Einführung in den Straßen- und Erdbau an Hand amtlicher Richtlinien und Vorschriften [Reprint 2019 ed.] 9783486773972, 9783486773965

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Einführung in den Straßen- und Erdbau an Hand amtlicher Richtlinien und Vorschriften von

Dipl.-Ing. Hans A l b r e c h t Professor an der Staatsbauschule München

Mit 39 Bildern und mehreren Zahlentafeln

M ü n c h e n u n d B e r l i n 1943

V e r l a g von R. Oldenbourg

D r u c k v o n J . P. P e t e r , R o t h e n b u r g o . T b r . P r i n t e d in G e r m a n y .

Vorwort. Der Deutsche Straßenbau ist heute so weitgehend von den Richtlinien u n d Vorschriften bestimmt, die beim Generalinspektor f ü r das Deutsche Straßenwesen herausgegeben sind, daß nicht einzusehen ist, w a r u m nicht die wichtigsten derselben den Studierenden der Bauschulen in die Hand gegeben werden sollten. Unter dieser Voraussetzung k a n n diese E i n f ü h r u n g sich darauf beschränken, die nötigen Vorkenntnisse zu vermitteln u n d in die Richtlinien selbst einzuführen. Daneben ist Wert darauf gelegt, d a ß das erworbene Wissen in Übungen verarbeitet wird. Das Buch ist möglichst k n a p p gehalten. Immer wird erst die Praxis dem Anfänger die letzte Lehre erteilen. Bauarbeiten, die noch in der Entwicklung begriffen sind, wie Bodenvermörtelung und f ü r die noch Richtlinien zu erwarten sind, wie Radfahrwege, wurden nicht behandelt. Den Behörden u n d Firmen, die mir bei der Beschaffung der Bilder behilflich waren, danke ich herzlich. Besonderer D a n k gebührt auch dem Verlag.

Inhaltsverzeichnis. Seite

I. Die wichtigsten amtlichen Richtlinien und Vorschriften II. Entwurf der Straße (Übertragung ins Gelände)

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III. Linienführung im Grundriß und Aufriß; Querschnitt 1. Fahrzeuge (Kraftwagen, Fuhrwerke, Zugkraft und Bewegungswiderstände 2. Ausbaugeschwindigkeit 3. Grundriß der Straße (Straßenbreite und Querneigung, qd in der Geraden, Fahrbahnbreite, Fliehkraft und Querneigung q im Bogen. Übergangsbogen, Anrampung p a> gleichlaufende und Gegenkrümmungen 4. Der Aufriß (Steigungsverhältnisse. Ausrundung der Gefällswechsel. Kehren)

15 18

IV. Darstellung von Lageplan, Längsschnitt und Querschnitt 1. Lageplan 2. Längsschnitt 3. Straßenquerschnitt 4. Böschungen. (Stütz- und Futtermauern) 5. Gräben

24 24 25 25 25 27

V. Erdmassenberechnung und Massenverteilung 1. Berechnung der Querprofile 2. Berechnung der Erdmassen 3. Massenplan VI. Ausführung der Erdarbeiten. T V E VII. Arbeitstechnik des Erdbaus 1. Lösen des Bodens (Handbetrieb. Auflockerung. Gewicht. S p r e n g e n ) . . . . 2. Fördern des Bodens von Hand (Schaufelwurf, Schubkarre. Muldenkipper. Antrieb durch Arbeiter. Antrieb 'durch Pferde oder Maultiere) 3. Einbau des Bodens von Hand 4. Maschinen f ü r Gewinnung, Förderung und Einbau (Greifbagger. Löffelbagger. Eimerkettenbagger. Transport mit Zügen im Lokbetrieb. Zugkraft und Widerstände. Maschinen an der Kippe) VIII. Arbeitsmethoden im Erdbau

9 10 14

27 28 29 29 31 35 35 39 41

42 50

IX. Schäden an Erdbauten, Verhütung und Behebung (Schäden im Untergrund. Schäden i m D a m m , im Einschnitt) 52 X . Straßenbefestigung 54 1. Deckenunterbau (RUL) 54 2. Decken (Betondecken, TVBeton. Maschinen des Betonstraßenbaues. Bituminöse Decken. TVbit. Oberflächenbehandlung. Makadambauweisen. Hohlraumarme Decken. Maschinen für bituminöse Decken. Kleinpflasterdecken) 5 5 XI. Reichsautobahnen

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I. Die wichtigsten amtlichen Richtlinien und Vorschriften. RAL

V o r l ä u f i g e R i c h t l i n i e n f ü r den A u s b a u der L a n d straßen

REE TVE

V o r l ä u f i g e R i c h t l i n i e n f ü r einheitliche E n t w u r f s gestaltung im Landstraßenbau T e c h n i s c h e V o r s c h r i f t e n f ü r die A u s f ü h r u n g v o n

