LES GRAND TRAVAUX ROUTIERS EN FRANCE
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LES GRAND TRAVAUX ROUTIERS EN FRANCE
202 Bitumen LES GRAND TRAVAUX ROUTIERS Par R. Co qua n d. Ingenieur Professeur a l'Ecole Nationale 9/10 1958 EN FRANCE en Chef des PonLs et Chaussees des Ponls et Chaussees cl Paris L'essor de la circulation automobile a eie en France aussi rapide que dans la plupart des nations d'Europe occidenlale. Le nombre de vehicules automobiles a quaIre raues esl passe de 2 300 000 en 1950 a 5 080 000 en 1957; celui des vehicules a deux roues, de 817000 a 5 millions. Le nomhre de kilomelres parcourus annuellement par des vehicules automobiles etait de 28 milli~ ards en 1950, iI adepasse 65 milliards en 1956. Le reseau routier franc;ais est tres dense et generalement bien tracej ce qui explique que notre pays ait pu, plus longtemps que beaucoup d'autres, se passee de grandes autoroutes de liaison. Les premier es autoroutes conslruites etaient destinees dU degagement des grandes villes. (paris, Marseille, Lyon, lilie). Mais, depuis l'essor considerable qui a marque les dix dernieres annees, il n'en est plus ainsi. Sur les grands axes comme la vallee du Rh8ne et eelle de la Seine, la circulation atteint des maintenant ou va atteindre sans tarder le niveau au dessus duquel il ne serait pas Iogique d'amenager une route classique: l'autoroute, seule, procurcra la securite et la capacite de trafie indispensable. Mais les projets d'autoroute en COursde realisation ou a l'etude n'interessent que les 2000 ou 3000 km correspondant a ces liaisons majeures. Le reseau des coutes nationales fran.-;aises a UDeIODgueurde 80 000 km., dont 15000 environ supportenl une eireulation superieure a 1500 v/jour: la plupart de ces routes doivenl etre trans~ formees par elargissement, renforcement pour adaptation a la cireulation lourde, amelioration du profil en long ct de la visibilite, suppression des goulots el des points dangereux. Enfin, meme sur les routes moins cireulees, ou les problemes de eongestion sont rares, et en tous cas, 10eaJi~ ses en quelques points singuliers, des travaux d'amelioration s'imposent, et surtout dans Je domaine de la securite. Le gouvernement franc;ais fait dresser des statistiques tres pnkises des accidents de la route, et a entrepris I'amcIioration systematique des "points noirs" ou se produisent des aceumulations d'accidents. Pour attcindre ce double objectif: creation du reseau d'autoroutes el amelioration du Teseau routier existant, la Franee amis au point une legislation speciale, 1°/ par la loi du 30 Decembre 1951, elle a eree le Fonds Special d'!nvestissement Routier, alimente par une traction des droits interieurs sur les carburants: les ressources de ee Fonds devraient etre actuellement d'une quarantaine de milliards de tranes par an: CD fail, ellcs ont ete reduites, ces dernieres annees, dans des proportions variant de 10 a 25°/0, Elles sont affeclees, pour deux tiers environ, a l'amelioration du reseau routier natioFig. I. Auloroule Nord de Mau~llle. Tiole sud du soulerrain Aulob<lhn Mauellle.r.;ord. Tunnel von 51. Anlolne, de St. Antoine Südseite 9/10 1958 203 Coquand: Les grands travaux Tau tiers en France Bedeutende Straßenbauten Ubersetzung: Der Kraftverkehr hat in Frankreich ebenso schnell zugenommen wie in den meisten anderen westeuropäischen Ländern. Die Zahl der vierrädrigen Kraftfahrzeuge ist von 2,3 Mil!. im Jahre 1950 auf 5,8 Mil!. im Jahre 1957 gestiegen, während die Zahl der zweiräd. rigen Fahrzeuge im gleichen Zeitraum von 817000 auf 5 Mil!. anwuchs. Im Jahre 1950 betrug die jährliche Gesamtfahrleistung in Frankreich 28 Mrd. km; 1956 hat diese bereits 65 Mrd. km überschritten. Das französische Straßennetz ist sehr dicht und in seiner Linienführung im allgemeinen gut. Hieraus erklärt skn. warum unser Land viel länger als andere Länder auf ein besonderes Aulobahnnetz hat verzichten können. Die ersten Autobahnen, die gebaut wurden, waren