2.5 Frostschäden und Maßnahmen zu ihrer Vermeidung
25
– Senkungs- bzw. Rutschungsschäden (als Folge der Erhöhung des Wassergehalts im Boden durch die getauten Eislinsen bzw. Eisbänder). 2.5.1 Straßenbau und Flugplatzbefestigungen.
Im Gegensatz zu Bauten mit beschränkter Grundfläche (z. B. Hochbauten und Brücken), wird bei Straßen und Flugplatzbefestigungen aus Wirtschaftlichkeitsgründen auf eine frostfreie Gründung verzichtet. Daher werden sie auch besonders stark durch ihre Wechselwirkung mit dem dem Frost ausgesetzten Baugrund beeinflusst. Bild 2-5 und Bild 2-6 zeigen die wesentlichen Problemfälle für Frostschäden im Straßenbau, die der Hebung und der Tausenkung.
Bild 2--5 Frosthebung einer Packlagendecke bei frostempfindlichem Untergrund (nach [271])
Hebungen betreffen nach Schaible [271] nur den kleineren Teil der Frostschäden (10 %). Sie bilden sich im Laufe der Frostperiode in Form von Frostwellen, Frostbeulen, Frostrissen oder auch Frostspalten aus (vgl. [149]). Ihr Maximum ist erreicht, wenn sich die größte Wassermenge in Eislinsen und Eisbändern unter der Fahrbahndecke angesammelt hat. Nach der Auftauperiode gehen die Hebungen zwar zurück, die sich nicht mehr ganz schließenden Risse stellen jedoch Ansatzpunkte für Schadenserweiterungen dar.
Bild 2--6 Tausenkung unter Verkehrseinfluss bei frostempfindlichem Untergrund (nach Schaible [271])
Bei Straßen wesentlich bedeutsamer sind die Tausenkungsschäden (nach Schaible [271] 90 % der Frostschäden). Sie treten in der Tauperiode ein und sind mit dem in Bild 2-6 skizzierten Ablauf des Auftauvorgangs verbunden. Der Boden weicht durch das Schmelzen der Eislinsen und -bänder so stark auf, dass er keine nennenswerte Tragfähigkeit mehr besitzt. Darüber hinaus wird er durch die noch vorhandene Eisbarriere an seiner Entwässerung gehindert. Über solchen, sich in kurzer Zeit bildenden „Schlammlöchern“ treten rasch große Verformungen biegeweicher Straßen- und Flugplatzbefestigungsdecken auf. Biegesteifere Decken brechen ein, wenn sie durch Verkehr belastet werden und ihre Tragfähigkeit nicht mehr zur Lastaufnahme ausreicht. Als Schadensformen entstehen engmaschige Risse (Elefantenhaut) und Schollen, wobei Verkehr die Schäden durch