5 Grinding auf Bestandstrecken
6.7 Betrachtungen zum Drainageverhalten auf Grindingoberflächen
Begleitend zu den Messungen mit der SKM wurden auf den Neubau- und Bestandsstrecken vergleichende Untersuchungen zum Wasserabfluss auf Waschbeton- und Grindingoberflä-chen durchgeführt. Diese Untersuchungen zur Wasserdrainage umfassen nicht die Drai-nageuntersuchungen unter dem rollenden Reifen. Hier werden aufgrund der „Profilierung der Textur“ und dem geringen Abstand zwischen benachbarten Kontaktstellen in Querrich-tung für Grindingoberflächen besonders günstige Eigenschaften erwartet. Die Reifenindust-rie hält für diesen Aspekt des Drainageverhaltens Messmethoden bereit, mit denen z.B. die Eindringtiefe von Reifen in die Fahrbahnoberfläche ermittelt werden können (Beispiel: zu überrollende Kontaktfolien zwischen Reifen und Fahrbahn). Es ist unter anderem derzeit noch nicht bekannt, ob die für isotrope Oberflächen angegebenen Eindringtiefen in die
167 INGGO Oberfläche von 0,2 mm (Sommerreifen) und bis zu 0,7 mm (Winterreifen) sich auf Grindi-ngoberflächen in gleicher Weise zeigen. Dieses wäre aber für die Ermittlung der verblei-benden Drainagekanäle für die Wasserdrainage unter dem rollenden Reifen sehr sinnvoll.
Drainagebetrachtungen im Sinne dieses Forschungsprojektes sind ausschließlich Frage-stellungen zur Entwässerung von gegrindeten Oberflächen. Verwendet wurde zunächst ein Ausflussverfahren, bei dem eine definierte Wassermenge pro Zeiteinheit auf die Fahrbahn-oberfläche ausgebracht wird und das Abfließen des Wassers in Querrichtung beobachtet werden sollte. Aus der sich unter stationären Verhältnissen einstellenden Breite der abflie-ßenden Wasserfront sollte eine Bewertung der Drainagefähigkeit der Oberfläche erfolgen (Abbildung 135). Zur Anwendung kam die im SKM-Messfahrzeug verbaute Dosierpumpe.
Über einen angeschlossenen Zusatzschlauch konnte die exakt dosierbare Wassermenge über einen Ausströmteller auf der Fahrbahn ausgebracht werden. Der Volumenstrom war prinzipiell beliebig einstellbar, in der Praxis kamen aber nur die auch bei der SKM verwen-deten Standardeinstellungen (25 l/min, 40 l/min, 55l/min) zum Einsatz.
Abbildung 135: Durchführung von Ausflussversuchen auf Waschbeton- und Grinding-Oberflächen
Das in Abbildung 135 erkennbare leicht asymmetrische Abflussverhalten ist auf ein gerin-ges Längsgefälle der Fahrbahn zurückzuführen. Zur Messausstattung gehörte neben Ka-mera, Zollstock und die Kombination aus Wassertank, Dosierpumpe und Ausflussteller auch eine digitale Wasserwaage, um sowohl Längs- und Querneigung aufzunehmen. An-ders als ursprünglich geplant konnten die Versuche nicht vor und nach der Grindingmaß-nahme an derselben Messstelle durchgeführt werden, da die hierfür notwendige
Baustel-168 INGGO leneinrichtung nicht für eine so lange Zeitspanne aufrechterhalten werden konnte. Es muss-ten daher innerhalb der Baustelleneinrüstung Waschbetonbereiche mit zumindest ähnlicher Längs- und Querneigung gefunden werden. Der Versuch konnte an der jeweiligen Stelle nur einmalig durchgeführt werden, da nicht genug Zeit zur Verfügung stand, um eine Ab-trocknung der Fahrbahn unter den gegebenen Witterungsverhältnissen abzuwarten. Die Niederschlagssituation war zusätzlich limitierend, da diese Art der Auswertung eine voll-ständig trockene Fahrbahn voraussetzt. Im Tunnelbereich (Katschbergtunnel) war die An-wendung aufgrund der beschränkten Lichtverhältnisse, dem schlechten Abtrocknen nach Grinding aufgrund der niedrigen Temperaturen und der Ungleichmäßigkeit des Grindings infolge stark geschüsselter Platten nicht verwertbar.
Daher sollen hier die gewonnenen Erkenntnisse über das Entwässerungsverhalten von Grindingoberflächen zusammenfassend sowohl für die Neubau- wie auch die Bestands-strecken dargestellt werden. Zunächst sehr überraschend war, dass bei Grinding-oberflä-chen sich anders als bei WaschbetonoberfläGrinding-oberflä-chen zu keinem Zeitpunkt ein konstantes, sich nicht mehr verbreiterndes Abflussbild von der Fahrbahn einstellte. Das Wasser schien sich nahezu unbegrenzt längs der Grindingstege auszubreiten. Insoweit waren quantitative Ver-gleiche wie ursprünglich geplant nicht durchführbar. Bei näherer Betrachtung der Ursachen war festzustellen, dass Grindingoberflächen eine stark anisotrope Wasserführung aufwei-sen. Während in Längsrichtung die Wasserführung stark begünstigt ist und schon bei ge-ringsten Wasserfilmdicken erfolgt, setzt die Wasserführung in Querrichtung ein Überwinden der Stege voraus. Erst wenn die lokale Filmdicke des Wassers die Texturtiefe überschreitet, kommt es deshalb überhaupt zu einem nennenswerten Wassertransport in Querrichtung.
