Fugen sind absichtlich gesetzte Unterbrechungen in einer starren Deckschicht eines Belags. Alle Arten von Fugen werden in starren Belagsbauweisen für alle PCC-Belagsarten verwendet. CRCP verwendet Längsbewehrungsstahl, um die Anzahl der Querkontraktionsfugen zu begrenzen, aber es werden immer noch Längsfugen und periodische Querfugen verwendet.
Fugen können auf zwei Arten hergestellt werden. Kontraktionsfugen werden meist nach dem Einbau von PCC eingesägt. Andere Fugen, wie Dehnungs-, Isolier- und Arbeitsfugen, werden vor dem Einbringen des PCC durch Schalung hergestellt. Jede dieser Methoden der Fugenherstellung hat ihre eigene Methode und eine Reihe von Überlegungen.
Typen
Kontraktionsfugen
Eine Kontraktionsfuge ist eine gesägte, geformte oder gefräste Rille in einer Betonplatte, die eine geschwächte vertikale Ebene erzeugt. Sie reguliert die Lage der Risse, die durch Maßänderungen in der Platte entstehen. Unkontrollierte Risse können wachsen und zu einer unannehmbar rauen Oberfläche sowie zum Eindringen von Wasser in den Unterbau, die Tragschicht und den Untergrund führen, was wiederum andere Arten von Straßenschäden zur Folge haben kann. Kontraktionsfugen sind die häufigste Art von Fugen in Betonbelägen, daher bezieht sich der allgemeine Begriff „Fuge“ im Allgemeinen auf eine Kontraktionsfuge.
Kontraktionsfugen werden hauptsächlich durch ihre Abstände und ihre Art der Lastübertragung definiert. Sie liegen im Allgemeinen zwischen 1/4 und 1/3 der Tiefe der Platte und sind in der Regel alle 3,1 bis 15 m angeordnet, wobei dünnere Platten kürzere Abstände aufweisen (siehe Abbildung 1). In einigen Staaten werden halb zufällige Fugenabstände verwendet, um die Resonanzwirkung auf Fahrzeuge zu minimieren. Diese Muster verwenden in der Regel eine sich wiederholende Abfolge von Fugenabständen (z. B. 2,7 m, dann 3,0 m, dann 4,3 m, dann 4,0 m). Querkontraktionsfugen können rechtwinklig zur Verkehrsrichtung oder in einem Winkel geschnitten werden (so genannte „schräge Fugen“, siehe Abbildung 3). Schräge Fugen werden in einem stumpfen Winkel zur Verkehrsrichtung geschnitten, um die Lastabtragung zu erleichtern. Wenn die Fuge richtig schräg geschnitten ist, fährt das linke Rad jeder Achse zuerst auf die Fahrbahn, und es fährt jeweils nur ein Rad über die Fuge, was zu einer geringeren Belastung führt (siehe Abbildung 4).
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Dehnungsfugen
Eine Dehnungsfuge wird an einer bestimmten Stelle angebracht, damit sich der Straßenbelag ausdehnen kann, ohne angrenzende Bauwerke oder den Straßenbelag selbst zu beschädigen. Bis in die 1950er Jahre war es in den USA üblich, glatte, gefügte Platten mit Kontraktions- und Dehnungsfugen zu verwenden (Sutherland, 1956). Heutzutage werden Dehnungsfugen jedoch in der Regel nicht mehr verwendet, da ihre fortschreitende Schließung dazu führt, dass sich die Kontraktionsfugen nach und nach öffnen (Sutherland, 1956). Progressive oder sogar große saisonale Öffnungen von Dehnungsfugen führen zu einem Verlust der Lastübertragung, insbesondere bei Fugen ohne Dübel.
Isolierfugen
Eine Isolierfuge (siehe Abbildung 5) wird verwendet, um Druckspannungen zu verringern, die an T- und unsymmetrischen Kreuzungen, Rampen, Brücken, Gebäudefundamenten, Entwässerungseinläufen, Schächten und überall dort entstehen, wo eine unterschiedliche Bewegung zwischen dem Belag und einem Bauwerk (oder einem anderen vorhandenen Belag) auftreten kann (ACPA, 2001). Sie werden üblicherweise mit einem Fugenfüllmaterial gefüllt, um das Eindringen von Wasser und Schmutz zu verhindern.
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Konstruktionsfugen
Eine Konstruktionsfuge (siehe Abbildung 6) ist eine Fuge zwischen Platten, die entsteht, wenn der Beton zu unterschiedlichen Zeiten eingebaut wird. Diese Art von Fuge kann weiter in Quer- und Längsfugen unterteilt werden (siehe Abbildung 7). Längskonstruktionsfugen ermöglichen auch ein Verziehen der Platten, ohne dass es zu einer nennenswerten Trennung oder Rissbildung kommt.
Die Arbeiter setzen am Ende des Arbeitstages von Hand Dübel in die Arbeitsfuge ein. Arbeitsfugen sollten so geplant werden, dass sie mit den Abständen der Kontraktionsfugen übereinstimmen, um zusätzliche Fugen zu vermeiden.