als Ausfallstraßen der großen Städte (Paris, Mar~ seiHe, Lyon, lilIe) bestimmt. Heute aber, nach der gewaltigen Entwicklung während der letzten zehn Jahre, liegen die Verhältnisse anders, insbesondere im Zuge der großen Hauptverkehrsverbindungen, z. B. in den Tälern der Rhone und der Seine. Der Verkehr hat hier smon jetzt eine Stärke erreicht oder wird sie in Kürze erreichen, oberhalb deren der Ausbau der Straßen nach den alten Gesimtspunkten nicht mehr sinnvoll wäre. Allein die Autobahn wird die hier erforderliche Sicherheit und Leistungsfähigkeit schaffen können. Jedoch umfassen die im Bau und in der Planung stehenden Autobahnen nur die etwa 2000 bis 3000 km langen Strecken dieser Hauptverbindungslinien. Das Gesamtnetz der französischen Nation als t r a ß e n hat eine Länge von 80000 km, von denen etwa 15000 km eine Verkehrsstärke von mehr als 1500 Kfz/Tag aufweisen. Die Mehrzahl dieser Straßen muß umgebaut werden, und zwar durch Verbreiterung, Verstärkung zur Anpassung an den schweren Verkehr. Verbesserung des Längsprofils und der Sichtverhältnisse, und durch die Beseitigung der Engpässe und Gefahrenpunkte. Sdtließlich müssen allein aus Gründen der Verkehrssicherheit aum auf Straßen mit schwächerem Verkehr. bei denen Probleme der Verkehrs stauung nur selten auftreten und gegebenenfalls auf wenige besondere Stellen konzentriert sind, Verbesserungsmaßnahmen vorgenommen werden. Die französische Regierung läßt schon seit vielen Jahren sehr genaue statistische Erhebungen über die Straßenverkehrsunfälle anstellen und hat mit der systematischen Beseitigung der sog. .•smwarzen Punkte". an denen sich die Unfälle häufen, begonnen. Mit dem doppelten Ziel, einerseits ein Autobahnnetz zu schaffen und andererseits das bestehende Straßennetz zu verbessern. hat Frankreich besondere Gesetze erlassen. in Frankreich Reg.-Baurat J. Hahn, Hannover 1.) Das Gesetz vom 30. Dezember 1951 Hiermit wurde der Straßeninvestitionsfonds (Fonds Special d'Investissement Routier) eingeführt, in den ein Teil der einheimischen Kraftstoffsteuern fließt. Die Mittel, die jährlidt diesem Fonds zugewiesen werden, dürften sich gegenwärtig auf etwa 40 Mrd. Franken belaufen. In den letzten Jahren ist ihr Umfang zwar etwa um 10 bis 25 % zurückgegangen. Diese Mittel sind zu rund zwei Drittel für den Ausbau des bestehenden Netzes der Nationalstraßen bestimmt und der Rest für den Ausbau der von den Departements und den Gemeinden verwalteten Straßen in der Form staatlicher Zuschüsse. Daß auch ein bestimmter Teil der Mittel für den Ausbau in den großen Städten, insbesondere in Paris zur Verfügung gestellt wird, ist besonders zu erwähneni). 2.) Geselz vom 18. April 1955 In diesem Gesetz sind die Bestimmungen für die Autobahnen festgelegt (ausschließlich für den Kraftverkehr bestimmte Fernverkehrsstraßen ohne Zuwegungen von den anliegenden Grundstücken und ohne Uberschneidung der einzelnen Verkehrsströme). Artikel 4 dieses Gesetzes sieht vor, daß Bau und Betrieb derartiger Autobahnen öffentlich.rechtlichen Gesellschaften mit überwiegendem Anteil der öffentlichen Hand übertragen werden können. Diesen Gesellschaften kann das Recht verliehen werden, zur Verzinsung und Tilgung der für den Bau der Autobahn aufgenommenen Darlehen Gebühren zu erheben. Diese beiden Gesetze bilden heute im wesentlichen die Grundlage der französischen Straßenpolitik. Dank des Straßeninvestitionsfonds konnten sowohl die wichtig~ sten Ausbaumaßnahmen im bestehenden Straßennetz als aurn der Bau der Ausfall-Autobahnen2) aus den Großstädten, auf denen sich die Erhebung von Gebühren nur selten rentiert, durchgeführt werden. Die verbindenden Autobahnen sollen mit Hilfe der vorerwähnten Konzessionen und mit den durch die Gebühren gesicherten Anleihen gebaut werden. (Die Gesellschaften erhalten übrigens eine Subvention aus dem Straßeninvestitionsfonds in Höhe von 30 0/0.) 11 Aus dem Str<l.