Sinkt die mittlere Wasserfilmdicke durch die Verbreiterung des Abflussbereiches unter die Texturtiefe, erfolgt wieder der Wassertransport nahezu nur in Längsrichtung. Aufgrund der mittleren Texturtiefe von rund 1mm auf frisch gegrindeten Oberflächen müssen schon er-hebliche mittlere Filmdicken von über 1 mm vorliegen, um einen Wassertransport in Quer-richtung überhaupt zu ermöglichen. Die geschnittenen Rillen bieten dagegen ideale Strö-mungskanäle für das Oberflächenwasser. Soweit möglich, strömt das Wasser daher vor-zugsweise in Längsrichtung des Grindings. Erst an Imperfektionen in der Profilierung der Oberfläche (Poren im Bereich der Stege, lokal vollständig weggebrochene Stege etc.) wird der nächste Steg überwunden. Sofern Querfugen nicht vollständig bis zur Höhe der Fahr-bahnoberfläche verfüllt sind, entwickeln sich diese auch zu wichtigen Kanälen für die Quer-abführung des Wassers.
169 INGGO Leider konnte keine Betrachtung unter Verkehr durchgeführt werden. Es wird erwartet, dass durch den abrollenden Reifen ein erheblicher Beitrag zur Überwindung der Grindingstege und damit zur Querabführung des Wassers geleistet wird.
Bezüglich des Abtrocknungsverhaltens von Grindingoberflächen relativ zu Waschbeton-oberflächen wurden einige Versuche im Labor gemacht. Dazu wurde auf Laborprobeplatten mit Waschbeton- und Grindingtextur gleiche Wassermengen pro Quadratzentimeter aus-gebracht und das Abtrocknen der Platten beobachtet (Abbildung 136). Die Längsneigung betrug bei beiden Platten 2,0%. (Gefälle nach links). Unter Laborbedingungen (ruhende Luft) trocknen Grindingoberflächen wesentlich langsamer ab als Waschbetonoberflächen gleicher Texturtiefe (hier ca. 0,8 mm).
Abbildung 136: Abtrocknung von Laborplatten aus Waschbeton (unten) und mit Grindi-ngoberfläche (oben)
Wie sich die Abtrocknung unter strömender Luft bzw. unter Verkehr darstellt, konnte nicht untersucht werden. Die Ergebnisse können in diesen Fällen von den an Laborplatten ermit-telten Eigenschaften deutlich abweichen.
Eine abschließende Bewertung der Wasserdrainage auf Grindingoberflächen setzt die ein-gangs genannten Untersuchungen im Reifen-Fahrbahn-Kontakt voraus. Vorher sind Be-trachtungen aufgrund der hier festgestellten besonderen Drainageeigenschaften von Grin-dingoberflächen insbesondere unter Fragen der Verkehrssicherheit nicht sinnvoll. Aller-dings sollte der Wasserabführung im Querfugen-Bereich Aufmerksamkeit geschenkt wer-den. Da beim Grinding die Querfugen in ihrer Bedeutung für die Sammlung von
Regenwas-170 INGGO ser und die Ableitung von diesem möglicherweise eine größere Rolle als bei anderen Ober-flächentexturen spielen, ist der Dichtigkeit der Querfugen hier eine erhöhte Aufmerksamkeit zu schenken.
Aus den stationären Querebenheits- und Texturmessungen mit dem ELAlinear-Messgerät wurden Hinweise auf einen vor allem zu Beginn der Grindingmaßnahme gelegentlich auf-tretenden Höhenversatz zwischen benachbarten Grindingbahnen erhalten. Visuell waren diese Höhendifferenzen während des Schleifens praktisch nicht wahrnehmbar. Bei entspre-chend hoher Ausprägung der Stufe von mehr als 1 mm verschwindet allerdings der ansons-ten sichtbare Überlappungsbereich zwischen benachbaransons-ten Grindingbahnen. Dies stellt je-doch kein sicheres Erkennungszeichen dar, da bei exakt aneinander anschließenden Grin-dingbahnen ja ebenfalls kein Überlappungsbereich auftritt. Da durch Stufen zwischen be-nachbarten Grindingbahnen je nach Querneigung der Fahrbahn ein zusätzlicher Wasser-rückhalt auf der Fahrbahn hervorgerufen werden kann, wird empfohlen, den Überlappungs-bereich zukünftig begleitend während der Ausführung der Grindingmaßnahme in kurzen Abständen im Rahmen der Eigenüberwachung zu kontrollieren (Abbildung 137), damit der-artige Versatzhöhen > 1mm allenfalls über einige Meter längs der Fahrbahn auftreten.
Abbildung 137: Detektion des Höhenversatzes benachbarter Grindingbahnen von ca. 1,5 mm an einem Beispiel von der A2 (Katschbergtunnel).
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