(LVE

M u s t e r L e i s t u n g s v e r z e i c h n i s f ü r die A u s f ü h r u n g

Volk u n d Reich Verlag Berlin

E r d a r b e i t e n im S t r a ß e n b a u 1940 v o n E r d a r b e i t e n im L a n d s t r a ß e n b a u ) RUL

R i c h t l i n i e n f ü r die A u s f ü h r u n g des D e c k e n u n t e r b a u s auf L a n d s t r a ß e n

(TVU

T e c h n i s c h e V o r s c h r i f t e n f ü r die A u s f ü h r u n g des

D e c k e n u n t e r b a u s auf L a n d s t r a ß e n ) M u s t e r L e i s t u n g s v e r z e i c h n i s f ü r den D e c k e n u n t e r b a u auf L a n d s t r a ß e n ) T V B e t o n T e c h n i s c h e V o r s c h r i f t e n f ü r die A u s f ü h r u n g v o n (LVU

B e t o n d e c k e n auf

Verlag Otto Drewitz,

Landstraßen

( L V B e t o n M u s t e r L e i s t u n g s v e r z e i c h n i s f ü r die A u s f ü h r u n g

Berlin S W 6 1

v o n B e t o n d e c k e n auf L a n d s t r a ß e n ) (R

R i c h t l i n i e n f ü r d e n Bau u n d die I n s t a n d h a l t u n g von Zementschotterdecken) RbitL R i c h t l i n i e n f ü r b i t u m i n ö s e D e c k e n a r b e i t e n auf Landstraßen (TVbit Technische Vorschriften f ü r bituminöse Deckena r b e i t e n auf L a n d s t r a ß e n ) (LVbit M u s t e r L e i s t u n g s v e r z e i c h n i s f ü r die A u s f ü h r u n g v o n bit. F a h r b a h n d e c k e n im L a n d s t r a ß e n b a u ) Ä h n l i c h die V o r s c h r i f t e n f ü r R A B . W e i t e r e A n w e i s u n g e n g e b e n die M e r k b l ä t t e r d e r F o r s c h u n g s g e s e l l s c h a f t f ü r d a s Straßenwesen.

II. Entwurf der Straße. E n t w u r f s p l ä n e . F ü r die A u s f ü h r u n g e i n e s S t r a ß e n b a u e s sind e r f o r d e r l i c h : ein L a g e p l a n , z. B. 1 : 1000 d. i. der G r u n d r i ß der S t r a ß e o d e r d e r S t r a ß e n a c h s e , ein H ö h e n p l a n m i t l O f a c h e r Ü b e r h ö h u n g , d e r A u f r i ß d e r S t r a ß e , Q u e r s c h n i t t e i. M. 1 : 100 u n d P l ä n e der B a u w e r k e an d e r S t r a ß e (vgl. R E E ) .

