Requirement of connecting joint systems for asphalt pavements - Part 1: State of the art of the experiences in the practice

• Research unit: FEDRO RBT
• Project number: VSS2007/401

Key words (German)

Anschlussfugen, Asphaltdecken, Fugenabdichtung, Anforderungswerte, Objektverhalten, Zustandserfassung

Key words (English)

Connecting joint systems, asphalt pavements, joint sealing, required values, performance, state of the art

Research programs (German)

Das Projekt ist in 3 Phasen gegliedert. Die Dauer des Forschungsprojektes beträgt 1.5 Jahre.

· Frühling 2008:

- Folgerungen aus Literaturauswertung

- Erstellung eines Fragenkataloges und einer Checkliste

- Kontaktnahme mit den Bauunternehmungen sowie Bauämtern

- Umfrage und Zustanderfassungen

· Herbst 2008:

- Bewertung der Schäden zur Ableitung der Schadenmechanismen und deren massgebenden Parameter

- Bewerten der Stoff- und Systemprüfungen bezüglich Aussagekraft für das Praxisverhalten

- Ausarbeiten der Folgerungen

- Zwischenberichterstattung

· Frühling 2009:

- Vorschläge für den Entscheid über Antrag der Folge-Forschungsvorhaben "Teil 2: Erarbeitung von aussagefähigen Laborprüfmethoden" (VSS 2007/402) und "Teil 3: Evaluieren des Praxisverhaltens" (VSS 2007/403)

- Berichterstattung

- Projektabschluss mit Berichtveröffentlichung

Der Ablauf mit den Meilensteinen der entsprechenden Phasen ist in der folgenden Tabelle ersichtlich.

		Zeitbereich
Pos	Arbeit/Arbeitsphase	Semester 1			Semester 2			Semester 3
1	Folgerungen aus der Literatur­auswertung, Erstellung eines Fragenkataloges und einer Checkliste
2	Vorabklärungen bei den Bauunter­nehmungen und Tiefbauämtern
3	Objektbegehungen / Zustandsaufnahme
4	Bewerten der Schadenmechanismen und der massgebenden Parameter. Bewerten der Stoff- und System­prüfungen bezüglich Aussagekraft für das Praxisverhalten. Ranking der Anschlussfugensysteme
5	Zwischenberichterstattung an EK 4.07
6	Vorschläge für den Entscheid über Antrag der Folge-Forschungs­vorhaben Teil 2 (VSS 2007/402) und Teil 3 (VSS 2007/403)
7	Antragstellung Teil 2 (VSS 2007/402)						X
8	Antragstellung Teil 3 (VSS 2007/403)						X
9	Berichterstattung
10	Projektabschluss
	Meilensteine	1				2		3		4

Short description (German)

In diesem Projekt werden die in der Praxis angewendeten Anschlussfugensysteme systematisch erfasst:

· Bestandaufnahme von Anschlussfugensystemen und Praxiserfahrungen

· Bestandaufnahme von Schadensbildern

· Erfassen und Bewerten der Schadenmechanismen und der massgebenden Parameter

· Erfassen und Bewerten der Stoff- und Systemprüfungen

· Ranking von Anschlussfugensystemen

Aus dem Ranking werden diejenigen Anschlussfugensysteme mit dem grössten Potential hinsichtlich Praxistauglichkeit und Nachhaltigkeit sowie die Stoff- und Systemprüfungen ausgewählt und für das anschliessende Forschungsvorhaben Teil 2 empfohlen.

Die Erkenntnisse dienen als Grundlage für die Erstellung der SN 670 288 " Anforderungen an Baustoffe in Anschlussfugensystemen".

Short description (English)

In this project the connecting joint systems used in practice are systematically inventoried:

· Inventory of the existing connecting joint systems and their performance in situ

· Inventory of the existing apparent damage

· Collecting and evaluating the damage mechanisms and the decisive parameters

· Collecting and evaluating the materials and system tests

· Ranking of the connecting joint systems

From the ranking, those connecting joint systems are selected with the largest potential regarding in situ performance and durability and recommended follow up research project part 2.

