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Frosthebung/Schwacher Koffer

Untergründe mit hohem Anteil an ton- und oder lehmhaltigen Schichten können Wasser speichern. Durch Frost nimmt das Volumen dabei fast um 10% zu. Ist nun die Frostschutzschicht nicht ausreichend bemessen, kann dies zu Hebungen der Asphaltschichten führen.

Die Folgen sind Spannungen auf den Asphaltschichten. Bei Schwerlast treten dabei Risse auf. Hebungen in der Strassenmitte sind ein weiteres Zeichen für Frosthub.

Ein weiterer Effekt von Schwerlasten: Der stark bindige Koffer wird zusammengedrückt und presst Wasser mit Tonteilchen an die Oberfläche des Koffers. Dieses Wasser in Zwischenschichten (z. B.Froschutzschicht/Tragschicht) kann den Schichtverbund schwächen und die einzelnen Schichten verschieben. Dabei können auch Risse in der Mittelnaht entstehen.

Viele ältere Gemeindestrassen können von diesem Phänomen betroffen sein. Darum ist es wichtig, mit einer guten Entwässerung alles Oberflächenwasser rasch abzuleiten.

 

Bodensetzungen

Unter einer Setzung ist die langsame Senkung eines Bauwerkes oder auch eines Gesteinskörpers zu verstehen. Hierbei kommt es zu einer allmählichen Verdichtung des Untergrundes. Generell unterscheidet man zwischen diesen Setzungsarten:

  • Setzung durch Bodenpressung bei neu errichteten Bauwerken,
  • Setzung des ausgehobenen und dabei aufgelockerten Bodens, der wieder eingebaut wurde,
  • Hebungen und Senkungen, die aufgrund geologischer Prozesse erfolgen (dazu zählen auch die Folgen des Bergbaus),
  • Setzungen aus weiteren Gründen wie z. B. Wasser, 

Je feinkörniger der Boden, desto stärker sind Setzungskräfte wie Druck, Wasser, Erschütterungen etc. wirksam.


Bauwerkssetzungen


Fast jedes lockere Gestein lässt sich komprimieren, also zusammenpressen. Durch eine Umlagerung können Bodenpartikel die Hohlräume besser auffüllen. Fällt die Auflast – also beispielsweise eine Strasse – weg, so dehnt sich das komprimierte Material wieder etwas aus. Die schwerste Auflast hat der Boden im Übrigen durch die letzte Eiszeit erfahren.

Bei fast jedem Bauwerk treten Setzungen ein. Diese führen dazu, dass es um einige Zentimeter, ab und zu aber auch um Dezimeter absackt. Fast jedem dürfte der Schiefe Turm von Pisa ein Begriff sein, bei dem eine erhebliche Absackung und eine daraus resultierende Neigung vorliegt.

Oft kommt es schon während des Baus zu Setzungen, die sich auch einige Jahre nach der Fertigstellung noch fortsetzen können. Bei einer Begutachtung des Bodens lassen sich mögliche Setzungen durchaus vorausberechnen. Besonders problematisch sind diese, wenn im Untergrund verschiedene Bodenarten vorhanden sind. Dies kann bei einer Strasse rasch geschehen, da sie ja u. U. sehr unterschiedliche Bodenarten quert. Dem kann durch eine Verbesserung des Untergrundes, beispielsweise durch eine besonders tiefe Gründung, vorgebeugt werden. Auch das Einfügen von Dehnungsfugen im Bauwerk kann hier Abhilfe schaffen.

 

Unterschiede zwischen nichtbindigen und bindigen Böden


Zu den nichtbindigen Böden gehören beispielsweise Kies und Sand. Sie werden auch als rollige Böden bezeichnet. Sie besitzen aufgrund des gut belastbaren Bodenkorngerüstes eine stabile Lagerung. Unter Belastung verhaken sich die Einzelkörner miteinander und die Zwischenräume werden aufgefüllt. Durch weite Porenkanäle kann das Porenwasser abfließen. Oft ist die Setzung schon mit der Fertigstellung des Bauwerks abgeschlossen.

Bei bindigen Böden hingegen, zu denen beispielsweise auch ein feinkörniger Lehmboden gehört, übernimmt das Korngerüst die Belastung nur langsam. Das Porenwasser fließt wegen der engeren Poren nur sehr langsam und dies über einen längeren Zeitraum ab. Hier kommt es nicht nur zu einer Anfangssetzung, sondern teilweise auch Jahre später zu deutlichen Nachsetzungen. Die Anfangssetzung ist sehr vom Wassergehalt des Bodens abhängig. Je wässriger sie ausfällt, umso größer ist die zu erwartende Setzung.

Auch durch Erschütterungen des Untergrundes kann es zu Setzungen kommen, beispielsweise durch den Straßenverkehr (Schwerverkehr). Schneedruck und Abgrabungen können ebenfalls zu Setzungen führen. Grundwasserabsenkungen und Änderungen des Wassergehalts im Boden sind weitere mögliche Gründe.

Ob rollend oder stehend: Der Schwerverkehr wirkt durch seine Erschütterungen erheblich auf das Korngerüst der Asphalt- wie der Fundationsschichten ein. Selbst kleine Lageveränderungen können dann zu Verformungen oder Rissen führen!

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