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Zur Gewinnung des Lageplans sind Karten zu beschaffen, in denen die Grundstücksgrenzen, Gebäude und Geländehöhen (Schichtenlinien) eingetragen sind ( R E E ) . Wo die vorhandenen K a r t e n nicht ausreichen, ist das Land im Zuge der künftigen S t r a ß e durch Tachymetrie, P h o t o g r a m m e t r i e oder Querprofile aufzunehmen. Die P u n k t e gleicher Meereshöhe werden dabei in Abständen von 1 bis 5 m durch Schichtenlinien verbunden. L e i t l i n i e . (Linie gleicher Steigung in Geländehöhe.) Versucht m a n einen Hügel in gleichmäßiger Steigung, z. B. 5 % oder 1 : 20 zu ersteigen, so m u ß m a n f ü r je 1 m Steighöhe 20 m waagrechte Wegprojektion zurücklegen. Im Schichtenplan kann m a n einen solchen Weg gleicher Steigung eintragen, indem m a n , von einem P u n k t einer Schichtenlinie ausgehend, je 20 m des G r u n d r i ß m a ß s t a b s mit dem Zirkel bis zur nächsten, 1 m höheren Schichtenlinie abträgt. Die so gefundene gebrochene Leitlinie (Nullinie) würde vielleicht f ü r einen Fußweg von dem T a l p u n k t auf die Höhe genügen. Für einen Feldweg m ü ß t e die gefundene Leitlinie durch einen wenig abweichenden Linienzug aus Geraden und Kreisbögen ersetzt werden, die sich berühren. Dabei ist zu beachten, d a ß durch die Ausrundungen die ganze Weglänge nicht etwa v e r k ü r z t wird, weil sonst die Steigung größer würde als beabsichtigt. Die Erdarbeiten f ü r einen an die Leitlinie angepaßten W e g würden gering sein, weil sich die Wegachse wenig vom Boden entfernt. V e r l o r e n e S t e i g u n g . H a t der Weg ein Tal zu überschreiten, so k a n n man entweder so tief hinabsteigen, als der Wasserlauf im Tal erlaubt und wieder ansteigen (verlorene Steigung) oder teilweise in den Berg hineinschneiden (Einschnitt, Abtrag) u n d das Tal teilweise auffüllen (Auftrag, Damm), möglichst so, d a ß die Auftragmassen aus dem Abtrag gedeckt werden. Allerdings ist nicht jeder Boden zum Einbauen geeignet, außerdem ist nicht nur der Ausgleich der Erdmassen f ü r die Linienführung eines Weges maßgebend. Die Straßenachse wird also oft von der Nullinie abweichen. L a g e p l a n . Die waagrechte Projektion der Wegachse wird alle 100 m oder alle 50 m oder weniger mit der Bezeichnung der E n t f e r n u n g vom A n f a n g versehen (kilometriert) von links nach rechts. An den Bogenenden sind die Halbmesser einzuschreiben. Später sind noch alle sonstigen Neuanlagen an der Straße rot einzutragen. Z u n ä c h s t aber ist der Aufriß der S t r a ß e nach dem Lageplan zu konstruieren. L ä n g s s c h n i t t . Auf einer 1 mm dicken waagrechten Linie, die eine geeignete Meereshöhe bedeutet (in R E E z. B. Normalnull NN 20 m über dem A m s t e r d a m e r Pegelnull), wird die Kilometrierung der Straßenachse im Maßstab des Lageplans z. B. 1 : 1000 eingetragen, darüber die Höhe der geschnittenen Schichtenlinie im lOfachen Maßstab, z. B. 1 : 100, wodurch die Geländehöhe in Straßenachse als gebrochene Linie gefunden wird (schwarz). T r ä g t m a n noch die geplante Höhe der Straßenoberkante in der vorgesehenen Steigung ein, so kann m a n erst erkennen, ob überall Einschnitte und D ä m m e so ausfallen, wie beabsichtigt war. Die Steigung kann d a n n dem Gelände entsprechend v e r ä n d e r t werden, also gebrochen (Steigungsbrechpunkte), oder es kann versucht werden, die Straßen-

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achse besser zu legen. Lageplan und Längsschnitt sind daher gleichzeitig zu bearbeiten. Im Längsschnitt sind schließlich die Steigungen und die Straßenund Geländehöhen an den wichtigen P u n k t e n einzurechnen. Q u e r s c h n i t t e . Zur vorläufigen Berechnung der zu bewegenden E r d massen können schließlich an den maßgebenden P u n k t e n , den Geländebrechp u n k t e n oder alle 20 bis 50 m Querschnitte gezeichnet werden, 1 : 100 oder 1 : 200, f ü r die die Geländehöhen aus dem Lageplan zu entnehmen wären ( R E E ) . Ü b u n g : Aufsuchen einer Wegachse in einem Schichtenplan (Trassieren), Längsschnitt und Querschnitte. (Z. B.: Ein Forstweg im Bergland von 4 m Breite f ü r Schlepper und Anhänger ist von einem gegebenen T a l p u n k t aus zu trassieren. K r ü m m u n g e n mit mindestens 15 m Halbmesser, Steigungen bis 16%.) Ü b e r t r a g u n g i n s G e l ä n d e . Für die Ausführung der Arbeiten und zur E r m i t t l u n g der genaueren Maßen- und Kostenberechnung ist die auf dem Plan ermittelte Linie durch Vermessungsarbeiten ins Gelände zu übertragen. Es werden erst die Tangenten der Straßenachse nach den Anhaltspunkten des Plans, z. B. E n t f e r n u n g von Hausecken, aufgesucht, deren Schnitt und Winkel gesucht und zu den gegebenen Halbmessern die Bogenanfänge, Bogenlängen und Bogenm i t t e n berechnet und eingemessen. Die Straßenachse wird durch Pflöcke bezeichnet, kilometriert (stationiert) und nivelliert. Damit wird Grundriß u n d Aufriß der Straßenachse genau ermittelt. Auch die Querschnitte werden durch Nivellieren nach der N a t u r aufgenommen. Bei diesen Außenarbeiten wird es sich häufig zeigen, daß die im Plan ermittelte Trasse noch verbesserungsbedürftig ist, nicht nur im Hinblick auf die zu bewegenden Erdmassen, sondern auch wegen der Bodenbeschaffenheit, Baustoffgewinnung und anderem. Auch die zur A b f ü h r u n g des Wassers nötigen Gräben u n d Durchlässe werden nun erst entscheidend festzulegen sein.

