinternettechnologie kommt in der heutigen Wissens- und Informationsgesellschaft eine immer größere Bedeutung zu. Während sich die übertragenen Datenmengen fast jährlich verdoppeln, bringt der Ausbau der benötigten Infrastruktur speziell im ländlichen Raum einen erheblichen Wettbewerbsvorteil. Dabei bietet die Verlegung der Breitbandinfrastruktur entlang des bestehenden Straßennetzes zahlreiche Vorteile. Speziell für den raschen Breitbandausbau in ländlichen Gebieten wurde ein Bauverfahren zur Verlegung von Leerverrohrungsverbunden im Bankett des Straßenoberbaus mittels Schmalschlitzfräse wissenschaftlich begleitet. Dabei wurden an insgesamt zehn Teststrecken Messungen mit dem Fallgewichtsdeflektometer (FWD) auf der Fahrbahn und Tragfähigkeitsmessungen mit dem leichten Fallgewicht am Bankett direkt vor und nach dem Einbau der Leerverrohrung sowie einmal jährlich seit der Herstellung durchgeführt. Zudem wurde das Verfüllmaterial untersucht und die Entwässerungssituation im Schlitzgraben beurteilt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem schonenden und maschinentechnisch abgestimmten Bauverfahren und einer ausreichenden Verdichtung des Verfüllmaterials nach der Schlitzherstellung keine Einflüsse auf die Restlebensdauer der gebundenen Schichten des Straßenoberbaus zu erwarten sind.

Fast broadband internet technology is becoming increasingly important in today's knowledge and information society. While the volume of data transmitted is doubling almost every year, the expansion of the necessary infrastructure provides a considerable competitive advantage, especially in rural areas. In this context, laying broadband infrastructure along the existing road network offers numerous advantages. Specifically for the rapid expansion of broadband infrastructure in rural areas, scientific support was provided for a construction method for laying fiber glass pipes in the roadbed in a small trench by means of a special milling & laying machine. Measurements with the Falling Weight Deflectometer (FWD) on the road and bearing capacity measurements with the Light Weight Deflectometer on the banquet were carried out on ten test sections directly before and after the installation of the empty pipes and once a year since production. In addition, the filling material was examined and the drainage situation was assessed. The results show that in case of a careful and proper mechanical equipped construction method as well as sufficient compaction after trenching no influences on the remaining service life of the bound layers of the pavement are to be expected.

doi.org/10.53184/STA12-2022-1

Polyurethane expansion joints in practice

M. Staeck; Dipl.-Ing. M. Eilers, Bergisch Gladbach

Fahrbahnübergänge aus Polyurethan sind Belagsdehnfugen, die anstatt bitumenhaltiger Massen elastische Polymere auf der Basis von Polyurethan für die Muldenfüllung verwenden. Auf diese Weise wird bei einer hohen Elastizität eine gute Standfestigkeit erreicht, die, im Gegensatz zu Fahrbahnübergängen aus Asphalt, weitgehend unabhängig von der Temperatur ist. Die Besonderheiten im Aufbau und die Vorteile gegenüber Fahrbahnübergängen aus Asphalt oder Stahl werden hier anhand von Beispielen verdeutlicht. Da bisher noch kein Regelwerk für Fahrbahnübergänge aus Polyurethan besteht, kommen diese auf Bundesfernstraßen nur mit einer Zustimmung im Einzelfall zum Einsatz. In dem BASt-Forschungsprojekt „Erfahrungssammlung zu Fahrbahnübergängen aus Polyurethan“ von 2019 wurden 21 Bauwerke mit insgesamt 72 Fahrbahnübergängen aus Polyurethan untersucht. Dabei wurde eine Häufung von Schäden bei Bauwerken im Zuge von Bundesautobahnen festgestellt. Die Schäden werden exemplarisch beschrieben und die gewonnenen Erkenntnisse für einen zukünftig sicheren und dauerhaften Einbau von Fahrbahnübergängen aus Polyurethan aufgeführt.