The results of the project will be a basis for the production of the Swiss Standard SN 670 288 "Requirements of building materials in connecting joint systems”

Project description (German)

Anschlussfugen in Asphaltdecken kommen auf allen Strassenarten (Autobahnen, Kantons-, Gemeinde- und Privatstrassen) zur Anwendung. Die Anschlussfugen entstehen bei Neubauten aber vor allem bei Flickstellen nach Grabarbeiten. Die Erfahrungen mit den Anschlussfugen sind positiv bis negativ, wobei die negativen Erfahrungen (offene Anschlussfugen) einen grossen Anteil stellen. Die offenen Anschlussfugen können ein sicherheitsrelevantes Problem für den Zweiradverkehr darstellen, sie mindern in jedem Fall die Nutzungsdauer und damit auch die Nachhaltigkeit eines Asphaltbelags.

Anschlussfugen in Asphaltdecken werden in sehr vielfältiger Form gestaltet, wobei oftmals Präferenzen der jeweiligen Bauherrschaft das System bestimmen. Die Normen SN 640 430 und SN 640 731 lassen die Anwendungen weitgehend offen und enthalten keine Anhaltspunkte bezüglich Vorgaben an das System und keine Anforderungen an die Baustoffe.

Das Forschungsvorhaben ist der erste Teil von drei zeitlich gestaffelten Forschungsvorhaben

- Teil 1: Aufnahme der bestehenden Praxiserfahrung

- Teil 2: Erarbeitung von aussagefähigen Laborprüfmethoden

- Teil 3: Evaluieren des Praxisverhaltens

Im Teil 1 werden die in der Praxis vorhanden Anschlussfugensysteme systematisch erfasst und hinsichtlich ihrer Tauglichkeit kategorisiert. Dies umfasst:

· Bestandaufnahme von bestehenden Anschlussfugensystemen und Praxiserfahrungen: Befragungen von Bauämtern und Unternehmungen sowie und Objektbegehungen von geografisch repräsentativer Objekten in der Schweiz

· Bestandaufnahme von bestehenden Schadensbildern: Kategorisierung der Art der Schäden und ihres Ausmasses und Ortes des Auftretens

· Erfassen und Bewerten der Schadenmechanismen und der massgebenden Parameter

· Erfassen und Bewerten der Ergebnisse von Stoff- und Systemprüfungen

· Ranking von Anschlussfugensystemen aufgrund von Bestandesaufnahmen

Aufgrund der Schadensbilder können mögliche Versagensmechanismen definiert werden. Aus dem Ranking der Anschlussfugensysteme werden diejenigen mit dem grössten Potential hinsichtlich Praxistauglichkeit und Nachhaltigkeit ausgewählt und für das anschliessende Forschungsvorhaben Teil 2 empfohlen.

Die Erkenntnisse aus dieser Arbeit sollen als Grundlage für die notwendige Erarbeitung der Schweizer Norm SN 670 288 "Fugeneinlagen und Fugenmassen; Anforderungen an Baustoffe in Anschlussfugen­systemen" dienen. Die Erkenntnisse dienen weiter als Gundlage für eine Überarbeitung der Vorgaben an Anschlussfugen­systeme in den Schweizer Normen SN 640 430 und SN 640 731

Expected findings/ usefulness, beneficiaries (German)

Die Arbeit ergibt eine Übersicht über die in der Praxis angewendeten Anschlussfugensysteme in Asphaltdecken und über deren Praxisverhalten. Die möglichen Schadensmechanismen werden erfasst und bewertet.

Aus der Übersicht wird ein Ranking der angewendeten Anschlussfugensysteme erstellt. Das Ranking dient der Auswahl von Anschlussfugensystemen für die Forschungsvorhaben Teil 2 (VSS 2007/402) und Teil 3 (VSS 2007/403).