III. Linienführung im Grundriß und Aufriß; Querschnitt. Die allgemeine F ü h r u n g einer Straße hängt von wirtschaftlichen, sozialpolitischen oder militärischen Erwägungen ab. Die Reichsautobahn (RAB) verbindet weite Räume, wird nur von Kraftwagen befahren, die Reichsstraßen ergänzen das Netz der RAB, die Landstraßen I. und II. Ordnung dienen dem Bezirksverkehr und sind Zubringer des Verkehrs zur RAB, Reichsstraße oder Eisenbahn. Gemeindeverbindungswege leiten den örtlichen Verkehr, Feld-, Acker- u n d Forstwege werden außer von Kraftwagen und Pferdefuhrwerken von Schleppern und landwirtschaftlichen Maschinen befahren. Die F ü h r u n g der Trasse im Lageplan, die Höchststeigung und F a h r b a h n breite hängen nicht allein vom Gelände ab, sondern richten sich auch nach den vorherrschenden Fahrzeugen, deren Breite, Geschwindigkeit, Wendigkeit, Antriebsart und Bereifung.

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i. Fahrzeuge. K r a f t w a g e n . Als Standardtypen für den Verkehr auf Landstraßen (auch R A B und Reichsstraßen) legen die R A L Personenkraftwagen ( P K W ) , Personenomnibus ( B U S ) und Lastkraftwagen mit 1 oder 2 Anhängern ( L K W + 1 A ) der Bestimmung der Fahrbahnbreite und der kleinsten Krümmungshalbmesser zugrunde (siehe R A L ) . Der Antriebsmotor wirkt auf Hinter- oder auf Vorderachse oder auf beide (Allradantrieb). Beim Hinterradantrieb wird der Wagen von den Hinterrädern geschoben, beim Vorderradantrieb von den Vorderrädern gezogen. Die Vorderachse, die im Gegensatz zu den Fuhrwerken fest ist, hat Lenkräder, die sich nach dem Drehmittelpunkt einstellen können. Die Hinterachse der Kraftwagen und Anhänger ist gegen die Symmetrieachse des Wagens nicht drehbar. Ein Ausgleichsgetriebe (Differential) ermöglicht den Antriebsrädern, die verschieden großen W e g e in Krümmungen ohne Reibungsverluste zu machen. Die Antriebsräder bewegen das Fahrzeug unter Ausnutzung der „gleitenden Reibung", während die anderen Räder lediglich „rollen" (rollende Reibung). Alle Kraftwagen haben Luftreifen, die Anhänger auch hochelastische Vollgummireifen. Eisenreifen sind für landwirtschaftliche Betriebe zugelassen. Auf ungenügend befestigten Straßen wirken die Räder schädigend durch zu hohen Druck besonders bei zu schmalen Vollreifen, durch Stöße bei ungenügender Federung, Absaugen von Staub und Steinchen aus der Fahrbahndecke bei hoher Geschwindigkeit schwerer Wagen, durch die Reibung beim Schleudern und infolge der Fliehkraft in Kurven wenig überhöhter Straßen, ferner durch das Überschreiten der gleitenden Reibung bei zu raschem Bremsen. Maße und Gewichte der Kraftwagen und Schlepper s. R A L , Din 1072 und Din 1183 (Straßen- und Feldwegbrücken). Ü b u n g : Konstruiere mit Hilfe der Planimetrie das in R A L gegebene Beispiel der Fahrt eines L K W + 2 A in gegebener enger Kurve und bestimme daraus die notwendige Fahrbahnbreite. F u h r w e r k e . Sie sind nach der Landschaft in Form uijd Tragfähigkeit verschieden. Der zweiachsige „ W a g e n " , ein-oder zweispännig, überwiegt. Im Rheinland kommen auch einachsige „ K a r r e n " mit großen Rädern vor, die geringere rollende Reibung verursachen, aber bei Steigungen schwere Pferde erfordern. Im Gebirge sind die Wagen klein und von geringer Tragkraft. Über Höchstmaße für Brückenbauten s. Din 1072 und 1183. Die Hinterachse ist mit Langbaum und Wagengestell unverschieblich verbunden, die Vorderachse ist um den „ R e i b n a g e l " bis etwa 60 Grad zum Langbaum drehbar. Im Langholzwagen verbindet die Holzladung selbst zwei Achsen zu einem Wagen; beide Achsen sind drehbar, die Vorderachse mittels der Deichsel, die Hinterachse durch den Schwenkbaum (Sterzbaum). Das mit Eisenreifen versehene Holzrad der Fuhrwerke wird durch Stahlrad (nur auf Ackerboden) und durch Kraftwagenbereifung verdrängt. Ein 3 t Volksackerwagen ist geplant. Neben der Bespannung mit Pferden oder Ochsen führt sich der Schlepper ein, der gleichzeitig als Kraftmaschine verwendet wird.

