Sofortige Freigabe für den Baustellenverkehr von zementstabilisierten Schichten nach dem Einbau

• Forschungsstelle: ASTRA SBT
• Projektnummer: VSS2006/501

Schlüsselwörter (Deutsch)

Zementstabilisierung, frühes Befahren von Zementstabilisierung, Abbindezeit, Austrocknen, Rissbil-dung, Mikrorisse

Schlüsselwörter (Englisch)

Cement stabilization, early loading of cement stabilization, ligature time, drying up, shrinkage cracking, micro cracks

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Das traditionelle Verfahren schreibt beim Einbau von Stabi- Schichten vor, dass diese in frischem Zu-stand gegen Wasserverlust mit Bitumenemulsion zu spritzen und danach mindestens 7 Schontage vom Baustellenverkehr fern zu halten sind. Damit wird bezweckt, dass der Abbindungsprozess nicht gestört wird. Zahlreiche Autobahnen und Hochleistungsstrassen in der Schweiz wurden auf diese Wei-se hergestellt. Erhärtete Zementstabilisierungen (Zementstabi oder noch kürzer: Stabi) verhalten sich wie Magerbeton und sind daher sehr tragfähig. Aber sie ergeben in der Regel grosse Schwindrisse, welche dann später auf die bituminösen Schichten durchschlagen können. Die gerissenen Strassen-oberflächen stellen einen Qualitätsmangel dar.
Derartige Zementstabi weichen von ursprünglichen Soil Cements aus den USA ab. Demgemäss soll ein Soil Cement nur frostsicher und muss nicht so hart wie Magerbeton sein.
Der Grundgedanke des Soil Cements soll wieder belebt werden. Nebenbei noch zu erwähnen ist, dass die Zementstabi in der Schweiz meistens mit Kiessande 2. oder 3. Klasse hergestellt werden (daher das Endprodukt wie Magerbeton).
Wenn frisch- eingebaute Stabischichten sofort dem Baustellenverkehr frei gegeben werden, ergeben sich folgende Vorteile:
(1) Schonzeit und Spritzen von Bitumenemulsion entfallen, wodurch die Bau-Zeit und -Kosten wesent-lich reduziert werden.
(2) Mikrorisse entstehen in der Stabi-Schicht infolge des Befahrens. Dadurch bleiben später quer ver-laufende Makrorisse aus. Das unerwünschte Durchschlagen von Stabi-Rissen auf die bituminösen Beläge wird dann unwahrscheinlicher.

Kurzbeschreibung (Englisch)

The traditional construction method for cement stabilized layers prescribes that these are to be splashed with bitumen emulsion immediately after installation. This is to prevent loss of water. After-wards  the cement stabilized layer has to be kept away from traffic during at least 7 days.  Thus, it is aimed that the hardening process may not be disturbed.  Numerous motor- and highways in Switzer-land were constructed in this manner.  Hardened cement stabilizations (briefly: cementstabi) act as a bound material and have therefore a high load carrying capacity.  But they usually result in large shrinkage cracks which can propagate into the bituminous layers.  Cracked road surfaces represent a quality shortage.  Such cementstabi differ from original soil cements developed some decades ago in the USA.  Accordingly, soil cements should be only hard and stiff enough to be frost resistant.  They do not need to work as lean concrete.  This basic idea of soil cements is to be animated again.  Aditionally, it has to be mentioned that cementstabi in Switzerland are mostly made with gravel sands of 2nd or 3rd soil class (therefore the final product behaves as lean concrete). 
If fresh-laid cementstabi layers are immediately open to site traffic, the following advantages will be resulted: 
(1) Both curing time (7 days) and bitumen emulsion are no more necessary.  This results in an essential reduction of construction term and costs.
(2) Due to traffic loads micro cracks will develop in cementstabi layers.  Thus, there will be later no more macro cracks. Crack propagation to bituminous layers becomes more improbable.

Projektziele (Deutsch)

Durch experimentelle Feld- und Laboruntersuchungen werden sofort befahrene zementstabilisierte Schichten auf die Gebrauchstauglichkeit als Fundationsschichten geprüft. Falls das Ergebnis positiv ausfällt, kann das neue Verfahren für den Strassenbau von morgen empfohlen und die SN- Normen entsprechend angepasst werden.
Als Arbeitsprogramm werden vorgesehen: (A) Laborversuche (B) Feldversuche an einer neu zu erstel-lenden Transportpiste.

Projektziele (Englisch)

By means of experimental field and laboratory tests the serviceability of cement stabilized layers that will be loaded by traffic immediately after its construction as base layers will be examined.  If the test results are positive, the new method can be recommended for road construction in future. The respec-tive SN Standards should be adapted accordingly.
The research programme is planned as following:  (A) Laboratory tests, (B) Field tests on a new to be constructed road or large scale test track.

Berichtsnummer (Deutsch)

1642