S 166: Derik Demond, Thomas Reiche, Sonja Haas, Sven-Olaf Schmidt:
Vibrationshammerverfahren zur Bestimmung der Bezugsgröße für den Verdichtungsgrad von Schichten ohne Bindemittel
62 S., 30 Abb., 12 Tab.,ISBN 978-3-95606-649-8, 2021
Aufbauend zum Forschungsvorhaben FE-Nr. 06.099/2012/EGB wurden Verdichtungsversuche an ungebundenen Baustoffgemischen mit einem Vibrationshammer (DIN EN 13286-4) vergleichend zur Proctormethode (DIN EN 13286-2) durchgeführt. Hierdurch sollte der Einfluss der Vibrationshammermethode auf die Trockendichte, die Kornzertrümmerung und den Infiltrationsbeiwert bestimmt werden. Für Standardverdichtungsversuche mit variierenden Probenwassergehalten ist in Abhängigkeit von der Schlagenergie eines Vibrationshammers davon auszugehen, dass die erzielte Trockendichte, gering bis stärker über der Proctortrockendichte und deren optimalen Wassergehalte unterhalb des Proctorergebnisses liegen. Die These einer Probenverdichtung mit einem festgelegten Wassergehalt, zur Vermeidung einer Wasserdränage während der Versuchsdurchführung, konnte mit einer Ergebniskorrelation zwischen Vibrationshammer (3 bzw. 5 M.-% Wassergehalt) und Proctorverdichter (optimaler Wassergehalt) oberhalb von 0,8 weiter ausgebaut werden. Damit verbunden sind eine Zunahme der Trockendichte und vor allem der Kornzertrümmerung. Infiltrationsversuche an Proben, die mit ähnlichen („festen“) Wassergehalten hergestellt wurden und eine ähnliche Kornzertrümmerung aufwiesen, zeigten überwiegend einen Infilrationsbeiwert oberhalb, zum Teil weit oberhalb, von 10-6 m/s. Da die Ergebnisschwankungen der Infiltrationsproben relativ gering ausfielen, konnte kein verdichtungsverfahrensabhängiger Einfluss auf das Infiltrationsergebnis aufgezeigt werden. Ebenso konnte kein Zusammenhang zwischen auftretender Kornzertrümmerung und Infiltrationsbeiwert belegt werden. Das Forschungsvorhaben konnte weiterführend die Eignung des Vibrationshammerverfahrens, unter Beachtung einer begrenzten Schlagenergie, als Alternative zum Proctorverfahren aufzeigen und ermöglichte die Abfassung eines Entwurfs einer TP Gestein-StB zur Herstellung von Prüfkörpern mit einem Vibrationshammer im 250 mm Verdichtungstopf (z.B. für Infiltrationsversuche).
Aktualisiert: 2023-01-16
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BASt S 95: Bezugsgröße für den Verdichtungsgrad von Schichten ohne Bindemittel
R. Bialucha, Th. Merkel, H. Motz, D. Demond, S.-O. Schmidt, H.-J. Ritter, S. Haas
44 S., 55 Abb., 24 Tab., ISBN 978-3-95606-236-0, 2016, EUR 14,50
Die Verdichtungsprüfung von Tragschichten ohne Bindemittel (ToB) benötigt eine Referenzdichte, die in Deutschland durch den Proctorversuch nach DIN EN 13286 2 ermittelt wird. Der Laborverdichtungsvorgang, der durch Wasserzugabe gefördert wird, erfolgt durch ein Fallgewicht. In Abhängigkeit von der eingesetzten Verdichtungsenergie und vom Wassergehalt lässt sich eine maximal erreichbare Trockendichte für ein Baustoffgemisch erzielen.
Aufgrund des relativ geringen Feinanteils der Sieblinie eines ToB-Baustoffgemisches ist der Proctorversuch hier nur eingeschränkt verwendbar. Statt konvexer werden oft konkave Kurven, lineare Anstiege oder andere Kurvenverläufe gemessen, die eine Bestimmung eines optimalen Wassergehaltes und einer Trockendichte nicht ermöglichen.
Die in-situ-Baustoffverdichtung erfolgt durch Baustellenfahrzeuge, die die Parameter Frequenz, Amplitude und Eigenlast nutzen. Neben der Tatsache, dass der Proctorversuch für dränierende Baustoffgemische nicht optimal geeignet ist, besteht somit auch eine Verfahrensdiskrepanz zwischen der Labor- und der in-situ-Verdichtung.
Aufgrund der vorgestellten Problematik des Proctorversuches wurde ein Forschungsprojekt durchgeführt, das das Vibrationshammerverfahren nach DIN EN 13286-4 als das Verfahren identifizierte, das sehr vergleichbare Ergebnisse zum Proctorverfahren liefert. Mit diesem Verdichtungsverfahren werden auch für ofentrockene Proben Trockendichten erzielt, die im Vergleich zu einer optimalen Verdichtung gleichwertig ausfallen. Nachteil hierbei ist jedoch die fehlende Angabe eines Wassergehaltes für die Baustelle. Daher scheint die Vibrationshammerverdichtung mit einem Wassergehalt von 3 M. % (s. Bild 1), die beide notwendigen Parameter liefert, ein erfolgsversprechender Ansatz zur Lösung der Problematik des Proctorversuches für ToB-Baustoffgemische zu sein.
Weiterhin verdichtet das Vibrationshammerverfahren in-situ-konform, ist leicht in der Handhabung und weniger kostenintensiv.
Aktualisiert: 2023-01-16
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