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Die größte Breite von landwirtschaftlichen Maschinen ist 4 m, als größte H ö h e ' v o n Heuwagen kann 4,4 m angenommen werden. Bei Bemessung der Querneigung von Straßen ist auf die Gleitgefahr eisenbereifter Wagen Rücksicht zu nehmen, besonders wo Langholzverkehr im Winter besteht. Zugkraft und Bewegungswiderstände. Z u g k r a f t d e r K r a f t w a g e n . Die Triebräder werden durch den Motor mittels Welle und Getriebe gedreht, wälzen sich wegen der (gleitenden) Reibung R auf der Straße vorwärts und entwickeln dabei die Zugkraft Zkg, welche das Wagengewicht Qkg gegen die Widerstände W der F a h r b a h n , der Steigung oder des Fahrwindes bewegt. Die Zugkraft ist .höchstens gleich der Reibung Z ^ R Ist die Reibung kleiner als die Bewegungswiderstände oder die Antriebskraft des Motors, so laufen die Räder leer. Da die Reibung höchstens gleich Reibungsgewicht Q r mal Reibungszahl f ist R = Qr • f so ist die Z u g k r a f t Z^Qr-f und ebenso die Bremskraft. Q r ist die Belastung der Triebräder, die also möglichst groß gemacht wird, um die Zugkraft zu erhöhen. Für die Reibungsziffer kann bei trockener F a h r b a h n f = 0,4 bis 0,5 je nach der Rauhigkeit der F a h r b a h n angenommen werden, bei nassen, schmierigen Straßen oder Glatteis sinkt sie auf 0,1. Die Zugkraft hängt andererseits von der Motorleistung und der Geschwindigkeit des Wagens ab. Die Nennleistung des Motors wird auf dem Wege vom Motor bis T r i e b r a d u m f a n g durch innere Reibungen auf rj • N abgemindert (tj rd. 0,9). Die Leistung ist gleich K r a f t mal Geschwindigkeit in kgm oder in P S : Z

N

• N ps =

kg ' Vm/sec. Tb

Mit der Geschwindigkeit V = k m / S t d . wird v M '

_

PS

Z

'V _ 75 • 3,6

~ Z

m/sec und

kg ' Vkm/Std. 270

oder die Nennleistung Npc = ps

Z •V

Z •V

270 -7]

240

u n d , wenn die Geschwindigkeit gegeben ist N P S • 270 • r]

Z kg

-

V k m , Std.

Die hiedurch und durch Z iL R b e s t i m m t e Z u g k r a f t m u ß die Fahrwiderstände (Reibung), die Steigung des Weges und den Luftwiderstand (bei großen Ge-

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schwindigkeiten) überwinden. Auch enge K r ü m m u n g e n bieten Widerstand, der bei Straßen vernachlässigt wird. Bewegungswiderstände. F a h r w i d e r s t a n d . Der Fahrwiderstand W r wird durch Lagerreibung der Räder, durch die wenn auch kleinen Unebenheiten der Straßendecke u n d durch das elastische Nachgeben derselben u n d der Bereifung hervorgerufen, also meist durch rollende Reibung, wozu noch Gleiten in K r ü m mungen k o m m t . Auch die Querneigung der Straße in der Geraden erhöht den Widerstand. Fahrwiderstand W r = Wagengewicht Q mal Reibungszahl fi W r = Q • (JL Für Schotterstraßen und feste Erdwege ist |i rd. 0,05 oder 50 kg/t und sinkt bei Beton- und Asphaltstraßen bis 0,01 oder 10 kg/t. Z. B. f ü r Betonstraße Wr = Qt • 10 kg/t = 10 Qt in kg. S t e i g u n g s w i d e r s t a n d . Auf steigender Bahn k o m m t zum Fahrwiderstand noch der Hangantrieb W s , d. i. die zur F a h r b a h n parallele Seitenkraft des Wagengewichts Q, W s = Q • s in a, wo d der Neigungswinkel der Straße zur Waagrechten ist. Da d klein ist, ist angenähert W s = Q • tg a Bei s °/oo Steigung ist tg a = s °/ 00 , z. B. bei Steigung 1 : 20 Qder 50 °/oo ist t g a = 0,050 und s = 50. W e n n man Q in t einsetzt, erhält man also W s = Qt • s in kg Z. B. bei 5 0 ° / o o Steigung ist der Steigungswiderstand W s = Qt • 50 kg. Bei der F a h r t im Gefall wird W s negativ, der Hangabtrieb wird also eine beschleunigende s t a t t verzögernde K r a f t . L u f t w i d e r s t a n d . Wenn die Geschwindigkeit des Wagens V k m / S t d , sein Querschnitt F qm und a ein die Form des Wagens kennzeichnender = Hangabtrieb Faktor ist (Stromlinienform, a etwa 0,5 bis 0,35), so ist der Luftwiderstand etwa Wi = 0,005 • a • F • V 2 in kg. G e s a m t w i d e r s t a n d . F ü r Kraftwagen ist der Gesamtwiderstand die innere Reibung des Getriebes