ßenil1v('~titioosroods wurden im Jahre 1951 ausyeschültel N,IIiOOlllslr<lßen DeparlemenbstrclBen GemeindesIraßen Liindliche \Virtsrr.drtswege Strdßen in den großen Städten (Anm. deo<; Uberl>ellersl fi.I'l, 11 '.I, U 'I, .• "'. 7 'I • %1 Im ortizielll'n frolnzösismen AutO'>dbnprogramm wird untersdlieden zwisdlen: oluloroutes de degagemt'nt Auslall.Aulobahn<'ll duloroules de lidison Verbindende Aulob<l.bnt'n IAnm. des l)berselzers) fur: 204 nal, el, Bitumen POllf le reste, par voie de subvention de l'Etal. cl celle des foules gerE~es par les departements cl les communes. 11 faut signaler qu'une part spEkiale est affcctce aux amenagements Tau tiers dans les grandes villes, Paris notamment. 11 defini le statut des autoroules (routes sans acces riverains, canClIes de fac;an a ne cumporteT aucun cisaillcment de courants dc circulation. cl rescrvees d la drelIlaban automobile). L'articic 4 de la mcrnc lai dispose que la conslruction cl l'exploitalion des auloroutes peut elre concedee ci des soci4~tes d'economie mixte, dans laquelle les intercls publis sont majoritaires, cl que ces socit~tespourraient elre autorisees a percevoir des peages assurer le service des emprunts contractes pour la construction de rauto. route. Ces deux textes constituent actuellement la base de la politique routiere franc;aise. Cest gräce dU Fonds Rou. tier que pourront etre realisees les indispensables ameliorations du reseau routier existant, ainsi quc la construction des autoroutes de degagement des villes, sur lesquelles la perception de peages est difficilement ren. table. C'est par le moyen de la concession, et de l'emprunt gage par des peages, que devront etre construites les autoroutes de jonction (qui beneticieront, au surplus, d'une subvention du Fonds Routier de l"ordre de 30 010). Pendant la premiere periode quinquennale (1952-1956), sur le seul rescau national, le Fonds Routier a permis de construire 1000 km de routes neuves et d'ameliorer 2500 km de routes existantes. La surface totale des maus sees construites a ete de 12500000 m::; le volume des terrassements adepasse 26 millions de m3; 600 ponts nouveaux ont He construits, 338 ont ete ameliores. 1200 points dangereux ont ete supprimes, 2000 ont ete alllenages, Le programme correspondant a la deuxieme periode quinquennale (1957-1961) est d'importance comparable, Quant aux autoroutes, la longueur en service est de 100 km environ et la longueur en construction est du meme ordre de grandeur, Le programme arrete par le gouvernement devrait permettre de porter en 12 ans, la longueur du reseau franc;ais cl 2000 km, les autoroutes de jonction Jes plus importantes etant: - Paris-lyon-Marseille - Paris-Normandie - Paris-Lille avec embranmement sur Bruxelles - Strasbourg.Bale - ThionvilIe-Metz-Sarrebrück, Po ur la realisation de cet important programme de travaux rau tiers, quelles sont les doctrines tedmiques admises? En ce qui concerne la conception des projets et le trace des routes, les regles adoptees en France sont strictement conformes a ceHes de la Dec1aration de Geneve de 1950, modifü~e en 1958, aus sujet des itineraires de trafic international. Les routes importantes comportent deux ou trois voies de 3m.50 c.nacune, deux rnaussees separees sont prevues si Je volume moyen de circulation doit depasser 7500 vehicules par jour. Les caracteristiques geometriques, notamment les rayons en plan ct en profil cn ]ong, s'inspirent des regles c1assiques relatives a la stabilite des vehicules et aux distances de visibilite necessaires. 