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Frostzone Deutschland ist zum Zweck der frostsicheren Bemessung des Straßenoberbaus Frostschutzbauweise in aktuell drei

Frostzone

Deutschland ist zum Zweck der frostsicheren Bemessung des Straßenoberbaus (Frostschutzbauweise) in aktuell drei Frostzonen gegliedert. Diese Einteilung basiert auf den Erfahrungen und Erkenntnis aus der Frosteinwirkung des Winters 1962/63. Dies war ein sehr langer und strenger Winter. Die Karte wurde vom Arbeitsausschuss „Frost“ und der Arbeitsgruppe „Erd- und Grundbau“ erstellt. Maßgebend ist die Betrachtung von frostgefährdeten und frostempfindlichen Böden der Bodenklassen F2 und F3. Für F1 besteht keine Gefahr von Frostschäden.

Klimatologische Kenntage


Tagestemperatur T: max / med / min

Lufttemperatur­abhängige Kenntage
Wüstentag
  • Tmax ≥ 35 °C
    • Heißer Tag
  • Tmax ≥ 30 °C
    • Tropennacht
  • Tmin ≥ 20 °C
    • Sommertag
  • Tmax ≥ 25 °C
    • Heiztag
  • Tmed < 15 °C / 12 °C
    • Vegetationstag
  • Tmed ≥ 5 °C
    • Frosttag
  • Tmin < 0 °C
    • Eistag
  • Tmax < 0 °C
    • Kalter Tag keine einheitliche Definition
    Witterungs­abhängige Kenntage
    Bewölkung Heiterer Tag,
    Trüber Tag,
    Nebeltag
    Luftfeuchte / Temperatur Schwüler Tag
    Niederschlag Niederschlagstag,
    Regentag,
    Hageltag,
    Schnee(decken)tag
    Unwetter Sturmtag,
    Gewittertag

    Zugehörige Begriffe Bearbeiten

    • Winter: Zur Erstellung einer Frostzonenkarte wird jeweils ein Winter betrachtet. Dieser dauert vom 1. November bis zum 31. März des folgenden Jahres.
    • Frostperiode: Im Straßenbau ist eine Frostperiode ein Zeitabschnitt von Tagen mit Tagesmitteltemperatur in zwei Meter über Boden von weniger als Null Grad Celsius.
    • Frostintensität: Die Frostintensität beschreibt die Tagesmittelwerte der Lufttemperatur während einer Frostperiode.
    • Kälteperiode: Eine Kälteperiode setzt sich aus mehreren Frostperioden zusammen. Zwischen den Frostperioden dürfen aber nur Tage nicht durchgreifenden Auftauens liegen. Dies sind in etwa zwei bis drei Tage mit Temperaturen über Null Grad.
    • Frostindex: Der Frostindex FI ist ein Maß für die Strenge einer Kälteperiode. Er ist das Produkt aus der negativen Tagesmitteltemperatur und einem Tag. Die Einheit ist °Cd. Nach Definition des Arbeitsausschusses Frost (Heft 105, 1994) ist der Frostindex somit der Unterschied zwischen dem Maximum und Minimum einer Temperatursummenkurve einer Kälteperiode.
    • Frosteindringtiefe: Die Frosteindringtiefe ist abhängig von der Wärmeleitfähigkeit des Straßenaufbaus und des anstehenden Bodens. Sie kann verallgemeinernd über eine Faustformel berechnet werden.
    • Frostzonengrenzen: Die Erkenntnisse aus dem Winter 1962/63 haben ergeben, dass Deutschland in drei Frostzonen eingeteilt werden kann, wobei Hochlagen außerhalb dieser Einteilung liegen können:
    Zone Grenze Aufschlag Schichtdicke Beschreibung
    Zone I < 490 °Cd +0 cm geringe Frostgefährdung, geringe Eindringtiefen
    Zone II 490 < FI < 580 °Cd +5 cm mittlere Frostgefährdung, mittlere Eindringtiefen
    Zone III > 580 °Cd +15 cm große Frostgefährdung, große Eindringtiefen