ohne

W k g = W r + W s + Wi.(— W s f ü r Gefäll). E r f o r d e r l i c h e Z u g k r a f t . Die Z u g k r a f t , die nötig ist, um einen in Gang gebrachten Wagen auf gleicher Geschwindigkeit zu erhalten, m u ß mindestens gleich dem Gesamtwiderstand sein Z ^ W (Zum Anfahren ist außer der die Widerstände der Anfahrtstrecke W r und W s

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überwindenden Zugkraft noch eine Zugkraft P gleich Masse m mal Beschleunigung b nötig p = m • b, welche dem Wagen von der Masse m = Q/g eine Beschleunigung erteilt, bis die Geschwindigkeit v erreicht ist.) B e i s p i e l . Für einen B r ü c k e n b a u sind auf einem befestigten Schotterweg (Rollwiderstand 0,05) mit 80°/ O 0 Steigung 1,6 km weit Steine beizufahren. Zur Verfügung steht ein Schlepper von '40 P S mit 4 t Gewicht, davon 2,8 t Belastung der Triebachse, und. mehrere Anhänger von 5 t T r a g k r a f t und 2 t Eigengewicht. Der Schlepper soll einen Anhänger fahren, während die anderen beladen u n d entladen werden. Der A u f e n t h a l t des Schleppers an den Lade- u n d Entladestellen soll z u s a m m e n 10 Minuten betragen. Gesucht ist die tägliche Fahrleistung. Fahrwiderstand W r = (4 + 7) t • 50 kg/t = 550 kg Steigungswiderst. W s = 11 t • 50 kg/t = 660 kg 1210 kg.

Luftwiderst, vernachl.

Mit dem Reibungsgewicht 2,8 t und einer Reibungszahl f = 0,5 ergibt sich eine mögliche Zugkraft Z v o r h = 2800 • 0,5 = 1400 kg, also genügend. Nach der Motorleistung ist bei einer Geschwindigkeit V k m / S t d . und yj = 0,8

Bei gleicher Geschwindigkeit f ü r Hin- und R ü c k f a h r t braucht der Schlepper f ü r eine N u t z f a h r t i fi • o • ßn ' + 1 0 Min. = 37 Min., leistet also in 8 Std.: 7,1 8 • 60 37

13 Fahrten, also 13 • 5 t = 65 t Steine.

B e i s p i e l . Die Bremsstrecke, auf welcher ein gebremster W a g e n vor einem Hindernis zum Stehen k o m m t , ist aus Diagrammen der RAL zu ermitteln. Hier soll die Anwendung der Formeln der Physik auf den Bremsvorgang gezeigt werden. Ein Lastkraftwagen vom Gewicht Q kg u n d der Geschwindigkeit 80 k m / S t d . wird auf einer Straße gebremst. Das Reibungsgewicht sei 2 / 3 Q. Reibungszahl f = 0,4. Wie lang ist die Bremsstrecke? Auf ebener Bahn wird die lebendige K r a f t des Kraftwagens von der Geschwindigkeit v = 80000 : 3600 = 22,2 m/sec durch die gleitende Reibung R = 2 / 3 Q • f vernichtet. Die Arbeit der Reibung auf der Bremsstrecke 1 ist dabei R • 1 und ist gleich der lebendigen K r a f t des Wagens m • v2 R • i = —2~; 2 4 • 0,4 • 1 = 3 ' 1 = 94,6 m.

2

/3 • Q ' f '

22 2 2 ' 9,81 • 2

1

=

Q 22 2 2 g ' ~ir

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Mit dem W e g in der „Schrecksekunde" wird die erforderliche Sichtstrecke 94,6 + 22,2 = 117 m. ( R A L ' T a f . IV.) Hiernach ist die Sicht in scharfen W e g k r ü m m u n g e n , an Wegkreuzungen und Kuppen (Ausrundung von Steigungen) zu bestimmen. B e i s p i e l . Der obige Lastkraftwagen bremst auf e i n e r 4 % ( = 40 o / o o , s = 4 0 ) geneigten Strecke.

