Straßenunterbaumaterial-Rechner - Genaue Volumen- & Kostenberechnungen

Was ist ein Rechner für Straßenbaumaterial?

Ein Rechner für Straßenbaumaterial ermittelt das Volumen an Gesteinskörnung, Schotter oder Kies, das unter einer Straße, einer Zufahrt oder einem Parkplatz benötigt wird. Er multipliziert Länge, Breite und Tiefe der Tragschicht und gibt das Ergebnis in Kubikmetern an. Die Tragschicht ist die verdichtete Steinschicht unter der befestigten Oberfläche, die die Verkehrslast auf den darunterliegenden Boden verteilt.

So wird das Volumen von Straßenbaumaterial berechnet

Die Tragschicht wird als rechteckige Platte betrachtet. Ihr Volumen entspricht Länge mal Breite mal Tiefe:

$\text{Volumen} = \text{Länge} \times \text{Breite} \times \text{Tiefe}$

Alle drei Maße werden in Metern eingegeben, und das Ergebnis wird in Kubikmetern (m³) angegeben. Der Rechner bietet keine Option für Fuß oder Kubikyard; alle Eingaben und Ausgaben verwenden metrische Einheiten.

Der Rechner berücksichtigt weder Verdichtungsverluste noch Materialabfälle. Er gibt das reine geometrische Volumen des Raums an, den die Tragschicht ausfüllen wird. Zusätzlich benötigtes Material für die Verdichtung muss separat hinzugefügt werden (siehe unten).

Rechenbeispiel

Angenommen, ein Straßenabschnitt ist 100 Meter lang und 10 Meter breit und hat eine 0,3 Meter (300 mm) tiefe Tragschicht. Dies sind die Standardwerte des Rechners.

$\text{Volumen} = 100 \times 10 \times 0.3 = 300 \text{ m}^3$

Das Projekt benötigt 300 Kubikmeter Tragschichtmaterial.

Für ein größeres Projekt benötigt ein 2 Kilometer (2.000 m) langer Autobahnabschnitt mit einer Breite von 15 Metern und einer Tragschichttiefe von 0,4 Meter:

$\text{Volumen} = 2000 \times 15 \times 0.4 = 12{,}000 \text{ m}^3$

Da die Formel drei Zahlen miteinander multipliziert, wird ein kleiner Messfehler über eine große Fläche vervielfacht. Bei demselben Autobahnabschnitt verändert ein Tiefenfehler von nur 5 Zentimetern (0,05 m) das Volumen um 2.000 × 15 × 0,05 = 1.500 m³, also um etwa ein Zehntel des Gesamtvolumens. Je länger die Straße ist, desto wichtiger wird die genaue Tiefenmessung.

Schritt für Schritt: Verwendung des Rechners

1. Geben Sie die Straßenlänge in Metern ein.
2. Geben Sie die Straßenbreite in Metern ein.
3. Geben Sie die Tiefe des Tragschichtmaterials in Metern ein.
4. Lesen Sie das im Ergebnisfeld angezeigte Volumen in Kubikmetern ab.
5. Verwenden Sie die Kopierschaltfläche, um das Ergebnis zu speichern.

Das Ergebnis aktualisiert sich automatisch, sobald sich ein Wert ändert, sodass sich verschiedene Tiefen oder Breiten schnell vergleichen lassen.

Verdichtung und Materialgewicht berücksichtigen

Lose Gesteinskörnung beansprucht mehr Raum als dasselbe Material nach der Verdichtung mit einer Walze. Die Federal Highway Administration weist darauf hin, dass Material im Lager oder auf dem Lastwagen sehr locker ist und eine sehr geringe Dichte hat, weshalb die Mengen einen Zuschlag für die Setzung bei der Verdichtung enthalten müssen. Das berechnete Volumen beschreibt die fertige, verdichtete Schicht und nicht das lose Material, wie es geliefert wird.

Die Höhe des Zuschlags hängt vom Material und von der Stärke der Verdichtung ab. Den Wert für eine bestimmte Gesteinskörnung nennen der Lieferant oder der Projektingenieur. Diese Anpassung ist im Rechner nicht enthalten. Sie muss nach Ablesen des Ergebnisses von Hand vorgenommen werden.

