Testing of precast concrete elements for new construction and fundamental renewal on duraBASt

Abstract

Im Bereich der Erhaltung kamen Fertigteile schon seit einigen Jahren vermehrt zum Einsatz. Die Technologie eignet sich aber auch zum Neubau bzw. der Erneuerung von Verkehrsflächen. Dieses Forschungsvorhaben wurde initiiert, um hierzu die vorhandenen Grundlagen zu verbessern und die Praxistauglichkeit von Fertigteilen im Neubau nachzuweisen. Im Rahmen dessen wurden zu Beginn theoretische Betrachtungen zur Anwendung der Bauweise gemacht. Es wurden verschiedene Möglichkeiten zur Querkraftübertragung von Fertigteilen untereinander und zur Höhenjustierung erörtert. Weiterhin wurde ein FEM-Modell erstellt, das der Berechnung der Spannungen in Fertigteilen infolge verschiedener Belastungen und somit auch der Dimensionierung von Fertigteilen dient. Weiterer Kernbestandteil des Forschungsvorhabens war die praktische Umsetzung der Bauweise in Form eines Demonstrators. Auf dem duraBASt wurde eine Versuchsstrecke mit den Abmessungen ca. 30 m x 3,90 m angelegt. Hierzu wurde vorab ein Konzept erstellt, bei dem die Varianten der Querkraftübertragung, die Höhenjustiersysteme, die Oberflächentextur und die Unterlage variiert wurden. Nach Herstellung der Fertigteile wurden diese auf die Baustelle geliefert, verlegt, höhenmäßig ausgerichtet und die Hohlräume unter den Fertigteilen und teilweise in den Kopplungssystemen mit Unterpressmaterial dauerhaft verfüllt. Der fertiggestellte Demonstrator diente sodann dem Nachweis der Dauerhaftigkeit und zur Kalibrierung des FEM-Modells. Hierzu wurde die Untersuchungsstrecke durch die BASt mit dem MLS30 belastet. Im Anschluss an die jeweiligen Belastungen wurden unter anderem FWD-Messungen und visuelle Begutachtungen durchgeführt.For some years precast concrete slabs are used in case of rehabilitation of concrete pavements. But the technology can also be applied to build new traffic areas or for a complete renewal of concrete pavements. This research project was initiated in order to improve the existing database and technical basics as well as proving the practicability of precast concrete slabs for new constructions. In this context, theoretical considerations on the application of the construction method were made at the beginning. Different possibilities for the transverse force transmission of precast slabs from one to another and for height adjustment were discussed. Furthermore, an FEM model was created to calculate the stresses in precast slabs due to different loads and thus the model can also be used for the dimensioning of precast slabs. Another core component of the research project was the practical implementation of the construction method in form of a demonstrator. A test section measuring approx. 30 m x 3.90 m was set up on the duraBASt. For this purpose, a concept was developed in which the variants of the transverse force transmission, the height adjustment systems, the surface texture and the subbase were varied. After the precast elements had been produced, they were delivered, laid, aligned in terms of height and permanently bedded and fixed with injection material. The completed demonstrator was then used to verify the durability and to calibrate the FEM model. For this purpose, the test section was loaded by BASt with the MLS30. Following the loads, FWD measurements and visual inspections were carried out, among other things