Der Hangabtrieb

1UUU

.s

w

j r k t als beschleunigende K r a f t , q

verlängert die Bremsstrecke und leistet die Arbeit y ^ ^ • s • 1, welche gleich der lebendigen K r a f t des Wagens durch die gleitende Reibung vernichtet werden muß. D a h e r : Arbeit der Bremsreibung = lebendige K r a f t des Wagens + Arbeit des Hangabtriebs. 2 O v2 - Q - f X l = ^ • "2 + Q • 0,04 x 1 2 22 2 3 -0,4-1 = — + 0 , 0 4 - 1 lg-0,4-0,04) = Die Sichtstrecke wird 1 1 0 + 2 2 , 2 ~

1 - 1 1 0 m; 133 m.

Z u g k r a f t d e r Z u g t i e r e . Auch bei Tieren ist die Zugkraft durch die Größe der Reibung - zwischen den Hufen und der F a h r b a h n - begrenzt. Z = R u n d R = G • f, wenn G das Gewicht der Zugtiere ist. Auf den glatten Straßen der S t ä d t e ist also ein großes Gewicht der Zugtiere zweckmäßig. Die Z u g k r a f t eines mittleren Pferdes ist 75 kg, zweier Pferde etwa 145 kg. Für kurze Strecken k a n n mit der doppelten Anzugskraft gerechnet werden. W i d e r s t ä n d e . Wenn Q das Gewicht des beladenen Wagens und G das Gewicht der Zugtiere ist, wird der Gesamtwiderstand bei s°/ 0 0 Steigung und einer Fahrbahnreibungszahl [i W = W r + W s = Q • {i + (Q + G) • s Der geringe innere Widerstand der Achslager und der Luftwiderstand sind zu vernachlässigen. Bei der T a l f a h r t kann der Hangabtrieb größer werden als der Fahrwiders t a n d . Die R ü c k h a l t e k r a f t der Zugtiere kann dabei n u r mit der H ä l f t e der Zugk r a f t angenommen werden.

2. Ausbaugeschwindigkeit V. Die Straßenachse des Lageplans ist eine Verbindung von Geraden und Kreisbögen in m e h r oder weniger zügigem Schwung. Auch der Längenschnitt zeigt nicht n u r eine Folge von Steigungen und Gefäll, sondern wegen der f ü r den K r a f t verkehr notwendigen großen Ausrundungen v e r l ä u f t auch das Auf und Ab der Höhen in Schwingungen.

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Der kleinste verwendbare Krümmungshalbmesser, die größte zulässige Steigung und die Ausrundungen der Gefällswechsel, ferner die Breite der Straße und ihre Querneigung in den Bögen und schließlich die nötige Sichtweite vor Hindernissen und entgegenkommenden Fahrzeugen hängen von der nach Landschaft und Wichtigkeit der Straße festgesetzten maßgebenden Geschwindigkeit des K r a f t v e r k e h r s , der „Ausbaugeschwindigkeit" V ab.

3. Grundriß der Straße. Fahrt in der Geraden. S t r a ß e n b r e i t e . Die Straßenbreite - K r o n e n b r e i t e richtet sich nach der Verkehrsgröße und -Art und nach der Ausbaugeschwindigkeit. Der befahrene Teil, die F a h r b a h n , ist beiderseits durch die B a n k e t t e von mindestens je 0,70 m Breite geschützt. Aus Taf. VII der R A L ergibt sich z. B. in der Geraden f ü r Begegnung von L K W und P K W , also auf zweispuriger Straße mit V bis 60 k m / S t d . 6 m Fahrbahnbreite einschließlich der Spielräume beiderseits und zwischen den Fahrzeugen. Q u e r n e i g u n g q d % . Das Tageswasser, Regen- und Schneewasser m u ß von der Straße möglichst schnell abgeführt werden. Der Straßenquerschnitt erhält daher eine Querneigung, die in der Geraden dachförmig mit Ausrundung in der Mitte, o d e r - bei städtischen Straßen - kreisförmig gewölbt oder, besonders bei Gebirgsstraßen, aber auch bei den getrennten F a h r b a h n e n der RAB, einseitig ist. Die Querneigung ist bei stärkerem Längsgefäll kleiner. Völlig waagrechte Strecken sind zu vermeiden. Die Querneigung q d beträgt in der Geraden bei Betondecken q d . . = 1,0 oder 1 , 5 % Oberflächenschutz . = 1,5 ,, 2,5% Pflaster bis 3 % Schotterwegen . . . ,, 5 % Fahrt im Bogen. F a h r b a h n b r e i t e . Aus der vorigen Übung ergab sich, d a ß die F a h r t in Bögen mit kleinem Halbmesser eine größere Fahrbahnbreite erfordert als in der Geraden. Die je nach Halbmesser H, der Ausbaugeschwindigkeit V und dem Verkehr erforderliche Breite ist in R A L Taf. VII a dargestellt, z. B. f ü r Begegnung von L K W und 2 A mit P K W bei 25 k m / S t d . Geschw. im Bogen von H = 25 m wird die F a h r b a h n b r e i t e 7,40 m s t a t t 6,0 m in der Geraden. Die Verbreiterung ist i = 1,40 m und ist nach innen anzusetzen. F l i e h k r a f t . Bei der F a h r t im Bogen mit dem Halbmesser H wirkt auf den K r a f t w a g e n vom Gewicht Q außer der Schwerkraft, den Fahrwiderständen und der Antriebskraft noch die Fliehkraft (in Richtung des Halbmessers nach außen). Q • v2 C = ——jq- wo v die Geschwindigkeit des Wagens in m/sek. ist.