11 est important dc not er, toutefois, que Ja conception d'ensemble des traces, par exemple Ie moix des dt'klivites admissibles, ou I'opportunite d'un raccourcissement couteux, est de plus en plus influencee par des calculs economiques, <.haque 2 1 par la lai du 18 A vriI 1955, elle a 9/10 1958 projet important donnant lieu a une etude qui met en evidence le ..bilan de l'usager avcc lcs differentes solulions possibles, Les memes preoccupations interviennent pOllr determiner le moix du type de maussee: comme nous le verrons plus loin, la tedmique franc;aise a tcndance achlellement a se mentrer assez hardie et a construire les routes avec un coefficient de securite reJativcment faible: encore faut il que les incidences de la circulation lourde aient ete murement pese es, l'influence de Ia repetion des lourdes marges sur Ja tenue des dIaussecs etant indiscutablement preponderante, Lc probleme consiste a etudier quelles doivent etre, caleuh~es au plus juste, l'epaisseur et la composition de la <.haussec pour qu'clle puisse supporter un trafic defini par la charge maximum admise par cssieu et le nombrc de passage de camions. Deux types de dIaussee sont en concurrencc pour la construction des foutes cigrand trafic: la dlaussec rigide en beton, et la chaussee soupie dont la couche de surface est a base de liant hydrocarbone, bitume ou goudron. II est interessant de marquer les phases de cette con. currence: initialement, la route en beton etait la senle qui soit fabriquee a la machine, et qui puisse benetieier, de ce fait, de Ja lres grande regularite d'uni procurce par la construction mecanique. Dans ces conditions, Ja dIaussee rigide etait la seule utilisee sur les autoroutes, (par exemple, en France, l'Autoroute Ouest de Paris) meme si elle s'averait neHement plus dIe re que la construction sonpIe, L'apparition des madIincs donnant un profil reguJier aux tapis de materiaux enrobes (finisseurs, motopavers, niveleuses) a permis de donner dUX chaussee soupies un uni comparabJe a celui des chaussee cn beton de ciment. Cornme d'autre part, dans de lres nombreux cas, la dIaussee soupie etait de beaucoup la moins couteuse et ne comportait pas la genante sujetion des joints, ce mode de construction a connu depuis 1950 un tres grand succes, et toutes Ies autoroutes ont ete construites sous forme de tapis de materiaux enrohcs reposant sur fondation soupie, (Autoroute Nord de :tvlarscille, Autoroute Sud de lilie, Autoroute de Lyon, contourneme nt de Nancy ... ) Mais entre temps, Ja temnique de la dlaUSSee rigide evoluait elJe aussi: la construction de nombreuses pistes d'aerodromes pour avions lourds lui donnait I'occasion de progres tres sensibles, qui ont ete sanctionnes. en France, par un nouvcau reglement sur les chaussees en beton, Ce reglement permet de fabriquer des betons plus faeil es a travailler, il supprime certaines exigences couteuses et permet de reduire le nombre de joints, envisageant meme dans certains cas la suppression des joints de dilatation. On sait d'autre part quelles per. spectives ouvre l'utilisation du beton precontraint, Ainsi, Ja c.baussee rigide peut redevenir competitive au regard de la chaussee soupIe: c'est Ie cas de I'Auto. route Sud dc Paris, La plupart -des maussees, meme pour les routes appelees ci supporter un trafic lourd, sont actuellement construites sous forme sou pIe - par exemple toutes Jes deviations de grands itineraires, et notamment ceHes qui, actuellement en construction entre Paris et Marseille, sont destint~es ci etre integrees ci Ja future autoroute Paris-Lyon-Marseille. Quelles sont les f(~gles de calcul et de construction de ces maussees soupies? En ce qui concerne le caleul de l'epaisseur, les IngeniN 9/10 1958 Coquand: Les grands travaux routiers en france Während des er sIe n F ü n f j a h res p 1a n e s (l 952 bis 1956)war es möglich, mit Hilfe des Slraßeninvestititionsfonds allein im Rahmen des Nationalslraßennelzes insgesamt 1000 km neue Straßen anzulegen und ungefähr 2500 km bestehende Straßen auszubauen. Die Gesamtflächc der hergestellten Fahrbahnen stellt sich auf 12,5 Mill, m'. Der Umfang der Erdarbeiten betrug mehr als 26 Mill. m;', 600 neue Brücken wurden gebaut und 338 instandgesetzt. Insgesamt 1200 Gefahrenpunkte sind besei tigt und 2000 verbessert worden. Das entsprechende Programm für den z w e i t e n F ü n fjahresplan (1957 bis 1961) hat etwa den gleichen Umfang. Bei den A u tob ahn e n beträgt die Länge der in Betrieb