Pavement transitions made of polyurethane are expansion joints that use elastic polymers based on polyurethane for the trough filling instead of bituminous compounds. In this way, a good stability is achieved with a high elasticity, which, in contrast to asphalt pavement joints, is largely independent of the temperature. The special features of the structure and the benefits compared to asphalt or steel expansion joints are illustrated here by means of examples. As there is no set of regulations for polyurethane expansion joints yet, they are only used on federal trunk roads with approval in individual cases. In the 2019 BASt research project "Collection of experience with polyurethane expansion joints ", 21 structures with a total of 72 polyurethane expansion joints were examined. An accumulation of damage was found in structures in the course of federal motorways. The damage is described by way of example and the knowledge gained is listed for the safe and durable installation of polyurethane expansion joints in the future.

doi.org/10.53184/STA12-2022-2

Civil engineering structures – Quality assurance and operational safety concept for measurement-based structural diagnostics

Dipl.-Ing. E. Kempkens, Bergisch Gladbach

Messtechnische Bauwerksdiagnostik in ihrer Gesamtarchitektur mit ihren Funktionsgruppen am Bauwerk und in der Zentrale/beim Anwender kann mitunter eine umfangreiche mess- bzw. erfassungstechnische Anlage mit z. T. hohem Komplexitätsgrad darstellen. Soll diese über einen langen, möglicherweise sogar an das Bauwerk angeglichenen Lebenszyklus anforderungskonform, betriebssicher und wirtschaftlich betrieben werden können, sind insbesondere auch weitergehende Anforderungen an Dauerhaftigkeit sowie Wartungs-, Aktualisierungs- und Erweiterungsfähigkeit zu berücksichtigen. Erforderlich ist vor diesem Hintergrund die Entwicklung eines Konzepts zur systematischen Erfassung und fortwährenden Sicherstellung erforderlicher Anforderungen in einem qualitätsgesicherten Planungs-, Entwurfs- und Entwicklungs-, Ausführungs- und Abnahmeprozess. Hierbei spielt zur Zielerreichung neben der Berücksichtigung vorhandener technischer Regeln und z. T. gesetzlicher technischer Auflagen ebenso die Nutzung strukturierter Entwurfs- und Entwicklungsverfahren mit ihren konsistenten Spezifikations- und Dokumentationsstrategien eine zentrale Rolle. Ziel des vorliegenden Beitrags ist die Vorstellung von Ansätzen zu einem umfänglichen Qualitätssicherungs- und Betriebssicherheitskonzept, insbesondere im Hinblick auf eine perspektivische Erstellung konsistenter, belastbarer und flexibel anwendbarer vertraglicher Grundlagen für technologisch transparente Realisierungen derartiger Anlagen nach vereinheitlichten grundsätzlichen Gestaltungsmerkmalen. Hiermit soll eine künftige Ansammlung individueller/firmenspezifischer und prototyphafter Umsetzungen im Infrastrukturbestand vermieden werden.

The overall architecture of measurement-based structural diagnostics with its functional groups on the structure and in the control center/at the user's site can sometimes represent an extensive measurement and data acquisition system with a high degree of complexity. If this is to be operated over a long life cycle, possibly even adapted to the building, in a way that is compliant with requirements, operationally reliable and economical, then further requirements for durability and the ability to be maintained, updated and expanded must also be taken into account. Against this background, it is essential to develop a concept for systematic inclusion and continuous securing of necessary requirements in a quality-assured planning, design and development, execution and acceptance process. In addition to the consideration of existing technical rules and partly legal technical requirements, the use of structured design and development procedures with their consistent specification and documentation strategies plays a central role in achieving these objectives. The aim of this article is to present approaches for a comprehensive quality assurance and operational safety concept, especially with regard to the prospective preparation of consistent, robust and flexibly applicable contractual bases for a technologically transparent realisation of such systems according to fundamental standardized design properties. This is intended to avoid a future accumulation of individual/companyspecific and prototypical status implementation solutions in the infrastructure asset.

doi.org/10.53184/STA12-2022-3