Was ist ein Lastübertragungselement in Betonfahrbahnen?

Ein Lastübertragungselement ist ein Fugenmerkmal, das die Radlast von einer Betonplatte der Fahrbahn auf die nächste überträgt.

Flugplatzfahrbahnen aus Beton werden in Platten gebaut, zwischen denen Fugen liegen. Wenn ein Flugzeugrad eine Fuge überquert, biegt sich die belastete Platte durch. Ein Lastübertragungselement sorgt dafür, dass die nächste Platte einen Teil dieser Last mitträgt. FAA AC 150/5320-6G sagt, dass die Lebensdauer des Belags steigt, wenn mehr Last auf die unbelastete Platte geht, weil die Biegespannung in der belasteten Platte sinkt.

Arten

• Dübelstäbe. Dübel tragen die Last über die Fuge und verhindern eine vertikale Relativbewegung der Plattenenden. Die FAA schreibt glatte Stahlstäbe mit Epoxidbeschichtung und Trennbeschichtung vor, sodass der Stab im Beton gleiten kann.
• Kornverzahnung. Die unregelmäßigen Flächen einer Fuge oder eines Risses verhaken sich ineinander. Die FAA hält Fugen geschlossen, um diese Verzahnung zu erhalten, zum Beispiel mit Ankerstäben.
• Verdickter Rand. Eine Fuge vom Typ A hat einen dickeren Plattenrand. Er trägt die Last, die sonst Dübel oder Kornverzahnung tragen würden.

Ankerstäbe sind keine Lastübertragungselemente. Sie halten die Fuge geschlossen, damit die Kornverzahnung weiter wirkt.

FAA-Regeln für Dübel

• Dübel sind in den letzten drei Querscheinfugen ab einem freien Rand erforderlich.
• Dübel sind in allen Arbeitsfugen erforderlich, es sei denn, der Rand ist verdickt oder bewehrt.
• Platten, die dicker als 9 Zoll (225 mm) sind, benötigen gedübelte Zwischen-Längsscheinfugen neben einem freien Rand.
• Tabelle 3-6 legt Größe und Abstand nach Plattendicke fest. Eine Platte von 5 bis 7 Zoll (125 bis 178 mm) verwendet 3/4-Zoll-Dübel (20 mm) im Abstand von 12 Zoll (305 mm). Eine Platte von 7,5 bis 12 Zoll (191 bis 305 mm) verwendet 1-Zoll-Dübel (25 mm) im selben Abstand.
• Item P-501 begrenzt die Fehlausrichtung der Dübel auf 1/4 Zoll pro Fuß (6 mm pro 0,3 m).

Lastübertragungseffizienz

Die Lastübertragungseffizienz (LTE) ist die Durchbiegung der unbelasteten Platte geteilt durch die Durchbiegung der belasteten Platte, in Prozent. Eine FWD- oder HWD-Prüfung an den Fugen misst sie. Das Ergebnis hängt von der Fahrwerkskonfiguration, der Reifenaufstandsfläche, der Fahrbahntemperatur, den Dübeln und der Art des Unterbaus ab. Ein Reflexionsriss in einer Asphaltüberlagerung kann einen falschen Wert ergeben.

Die FAA-Bemessungsmethode geht davon aus, dass die Lastübertragung die freie Randspannung in einer Platte um 25 Prozent senkt. Die Durchbiegungs-LTE lässt sich nicht direkt in diesen Spannungswert umrechnen.

Warum es für die Inspektion wichtig ist

Eine sinkende LTE erhöht die Durchbiegung an den Plattenecken. Dadurch können Hohlräume unter der Platte entstehen. Wasser sammelt sich dann an den Fugen und beschleunigt die Schäden am Beton.

An der Oberfläche gehören die verwandten Schäden zu Pumpen, Eckbrüchen, Fugenabplatzungen und Versatz. Fehlausgerichtete Dübel können Fugenabplatzungen verursachen. Versatz ist eine Höhendifferenz an einer Fuge. Das PAVER-Handbuch bewertet seine Schwere nach der Höhe der Stufe. Eine visuelle oder Drohnenerfassung dokumentiert diese Mängel, aber nur eine Durchbiegungsprüfung liefert den LTE-Wert.