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Durchführung einer letzten Kontrollmessung vor den experimentellen Haupt­untersuchungen. Dabei halfen­ vergrabene Matratzen, um schlecht verdichteten Boden zu simulieren.

Gut verdichtet?

14.03.2017

Johannes Pistrols Forschung im Zuge seiner Dissertation soll eine kontrollierte Verdichtung des Bodens ermöglichen und damit für langlebigere Bauwerke sorgen.

Egal ob man eine Straße, eine Bahntrasse oder einen Damm baut – es ist wichtig, den Boden zu verdichten und einen stabilen Untergrund zu schaffen, sonst hat das Bauwerk keinen Bestand. Doch wann ist der Boden ausreichend verdichtet? Johannes Pistrol erarbeitete im Rahmen seiner Dissertation eine Flächendeckende Dynamische Verdichtungskontrolle (FDVK), mit deren Hilfe man aus dem Schwingungsverhalten von Oszillationswalzen ableiten kann, ob der Boden bereits ausreichend gut verdichtet ist. 

Eine Frage der Schwingung

Die entscheidende Frage bei Bodenbearbeitungen ist immer, wann ist man fertig? „Natürlich könnte man eine bestimmte Stelle immer und immer wieder mit der Straßenwalze bearbeiten, so lange, bis man ganz sicher ist, dass der Boden optimal verdichtet ist“, erklärt Johannes Pistrol. „Doch das kostet nicht nur zu viel Zeit, es führt auch zu einem inakzeptablen Verschleiß der Walze.“ Ebenso könnte man punktuelle Prüfungen vornehmen, doch kleine lokale Schwachstellen, an denen der Untergrund besser noch einmal nachverdichtet werden sollte, würden sich dadurch kaum aufspüren lassen. Besser sei es, aus den Vibrationen und Schwingungen der Walze Informationen über die Bodenbeschaffenheit zu gewinnen.

Praxistest mit Matratzen

„Für Vibrationswalzen gab es bereits Methoden dafür, bei Oszillations walzen ist das aber komplizierter“, erklärt Pistrol. Im Rahmen seiner Dissertation gelang es jedoch, in Zusammenarbeit mit dem Walzenhersteller Hamm den Zusammenhang zwischen dem Schwingungsverhalten und dem Verdichtungszustand des Bodens zu analysieren. Die Ergebnisse basieren aber nicht nur auf Computersimulationen sowie theoretischen Berechnungen, sondern auch auf zahlreichen Versuchen in einer Kiesgrube in Fischamend. Um Schwachstellen im Boden zu simulieren, griff Pistrol auf ungewöhnliche Maßnahmen zurück. „Wir haben alte Matratzen 55 Zenti­meter unter der Oberfläche vergraben“, erzählt er. „Tatsächlich kann man zeigen, dass sich genau über diesen Matratzen das Schwingungsverhalten des Systems deutlich ändert.“

Einerseits kann man mit dem von Johannes Pistrol erarbeiteten Modell aus dem Schwingungsverhalten der Walze ableiten, ob der Boden bereits ausreichend gut verdichtet ist oder ob man ihn noch ein weiteres Mal bearbeiten muss. So sollen dank der FDVK mit Oszilationswalzen Vorteile für Walzenfahrer, ausführende Firmen, Bauherren sowie Walzenhersteller entstehen. Andererseits kann man sie auch dazu verwenden, die optimalen Parameter der Bodenverdichtung abzuschätzen und für eine effiziente und verschleißarme Bodenbearbeitung zu sorgen.

Autor:
Christoph Hauzenberger
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