Die Erkenntnisse aus dem Forschungsvorhaben dienen auch als Grundlage bei der Erarbeitung einer Anforderungsnorm an Baustoffe für Anschlussfugensysteme

Methods (German)

Ausarbeitung von Folgerung aus Informations- und Literaturauswertungen

- Erstellen eines Fragenkataloges; Umfrage

- Erstellen einer Checkliste; Objektbegehungen / Zustanderfassungen

- Auswertung der Ergebnisse der Umfragen und der Objektbegehungen

- Bewertung der Schäden und Ableitung von Schadenmechanismen und deren massgebenden Parametern

- Auswahl und Definieren der Prüfmethoden

- Ranking und Vorschlag der vielversprechendsten Systeme für Folgeprojekte

- Zwischenberichterstattung an EK 4.07

- Unterbreiten von Vorschlägen für den Entscheid über den Antrag der Folge-Forschungsvorhaben
Teil 2 (VSS 2007/402) und Teil 3 (VSS 2007/403)

- Antragstellung Teil 2 (VSS 2007/402) und Teil 3 (VSS 2007/403)

- Berichterstellung und -veröffentlichung

Further information (German)

Die Arbeit ergibt eine Übersicht über die in der Praxis angewendeten Anschlussfugensysteme in Asphaltdecken und über deren Praxisverhalten. Die möglichen Schadensmechanismen werden erfasst und bewertet.

Aus der Übersicht wird ein Ranking der angewendeten Anschlussfugensysteme erstellt. Das Ranking dient der Auswahl von Anschlussfugensystemen für die Forschungsvorhaben Teil 2 (VSS 2007/402) und Teil 3 (VSS 2007/403).

Die Erkenntnisse aus dem Forschungsvorhaben dienen auch als Grundlage bei der Erarbeitung einer Anforderungsnorm an Baustoffe für Anschlussfugensysteme

Special tools and infrastructure (German)

Keine

Overview of research activities (German)

Erfahrungen über die Eignung der angewendeten Systeme sind erfasst und ausgewertet. Forschungsresultate mit aussagekräftigen Testreihen und Laborprüfverfahren sind vereinzelt bekannt (z.B. Schweiz, Deutschland, Österreich, nordamerikanischer Raum).

Project aims (German)

Mit dem Forschungsvorhaben wird eine Übersicht über bestehende Anschlussfugensysteme und deren Praxiserfahrungen sowie Prüfungen erstellt. Ein Ranking der Schadenmechanismen und der massgebenden Parameter sowie Prüfungen soll erarbeitet werden, welches als Grundlagen für die anschliessenden Forschungsvorhaben "Teil 2: Verhalten von Anschlussfugensystemen in Laborprüfungen" (VSS 2007/402) und "Teil 3: Verhalten von Anschlussfugensystemen in der Praxis" (VSS 2007/403) dient.

Project aims (English)

With the research project an overview of existing connecting joint systems and their practical experiences and their tests will be provided. A Ranking of the damage mechanisms and the decisive parameters and of the tests will be compiled and used as the bases for the following research projects: "Part 2: Behaviour of connecting joint systems using laboratory tests" (VSS 2007/402) and "Part 3: Behaviour of connecting joint systems in the practice” (VSS 2007/403).

Transfer and application (German)

Aus der Übersicht über die in der Praxis angewendeten Anschlussfugensysteme in Asphaltdecken und über deren Praxisverhalten sowie den Schadensmechanismen werden Empfehlungen für die Praxis abgeleitet. Die Empfehlung wird im Rahmen der Folgeprojekte (VSS 2007/402 und VSS 2007/403) überprüft.