    Forschungsstand Bearbeiten

    Da es seit 1962/63 kaum mehr ähnlich strenge Winter gegeben hat, ist zu klären, wie man die Bemessung des Straßenaufbaus in Deutschland den veränderten klimatischen Bedingungen anpassen kann, da mit zunehmenden Schichtdicken mehr Material beschafft, eingebaut und bezahlt werden muss. In den Ländern Brandenburg (Plehm/Kirchner) und Sachsen (Roßberg, Bader, Wolf) hat es bereits in den 1990er Jahren lokale Anpassungen gegeben. Weiterhin werden verschiedene Ansätze diskutiert. Dazu gehören u. a. die Anpassung der aktuell in der RStO 2001 abgedruckten Karte, eine Betrachtung über Häufigkeit und Wiederkehrzeiträume sowie über die Höhenlage der Baustellen.

    Literatur Bearbeiten

    • C. Göbel, K. Lieberenz: Handbuch Erdbauwerke der Bahnen. Eurailpress, Hamburg 2004
    • Arbeitsausschuss Frost und Arbeitsgruppe Erd- und Grundbau: Entstehung und Verhütung von Frostschäden an Straßen. Heft 105, Kirschbaumverlag, Bonn 1994
    • G. Kübler: Der Einfluß der Witterungsfaktoren auf die Frostgefährdung von Straßen. Bast, Wissenschaftliche Berichte, Heft 3, Verlag Ernst&Sohn
    • K. Roßberg, E. Bader, M. Wolf: Neue Frostzonenkarte für den Straßenbau des Freistaates Sachsen. In: Straße+Autobahn. 5/96, S. 264–267
    • Th. Plehm: Herangehensweise bei der Präzisierung der Frostzonenkarte für das Land Brandenburg. Bast, Erfahrungsaustausch über Erdarbeiten im Straßenbau, Heft 37, S. 25