befindlichen Strecken rd. 100 km. Strecken etwa gleidler Länge sind im Bau. Nach dem von der Regierung besdtlossenen Programm wird man voraussidltlirn innerhalb der närnsten 12 Jahre die Gesamtlänge des französisrnen Autobahnnetzes auf 2000 km bringen können. Hierbei sind die widltigsten Verbindungen folgende: al Paris-Lyon-Marseille b) Paris-lilie Abzweigung nach Brüssel c) Paris-Normandie d) Straßburg-Basel e) Thionville-Metz-Saarbrücken Welche technischen Grundgedanken werden nun bei der Durchführung dieses gewaltigen Straßenbauprogrammes angewendet? Was Enlwurfsgestaltung und Linicnführung der S t r a ß e n betrifft, so stimmen die in Frankreitb angewendeten Richtlinien mit denjenigen der 1958 überarbeiteten Genfer Deklaration von 1950 über die Straßen des internationalen Verkehrs genau übcrein. Wichtige Straßen erhalten 2 oder 3 Fahrspurcn von je 3,50 m Breite. Zwei getrennte Richtungsfahrbahnen werden vorgesehen, sobald das Jahresmittel des Verkehrs 7500 Kfz/Tag übersteigt. Die Trassierungselemente, besonders die Krümmungshalbmesser im Grund- und Aufriß richten sich bezüglich der sicheren Fahrzeugführung und der erforderlichen Sichtweiten nach den allbekannten Grundsätzen. In diesem Zusammenhang ist es immerhin widllig zu betonen, daß Gesamtanlage und Linienführung der Straße, dabei z. B. die Wahl der zulässigen Steigungen oder die Entsdteidung über die Zweckmäßigkeit einer kostspieligen Linienverbesserung, in steigendem Ausmaß von Wirtschaftlichkeitsberechnungen beeinflußt werden. Bei jedem größeren Entwurf wird für die verschiedenen Lösungsmöglichkeiten die sog. "Bilanz der Vor- und Nadlteile für den Benutzer" in die Untersuchungen einbezogen. Dieselben Gesichtspunkte werden auch bei der Wa h I der Art der Fa h r b ahn b e fes t i gun 9 berütksidltigt. Wie wir später sehen werden, neigt die französisc:heTechnik heute dazu, ein gewisses Risiko einzugehen und Straßen befestigungen mit einem verhältnismäßig niedrigen Sidlerheitskoeffizienten zu bauen. IHerzu müssen die Auswirkungen des schweren Verkehrs genau untersucht werden, da der Einfluß der ständigen Wiederholung sdlwerer Belastungen auf den Bestand der Fahrbahnen unbestrittenermaßen überwiegt. DdS Problem besteht darin, die erforderliche Dicke der Fahrbahn befestigung und deren Aufbau mit größtmöglicher Genauigkeit zu ermitteln, damit diese in der Lage ist, einen durch eine höchstzulässige Adtslast und die Zahl der schweren Fahrzeuge bestimmten Verkehr auszuhalten. 205 Zwei Arten von Fahrbahnbefestigungen stehcn für den Bau der Fernstraßen mit starkcm Verkehr miteinander in Wettbewerb; einmal die starre Fahrbahn aus Beton und andererseits die flexible Fahrbahn, deren Dec:ksrnicht mit Bitumen oder Teer als Bindemittel hergc stellt wird. Es ist interessant, die verschiedenen Phasen dieses Wettbewerbes zu beobachten. Anfangs konnte nur die Beton decke maschinell hergestellt werden; infolgedcssen besaßen diese Fahrbahnen durch diese maschinelle Herstellung den Vorteil sehr großer Ebenflächigkeit. Auf Grund dieser Eigenschaften wurde die starre Fahrbahn als einzige auf Autobahnen verwendet (z. B. in Frankreidl bei der Autobahn von Paris- West), obwohl sie sidl als bedeutend kostspieliger als die flexible Bauweise erwies. Erst nach der Einführung von Masdlinen, mit deren Hilfe auch Decken aus bituminösem Material mit gleichmäßigem Profil hergestellt werden konnten, (Fertiger, Wandermischer, Abziehbohlen) war es möglich, den flexiblen Fahrbahnen eine den Betondecken vergleichbare Ebenflächigkeit zu verleihen. Da andererseits in sehr vielen Fällen die flexible Fahrbahn sehr viel weniger kostspielig ist und nirnt die äußerst störende ..Beigabe" der Fugen aufweist, konnte diese Bauweise seit 1950 einen großen Aufschwung verzeichnen. Dahcr wurden später alle Autobahnen mit einer bituminösen Decke auf flexiblem Unterbau hergestellt. Inzwischen entwkkelte sich jedom die Technik der starren Fahrbahn ebenfalls. Der Bau einer großen Zahl