Lieferanten berechnen und liefern Material häufig eher nach Gewicht als nach Volumen. Das Gewicht ergibt sich aus der Multiplikation des Volumens mit der Dichte des jeweiligen Materials:

$\text{Gewicht} = \text{Volumen} \times \text{Dichte}$

Die richtige Dichte hängt vom Material, seiner Kornabstufung und seiner Feuchte ab. Als ein veröffentlichtes Beispiel rechnet das Ohio Department of Transportation das Liefergewicht mit 2.375 kg/m³ (4.000 lb/yd³) für Schotter und Brechkies in verdichtetes Volumen um.

Zum Beispiel wiegen 300 m³ verdichteter Schotter bei 2.375 kg/m³ (2,375 Tonnen/m³) 300 × 2,375 = 712,5 Tonnen.

Wie tief sollte eine Straßentragschicht sein?

Die erforderliche Tiefe hängt hauptsächlich von der Tragfähigkeit des Untergrunds und vom Umfang des Schwerverkehrs ab, den die Straße aufnehmen soll. Der Leitfaden der Federal Highway Administration für Schotterstraßen legt die Schichtdicke nach der Tragfähigkeit des Planums und dem erwarteten täglichen Schwerlastverkehr fest. Ein standortspezifischer Bodentest oder die Planung eines Ingenieurs liefert die richtige Tiefe für ein bestimmtes Projekt.

Weiche oder tonreiche Böden benötigen häufig eine tiefere Tragschicht als sandige oder kiesige Böden, weil sie sich unter Belastung verformen, bevor sie ebenso viel Gewicht tragen können.

Häufig gestellte Fragen

Was ist Tragschichtmaterial? Tragschichtmaterial ist eine Schicht aus Schotter, Kies oder recycelter Gesteinskörnung unter einer Straßendecke. Es verteilt die Verkehrslasten auf den Boden und trägt dazu bei, dass Wasser von der Fahrbahn abfließt.

Welche Formel verwendet der Rechner? Er multipliziert Länge mit Breite und Tiefe, jeweils in Metern, und erhält so das Volumen in Kubikmetern: Volumen = Länge × Breite × Tiefe.

Enthält das Ergebnis bereits zusätzliches Material für die Verdichtung? Nein. Der Rechner gibt das reine Volumen des Raums an, den die Tragschicht ausfüllen wird. Ein gesonderter Verdichtungszuschlag, der sich nach dem gewählten Material richtet, muss beim Bestellen des Materials manuell hinzugerechnet werden.

Kann ich Maße in Fuß eingeben? Nein. Der Rechner akzeptiert nur Meter und gibt nur Kubikmeter aus. Maße in Fuß müssen vor der Eingabe in Meter umgerechnet werden.

Wie rechne ich das Volumen in Tonnen um? Multiplizieren Sie das Volumen mit der Dichte des gewählten Materials. Das Ohio DOT verwendet zum Beispiel 2.375 kg/m³ für verdichteten Schotter. Der genaue Wert hängt vom Material und vom Lieferanten ab.

Funktioniert der Rechner für kurvige oder sich verjüngende Straßen? Nicht direkt. Er geht von einem gleichmäßigen rechteckigen Querschnitt aus. Eine kurvige Straße oder eine Straße mit wechselnder Breite lässt sich in mehrere gerade Abschnitte unterteilen, die jeweils einzeln berechnet und deren Ergebnisse anschließend addiert werden.

Referenzen

1. Federal Highway Administration. Gravel Roads Construction and Maintenance Guide. FHWA-Leitfaden für Schotterstraßen (PDF) — loses gelagertes Material braucht einen Setzungszuschlag; die Schichtdicke hängt von der Tragfähigkeit des Planums und vom Schwerlastverkehr ab.
2. Ohio Department of Transportation. Construction and Material Specifications (2010), Item 304 Aggregate Base. ODOT Item 304 — Umrechnungsfaktor von 2.375 kg/m³ (4.000 lb/yd³) für Schotter- und Brechkies-Tragschichten, im eingebauten Zustand verdichtet gemessen.