HESTER

Hintergrund

Herstellung Demonstrator – Bettung der Fertigteile durch Silikatharzinjektion

Die Basis einer erfolgreichen Wirtschaft stellt eine leistungsfähige und dauerhafte Straßeninfrastruktur dar. Neue Werkstoffe für den Einsatz in urbanen Infrastrukturen tragen dazu bei, Baumaßnahmen mit dem Ziel einer langlebigen und beständigen Konstruktion energie- und ressourceneffizient durchzuführen und somit eine nachhaltige Mobilität zu unterstützen. Gleichzeitig ist die Verfügbarkeit von Straßen im größtmöglichen Umfang sicherzustellen, wozu künftig Ertüchtigungs- oder Instandsetzungssysteme mit kurzen Bauzeiten und hoher Dauerhaftigkeit benötigt werden. Für eine gezielte und optimale Nutzung zukünftig vorhandener Ressourcen sollen deshalb modulare und schnell ausführbare Systeme erprobt werden. In dem Forschungsvorhaben, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) zum Thema „Neue Werkstoffe für urbane Infrastrukturen – HighTechMatBau“ gefördert wird, werden Betonfertigteile für die Instandsetzung von urbanen Verkehrsflächen modelliert und entwickelt – zum Beispiel Bushaltestellen, Kreuzungen und Kreisverkehre.

Konzept

Analyse verschiedener Kopplungssysteme mittels FEM-Modell

In einem ersten Schritt wurde ein spezielles Dimensionierungsverfahren erarbeitet, welches unter anderem die Einwirkungen aus Verkehr und Temperatur, die Fertigteilgeometrie und die Wirkung der Tragschicht hinreichend genau berücksichtigt. Hierfür galt es, alle dimensionierungsrelevanten Kennwerte für die Fertigteilbaustoffe sowie für das Unterfüll- und Bettungsmaterial eindeutig zu definieren und zu ermitteln. Darüber hinaus war es erforderlich, Parameter zu eruieren, die das Zusammenwirken der verschiedenen Baustoffe beschreiben – beispielsweise Schichtverbund zwischen Beton und Unterfüllmaterial (Silikatharz).

MLS30 im Einsatz auf dem Fertigteildemonstrator

Darauf aufbauend wurde das Fertigteilsystem mit der zugehörigen Tragschicht mit Hilfe eines 3D-FEM-Modells abgebildet. In iterativer Vorgehensweise wird das FEM-Modell im laufenden Projekt anhand von Ergebnissen ständig kalibriert und weiterentwickelt, die in klein- und großmaßstäblichen Versuchen zu generieren sind.

An dem hergestellten Fertigteildemonstrator soll insbesondere die Querkraftübertragung unterschiedlicher Kopplungssysteme untersucht werden. Hierzu werden unter anderem definierte mechanische Beanspruchungen durch Simulation von Radüberrollungen (MLS30) im Fugenbereich sowie die messtechnische Ermittlung der Tragfähigkeit mittels FWD durchgeführt. Die Untersuchungen sind noch bis Ende 2018 geplant.

Ziele

FWD-Tragfähigkeitsmessungen auf dem fertiggestellten Demonstrator

Der im Forschungsvorhaben HESTER auf dem duraBASt hergestellte Demonstrator dient neben der Beurteilung zur baupraktischen Realisierbarkeit für hochbeanspruchte urbane Bereiche insbesondere der Analyse und Erprobung innovativer Kopplungssysteme.

Zunächst ist vorgesehen, diese Technologie für die Instandsetzung von Bushaltestellen in die Praxis zu überführen. Erste erfolgreiche Anwendungen erfolgten im August 2017 sowie im Mai und Juni 2018 in Berlin.

Weitere Informationen

• Video: HESTER Fertigteilsystem - Bushaltestellen in Berlin mit Fertigteilen