von Start- und Landebahnen auf Flugplätzen für schwere Flugzeuge führte hier zu bedeutenden Fortschritten, Diese haben in Frankreidl ihren Niederschlag in einer neuen Vorschrift für die Betondecken gefunden, in der Erleichterungen in der Betonherstellung zugelassen werden. Außerdem wurden einige kosten vermehrende Forderungen fallengelassen. Ferner wird darin erlaubt, die Zahl der Fugen herabzusetzen und in bestimmten Fällen sogar der völlige Verzid1.t auf Ausdehnungsfugen zugelassen. Darüber hinaus ist bekannt, welche Möglichkeiten norn in der Verwendung von Spannbeton liegen. So kann die starre Fahrbahn im Vergleich mit der flexiblen wettbewerbsfähig werden: dies trifft zu bei der Autobahn Paris-Süd.. Die Mehrzahl der Fahrbahnen, selbst auf Straßen, die für schweren Verkehr bestimmt sind, wird zur Zeit in flexibler Bauweise ausgeführt. Hierzu gehören zum Beispiel alle Ortsumgehungen im Zuge der Fernverkehrsstraßen, insbesondere diejenigen, die gegenwärtig zwi4 Fig. 2. Route S.Uon ••le !,o. 7 O";"lalion de Bel Alr.Oondre Vue prlse au droil de 'MalataverneNalionahlraDe Nr. 7 Umgehung Bel Alr_Ooozere Aufgenommen redlls "om ,Malatllvernll':- 206 Bitumen 9'10 1958 eurs franc;ais se sont longtemps bornes a recollrir dUX bre dc problemes relatifs aux chaussee sou pies portant ffiethodes empiriqucs dont l'experience americaine une cauche de beton bitumincux: Hs donnent une tres avait maßtre la valeur, c'est a dire a l'essai C. B. R. el bonne concordance avcc les resultats pratiques dc a la methode des indices de graupe. Encore qu'assez pell I'essai americain WASHO, qui avait mis cn evidence dc satisfaisanles poue I'esprit. ces methodes ont l'avantage fac;on tres frappante l'effet de dalle" produit par les de la simplicitc. Il faut prendre soin, toutcfois, de tcoir tapis de materiaux enrobes. campte, dans le cakul, de I'intensite du lrafic a prevoir. 11est essentiel de remarqucr, par contre, que les coudws On saH que les abaques de Steele. qui lraduisent les de surface douees d'une rigidite suffisante pour repartir resultats de la methode des indices de graupe, mettent largement les pressions prescntent en contre partie !'in. directement cn evidence l'influence de cette inlensite: convenient de resister tres mal aux detormations puisco ce qui cancerne Ie cakul par le C. B. R., un coeffi. qu'elles ne sont pas soupies. Or l'importance des deforcient correctif joue le meme role. mations verticales (couramment appelees .•deflexions") Un premier element compiementaire, permettant de depend essentiellement de la nature du terrain et des recouper ces calculs empiriques, fut introduit par M. coumes inferieures. Si celles ci sont tres detormables, PELTIER, Direcleur des Recherches au Laboraloire Cenla couche de surface sera soumise ades efforts de tractral des Ponts et Chaussees, qui remarqua la possibilite tion tres importants et se fissurera, de determiner directement un coefticient analogue a 11 faut donc, lorsqu'on veut COUronner une chaussee ce C. B, R, et utilise de la meme fac;on, par la formule: soupie par une couche de surface produisant reffet de F = 4500 : (LL X IP) dalle", veritier que la deformation des couches inferieu. Le coefticient F, appele ,facteur de portance, peut etre res, sous les surcharges en cause, ne risque pas d'atcompare au C. B. R, mesure directement. Pour tenir teindre des valeurs dangereuses, campte de la difticulte de calculer F pour des sols non Les ingenieurs franc;ais ont pris clairernent conscience plastiques (IP etant tres faible et difficilement mesudes possibililes qu'apportaient les couches de surfao:e rable) on admet que F n'est jamais superieur a 20 et on rigides et encontre-partie, des inconvements dc leur man. lui aUribue forfaitairement Ia valeur 20 si IP est inteque de deformabilite: c'est pourquoi les mesures de rieur a 5 (I). "deflexion " se generalisent sur les chan tiers routiers Une recente et tort importante contribution au mode de importants, au