    Weblinks Bearbeiten

    Einzelnachweise Bearbeiten

    1. Anmerkung: Auf der Grafik liegt, anders als die Farbmarkierungen bei den Temperaturschwellen, die 0-°C-Linie auf der Grenze zwischen türkis und blau. → Jahresgang der Grafik (animiert)
    2. ↑ Klimatologische Kenntage im Wetterlexikon des Deutschen Wetterdienstes
    3. Deutschland: 15 °C nach VDI 2067; Österreich, Schweiz, Liechtenstein: 12 °C nach Usance
    4. auch Tmed ≥ 10 °C: Tag Hauptvegetationsperiode
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    Veröffentlichungsdatum:
    Deutschland ist zum Zweck der frostsicheren Bemessung des Strassenoberbaus Frostschutzbauweise in aktuell drei Frostzonen gegliedert Diese Einteilung basiert auf den Erfahrungen und Erkenntnis aus der Frosteinwirkung des Winters 1962 63 Dies war ein sehr langer und strenger Winter Die Karte wurde vom Arbeitsausschuss Frost und der Arbeitsgruppe Erd und Grundbau erstellt Massgebend ist die Betrachtung von frostgefahrdeten und frostempfindlichen Boden der Bodenklassen F2 und F3 Fur F1 besteht keine Gefahr von Frostschaden Klimatologische Kenntage Tagestemperatur T max med min 1 Lufttemperatur abhangige KenntageWustentag Tmax 35 CHeisser Tag 2 Tmax 30 CTropennacht 2 Tmin 20 CSommertag 2 Tmax 25 CHeiztag 3 Tmed lt 15 C 12 CVegetationstag 4 Tmed 5 CFrosttag 2 Tmin lt 0 CEistag 2 Tmax lt 0 CKalter Tag 2 keine einheitliche DefinitionWitterungs abhangige KenntageBewolkung Heiterer Tag 2 Truber Tag 2 Nebeltag 2 Luftfeuchte Temperatur Schwuler TagNiederschlag Niederschlagstag 2 Regentag 2 Hageltag 2 Schnee decken tag 2 Unwetter Sturmtag 2 Gewittertag 2 Inhaltsverzeichnis 1 Zugehorige Begriffe 2 Forschungsstand 3 Literatur 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseZugehorige Begriffe BearbeitenWinter Zur Erstellung einer Frostzonenkarte wird jeweils ein Winter betrachtet Dieser dauert vom 1 November bis zum 31 Marz des folgenden Jahres Frostperiode Im Strassenbau ist eine Frostperiode ein Zeitabschnitt von Tagen mit Tagesmitteltemperatur in zwei Meter uber Boden von weniger als Null Grad Celsius Frostintensitat Die Frostintensitat beschreibt die Tagesmittelwerte der Lufttemperatur wahrend einer Frostperiode Kalteperiode Eine Kalteperiode setzt sich aus mehreren Frostperioden zusammen Zwischen den Frostperioden durfen aber nur Tage nicht durchgreifenden Auftauens liegen Dies sind in etwa zwei bis drei Tage mit Temperaturen uber Null Grad Frostindex Der Frostindex FI ist ein Mass fur die Strenge einer Kalteperiode Er ist das Produkt aus der negativen Tagesmitteltemperatur und einem Tag Die Einheit ist Cd Nach Definition des Arbeitsausschusses Frost Heft 105 1994 ist der Frostindex somit der Unterschied zwischen dem Maximum und Minimum einer Temperatursummenkurve einer Kalteperiode Frosteindringtiefe Die Frosteindringtiefe ist abhangig von der Warmeleitfahigkeit des Strassenaufbaus und des anstehenden Bodens Sie kann verallgemeinernd uber eine Faustformel berechnet werden z F 15 6 F I 0 3 displaystyle z F 15 6 FI 0 3 nbsp fur mittelstrenge Kalteperioden Frostzonengrenzen Die Erkenntnisse aus dem Winter 1962 63 haben ergeben dass Deutschland in drei Frostzonen eingeteilt werden kann wobei Hochlagen ausserhalb dieser Einteilung liegen konnen Zone Grenze Aufschlag Schichtdicke BeschreibungZone I lt 490 Cd 0 cm geringe Frostgefahrdung geringe EindringtiefenZone II 490 lt FI lt 580 Cd 5 cm mittlere Frostgefahrdung mittlere EindringtiefenZone III gt 580 Cd 15 cm grosse Frostgefahrdung grosse EindringtiefenForschungsstand BearbeitenDa es seit 1962 63 kaum mehr ahnlich strenge Winter gegeben hat ist zu klaren wie man die Bemessung des Strassenaufbaus in Deutschland den veranderten klimatischen Bedingungen anpassen kann da mit zunehmenden Schichtdicken mehr Material beschafft eingebaut und bezahlt werden muss In den Landern Brandenburg Plehm Kirchner und Sachsen Rossberg Bader Wolf hat es bereits in den 1990er Jahren lokale Anpassungen gegeben Weiterhin werden verschiedene Ansatze diskutiert Dazu gehoren u a die Anpassung der aktuell in der RStO 2001 abgedruckten Karte eine Betrachtung uber Haufigkeit und Wiederkehrzeitraume sowie uber die Hohenlage der Baustellen Literatur BearbeitenC Gobel K Lieberenz Handbuch Erdbauwerke der Bahnen Eurailpress Hamburg 2004 Arbeitsausschuss Frost und Arbeitsgruppe Erd und Grundbau Entstehung und Verhutung von Frostschaden an Strassen Heft 105 Kirschbaumverlag Bonn 1994 G Kubler Der Einfluss der Witterungsfaktoren auf die Frostgefahrdung von Strassen Bast Wissenschaftliche Berichte Heft 3 Verlag Ernst amp Sohn K Rossberg E Bader M Wolf Neue Frostzonenkarte fur den Strassenbau des Freistaates Sachsen In Strasse Autobahn 5 96 S 264 267 Th Plehm Herangehensweise bei der Prazisierung der Frostzonenkarte fur das Land Brandenburg Bast Erfahrungsaustausch uber Erdarbeiten im Strassenbau Heft 37 S 25Weblinks BearbeitenBundesanstalt fur StrassenwesenEinzelnachweise Bearbeiten Anmerkung Auf der Grafik liegt anders als die Farbmarkierungen bei den Temperaturschwellen die 0 C Linie auf der Grenze zwischen turkis und blau Jahresgang der Grafik animiert a b c d e f g h i j k l m n o Klimatologische Kenntage im Wetterlexikon des Deutschen Wetterdienstes Deutschland 15 C nach VDI 2067 Osterreich Schweiz Liechtenstein 12 C nach Usance auch Tmed 10 C Tag Hauptvegetationsperiode Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Frostzone amp oldid 236269511