Z. B.

Q = 1000 kg, v = 16,7 m/sek. (60 k m / S t d . ) H = 50 m ergibt C = ^

^

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560 kg. Bei H = 30 m wird C schon fast gleich dem

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Gewicht des Wagens, so d a ß auf ebener F a h r b a h n bei geringer Spurweite und hochliegendem S c h w e r p u n k t des Wagens ein Kippen oder Abgleiten (Schleudern) des Wagens droht und die Wagenkonstruktion ungünstig beansprucht wird. Q u e r n e i g u n g q % . Gleitgefahr und Kippgefahr wird durch einseitige Querneigung und Vergrößerung ihres Maßes von q d auf q vermieden. Ab H = 1000 m wird q = qd. Da die Ausbaugeschwindigkeit der Bemessung der Überhöhung zugrunde gelegt wird, wird im allgemeinen immer noch die gleitende Reibung auf der Straßendecke zur A u f n a h m e seitlicher K r ä f t e in Anspruch genommen. Die Querneigung q % ist der Taf. 1 der RAL zu entnehmen, z. B. f ü r V = 40 k m / S t d . und H = 100 m wird q ~ 7 % . Da auch auf langsame Fahrzeuge, bes. Fuhrwerk Rücksicht zu nehmen ist, ergibt sich auch eine Abhängigkeit des zulässigen kleinsten Halbmessers von der Ausbaugeschwindigkeit. Ü b e r g a n g s b o g e n . .Die Fliehkraft tritt beim Übergang aus der Geraden in den Bogen sofort in voller Stärke auf. Um diesen Stoß zu vermeiden, wird zwischen Gerade u n d Kreisbogen ein Übergangsbogen eingeschaltet, eine Kurve höherer Ordnung, deren Krümmungshalbmesser am Berührungspunkt mit der Geraden unendlich groß ist, und am Berührungspunkt mit dem verbleibenden Kreisbogen auf den Halbmesser H gesunken ist. V o r b o g e n . Für die Praxis genügt die Absteckung eines Kreisbogens vom Halbmesser 2 H als Zwischenbogen und zwar bei großen Halbmessern f ü r die Straßenachse, bei scharfen Kurven f ü r beide Straßenränder besonders. Der theoretische Übergangsbogen reicht über Vorbogenanfang VA und - E n d e V E noch um je ein Stück b hinaus, (s. RAL.) T a n g e n t e n a b r ü c k u n g AH. Um zwischen eine Gerade und einen sie berührenden Kreis den Vorbogen mit doppeltem Halbmesser einzuschalten, k a n n man entweder die Gerade abrücken oder, wie in der RAL, den Kreis durch einen um A H kleineAbb. 2. Vorbogen. Aus ähnlichen Dreiecken ren, konzentrischen Kreis ersetzen, folgt: 2 H-C = 2 (H-C + AH); C = 2 A H. Die zweckmäßige Größe von A H mindestens 0,30 m - h ä n g t von der Querneigung q, also indirekt von H und V ab u n d ist aus Taf. I der R A L zu entnehmen. Für den inneren Straßenrand k o m m t dazu noch die Verbreiterung i. Die Bestimmungsmaße a, b und cp sind in Taf. II der R A L verzeichnet. Dabei ist 2 a die Projektion des Vorbogens auf die Gerade und wird durch den ursprünglichen Bogenanfang halbiert. Die Rechnung ergibt a = - ^ 2 A H - H - A H 2 .

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Der A b s t a n d des Vorbogenendes von der Geraden e r g i b t sich zu c = 2 A H . Der Übergriff b des theoretischen Ü b e r g a n g s b o g e n s ist beiderseits b = 0,732 a. Ü b u n g . K o n s t r u i e r e planimetrisch den Vorbogen zu gegebenen H = 30 m u n d T a n g e n t e n a b r ü c k u n g A H + i = 1,70 m i. M. 1 : 500, berechne aus ähnlichen Dreiecken a u n d c u n d vergleiche m i t T a f . II der R A L . Z e n t r i w i n k e l : min