Untersuchungen zur Rissbildung in durchgehend bewehrten Betonfahrbahnen/Investigations on the crack propagation in continuously reinforced concrete pavements

Bauingenieur ◽  
2021 ◽  
Vol 96 (10) ◽  
pp. 358-375
Author(s):  
Christopher Schmidt ◽  
Martina Bollin ◽  
Jonas Cramer ◽  
Rostislav Chudoba ◽  
Stephan Freudenstein ◽  
...  

Stetig steigende Verkehrsbelastungen führen bei den Standardbauweisen des Verkehrswegebaus zu immer kürzeren Nutzungszeiträumen zwischen Erhaltungsmaßnahmen und grundhaften Erneuerungen. Die Verwendung einer langlebigeren Bauweise bietet in diesem Zusammenhang und im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit ein enormes Potential. Während im Ausland bereits seit geraumer Zeit durchgehend bewehrte Betonfahrbahnen eingesetzt werden, sind diese in Deutschland bislang auf wenige Streckenabschnitte begrenzt. Fehlende technische Regelungen sowie eine systematische Betrachtung der Optimierungspotenziale, insbesondere in Hinblick auf die Risssteuerung, hemmen die praktische Umsetzung. Im Zuge dieses Beitrages werden Erkenntnisse zu Rissmechanismen und Einflussfaktoren auf die Rissbildung in durchgehend bewehrten Betonfahrbahnen tiefergehend betrachtet. Dabei werden Versuche mit verschiedenen Randbedingungen im Hinblick auf Rissbildung und Rissverlauf infolge unterschiedlicher Einwirkungen, z. B. aus Hydratation, variierenden Umgebungsbedingungen und Verkehrslasten, ausgewertet. Daneben liefern numerische Untersuchungen zum Einfluss der Hydratation in Abhängigkeit des Erhärtungsbeginns zu unterschiedlichen Tageszeiten und variierender Frischbetontemperaturen neuere Erkenntnisse.

Author(s):  
Seong-Min Kim ◽  
Patricia Kim Nelson ◽  
Mauricio Ruiz ◽  
Robert Otto Rasmussen ◽  
Dennis Turner

Delamination is the primary mode of distress in most bonded concrete overlay (BCO) projects. The objective of the present study was to develop and calibrate a mechanistic delamination model to properly predict the early-age behavior of concrete overlays bonded to continuously reinforced concrete pavements (CRCPs). An experimental BCO on a CRCP section was constructed to monitor its behavior, and the field data were used to calibrate the mechanistic models. Two- and three-dimensional finite element models of the BCO on CRCPs were developed and calibrated. The results from the numerical analysis matched the experimental results well. Equations to predict the interfacial stresses at the corner of the composite structure by use of the two-dimensional finite element model were also developed. A sensitivity analysis was performed to investigate the effects of overlay and CRCP parameters, such as elastic modulus, thickness, coefficient of thermal expansion, and percent reinforcement, on the shear and interfacial normal stresses. This mechanistic model has been incorporated into the HIPERBOND (High-Performance Bonded Concrete Overlays) software developed for FHWA.


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