Die Erkenntnisse aus dieser Arbeit und der Folgeprojekte (VSS 2007/402 und VSS 2007/403) sollen als Grundlage für die notwendige Erarbeitung der Schweizer Norm SN 670 288 "Fugeneinlagen und Fugenmassen; Anforderungen an Baustoffe in Anschlussfugensystemen" dienen. Die Erkenntnisse dienen weiter als Gundlage für eine Überarbeitung der Vorgaben an Anschlussfugensysteme in den Schweizer Normen SN 640 430 und SN 640 731.

Berichtsnummer (German)

1485

Berichtsnummer (English)

1485

Literature (German)

1] Hean, S., Partl, M.N.: Polymerbitumen-Fugendichtungsmassen; Prüfmethoden aufgrund von Laboruntersuchungen. Eidg. Verkehrs- und Energiewirtschaftsdepartement. VSS-Bericht Nr. 370 (1996)

[2] Hean, S., Partl, M.N.: Fugenabdichtungen; Langzeitverhalten von Fugenvergussmassen aus Polymerbitumen auf einer Versuchsstrecke. Eidg. Verkehrs- und Energiewirtschaftsdepartement. VSS-Bericht Nr. 1052 (2003)

[3] Masson J.-F.: Bituminous Crack Sealants in Canada: Research and Performance Specifications. NRC, National Research Council of Canada. Tagungsband “Fugendichtungen in Verkehrsflächen mit heissverarbeitbaren Fugenmassen“ ISBN 3-905594-43-9 (2005)

[4] Eilers, M.: Brückenfugen. Erkenntnisse aus Deutschland. BaSt. Tagungsband “Fugendichtungen in Verkehrsflächen mit heissverarbeitbaren Fugenmassen“ ISBN 3-905594-43-9 (2005)

[5] Bernhard, A.: Normierung Stand CH und EU. Was kommt auf die Hersteller, die Unternehmungen und Prüflabor zu. Tagungsband “Fugendichtungen in Verkehrsflächen mit heissverarbeitbaren Fugenmassen“ ISBN 3-905594-43-9 (2005)

[6] Reip, T: Auswirkung der neuen Normen auf die Herstellung der heissverarbeitbaren Fugenmassen. Tagungsband “Fugendichtungen in Verkehrsflächen mit heissverarbeitbaren Fugenmassen“ ISBN 3-905594-43-9 (2005)

[7] Bewertung von Fugenvergussstoffen für Betonfahrbahnen durch Laborprüfverfahren unter Berücksichtigung ihrer Reproduzierbarkeit. Fritsche H., Hochschule für Verkehrswesen Dresden, Forschungsbericht (1983)

[8] Beitrag zur Charakterisierung von bituminösen Fugenvergussstoffen und Bewertung der Prüfverfahren. Fritsche H., Hochschule für Verkehrswesen Dresden, Forschungsbericht (1983)

[9] Benson, J.S.; Scherocman, J.A.: Herstellung von haltbaren Längsnähten (Orig. engl.: Construction of durable longitudinal joints) Factors affecting compaction of asphalt pavements. Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2006[8]

[9] Brown, E.R.: Grundsätze der Verdichtung von Längsnähten (Orig. engl.:Basics of longitudinal joint compaction) Factors affecting compaction of asphalt pavements. Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2006

[10] Kandhal, P., and R. Mallick. Longitudinal Joint Construction Techniques for Asphalt Pavements. NCAT Report 97-4, August 1997.

[11] Kandhal, P., T. Ramirez, and P. Ingram. Evaluation ofEight Longitudinal Joint ConstructionTechniques for Asphalt Pavements in Pennsylvania. NCAT RepOlt 02-03, February 2002.

[12] Baker, R. F., J. R. Croteau. J. J. Quinn, and E. J. Hellriegal. Longitudinal Wedge Joint Study. Transportation Research Record 1282, TRB, National Research Council, Washington, D,C" 1990

[13] Livnek, M: Site and Laboratory Testing Order to Determine the Bonding Method in Construction Joints of Asphalt Strips, Proc., Association 0/Asphalt Paving Technologists, Vol. 57, 1988.