Rissfreie Straßen

In Schwindrissbildung in Böden und zementgebundenen Böden: Mechanismen und Modellierung, Li untersucht das Problem weiter. Auszüge folgen:

Abstrakt
Schwindrisse in Erd- oder Zementerdeböden können zum Eindringen von Wasser in das Material und in der Folge zu Reflexionsrissen in den darüberliegenden Bauwerken führen. Schwindrisse schränken die Anwendung zementärer Stabilisierungsmethoden erheblich ein.

2.6.4 Schwindrisse
Das Risiko von Schwindrissen in einer gegebenen Struktur hängt von vielen Faktoren ab, darunter das Ausmaß und die Verteilung der freien Schwindung, die Schwindungsgeschwindigkeit, der Grad der Spannungsrelaxation, der Grad der strukturellen Einschränkung und die Entwicklung der Materialfestigkeit und -steifigkeit (Weiss und Shah 2002).

2.7 SCHLUSSFOLGERUNGEN DER LITERATURÜBERSICHT
Auf Grundlage der Literaturrecherche werden die wichtigsten Schlussfolgerungen wie folgt aufgeführt.

1. Die zementgebundene Stabilisierung kann die technischen Eigenschaften ungebundener Materialien, wie Festigkeit, Steifigkeit, Dauerhaftigkeit und Stabilität, erheblich verbessern. Sie birgt jedoch auch eigene technische Probleme. Die Hauptschäden, die bei der Verwendung von zementgebundenen Stabilisierungsmitteln im Straßenbau auftreten, sind lastinduzierte Ermüdungsrisse und Schwindrisse.
2. Viele Faktoren beeinflussen die Eigenschaften von CSM, darunter das Trägermaterial, die Art des Bindemittels, der Bindemittelgehalt, der Feuchtigkeitsgehalt, die Aushärtungsbedingungen, das Alter usw.
3. Die Schwindung von CSM lässt sich in vier Kategorien unterteilen: autogene Schwindung, Trocknungsschwindung, thermische Schwindung und Karbonatisierungsschwindung. Die autogene Schwindung ist relativ gering. Die thermische Schwindung kann der Trocknungsschwindung überlagert werden. Die Karbonatisierungsschwindung ist eine Langzeitreaktion. Die Trocknungsschwindung dominiert die Schwindung. Sie steht in direktem Zusammenhang mit dem Feuchtigkeitsverlust und wird durch Matrixsaugspannung verursacht.
4. Der Feuchtigkeitsverlust poröser Materialien hängt hauptsächlich von der Oberfläche, der Länge der Feuchtigkeitstransportwege und der Trocknungsumgebung ab. Zur Beschreibung des Trocknungsprozesses von CSM sollte die nichtlineare Feuchtigkeitsdiffusionstheorie herangezogen werden. Obwohl zahlreiche Studien zur Feuchtigkeitsdiffusion in Beton vorliegen, konzentrieren sich nur wenige auf CSM.
5. Der Schwindkoeffizient kann verwendet werden, um die Änderung der Schwindverformung in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit oder der relativen Luftfeuchtigkeit auszudrücken. Für Beton existieren Modelle zur Berechnung des Schwindkoeffizienten. Für CSM ist das Modell jedoch noch nicht ausreichend etabliert.
6. Die Schwindspannung entsteht durch die Behinderung der Schwindverformung. Ist die Behinderungsbedingung bekannt, lässt sich die Schwindspannung mithilfe von Gleichgewichts- und Kompatibilitätsgleichungen berechnen. Dabei muss jedoch die Steifigkeitsänderung des Materials infolge von Feuchtigkeitsverlust und Zementhydratation berücksichtigt werden.
7. Das Schwinden stabilisierter Werkstoffe ist mit einer Relaxation verbunden. Die Relaxation des stabilisierten Werkstoffs reduziert die Schwindspannungen und mindert das Auftreten von Schwindrissen.
8. In der Literatur werden unterschiedliche Kriterien für Schwindrisse verwendet, darunter empirische Kriterien, Kriterien der Zugfestigkeit, der Bruchmechanik und das Prinzip der Energieminimierung. Die Vorhersagemodelle für Schwindrisse sind für CSM nicht ausreichend durch Tests verifiziert;