moyen de def1ectometres" tres sensibcaleul des dlaussees soupies vient d'etre apportee les, de types divers: deflectometre alevier, deflectomepar MM. JEUFFROY et BACHELEZ (2). Diverses etudes tre optique, etc, avaient deja montre que, meme dans une maus see On admet que la deflexion, sous les marges maxima ad. soupIe, Ja repartition des pressions peut etre tres largemises, ne doit pas depasser omm 7 si ron place une coument influencee lorsque la cDudle superieure est peu che de 5 cm. de beton bitumineux, et 1mrn 5 pour une deformable: i1 en est ainsi, par exemple, d'une coume couche de materiaux enrobes ouverts, d'une certaine epaisseur (6 a 10 cm, par exemple) de Il convient d'ailJeurs de rnesurer ces defiexions dans les materiaux enrobes de haute quaHte et tres compacts, le conditions de temperature et d'humidite les plus defaHant d'enrobage etant un biturne dur. Une teIle coume vorables aux couches profondes: on sait qu'au prinproduit sous les surdlarges de faible duree une large temps, dans les semaines qui suivent un degel, celles ci repartition des pressions, un "effet de dalle" qui reduit sont beaucoup plus vulnerables, beaucoup plus defortres sensiblement les contraintes dans les couches infemables qu'a la fin de I'ete: il est essentiel d'en tenir rieures et dans le terrain de fondation. 11 en resulte compte. notamrnent que, conlrairement a une regle cIassique qui n'est valable qu'en premiere approximation, I'epaisUne autre consequence de ces principes est nnteret seur a donner a une chaussee du type soupie n'est pas accru manifeste par les ingenieurs aux liants a forte independante de la faf;on dont celle-ci est constituee, ductilite et cl faible susceptibilite thermique. liest bien Une coudle de materiaux enrobes de haute qualile cn evident qu'un bitume resistant aux effets de traction surface pcrmet de reduire scnsiblement l'epaisseur taut en etant deformable, et conservanl une bonne resitotale de chaussee necessaire. stance I'ete sans devenir cassant l'hiver, sera le liant ideal pour les cournes superieures destinees a produire Dans quelle proportion ceUe reduction est elle possible? "reffet de dalle". Certains esperent realiser par incorpoC'est ce que se sont efforces de delerminer MM, JEUFration de caoutchouc ou de produits de synthese equiFROY et BACHELEZ. IIs ont resolu le probleme du calvaIents l'amelioration desiree. euJ bicourne (fig.3) (Ja couche superieure etant d'epaisA titre d'application de ces principes generaux, nous seur tinie et la coudle inferieure infinic) supportant une donnons ci-dessous quelques coupes schematiques indidalle mince flechissant conformement aux hypotheses quant comment ont ete construites diverses rnaussees classiques de Navier. Les caJculs mathematiques aux. soupies portant des circulations importantes (de 6000 a quels on est conduit sont extremement complexes, mais 20000 vehicules par jour). peuvent etre resolus numeriquement par des calOn remarquera que dans la pJupart des cas, ces chauculatrices electroniques: on en a deduit des abaques ssees sont simplement constituees par une ou deux donna nt en fonction des hauteurs respectives du tapis couches de materiaux enrobes (epaisseur totale 5 a 10 et de la couche-chaussee et des modules de deformation cm) reposant sur un corps de rnaussee constitue par des des trois cournes, la pression dans la couche inferieure, materiaux compactes a granulometrie continue. La la deformation superficielle sous la dlargc, et les con. couche ..de base", sur 10 a 15 cm d'epaisseur, est genetraintes de traction dans le tapis. ralement [ormee de materiaux concasses, la couche in. Ces abaques permeltent de resoudre un tres grand nom. ferieure (dite ..de fondation") est en materiaux natureis I) Volr le rapport fran~lIis an Xeme Congu:.s dc I'Association Inlernalion.le Permanente des Congres de 14 Route, htambul 1955, 2eme Questlon. (sables et graviers). Seule I'autoroute de Marseille (fig. Volr aussi PeitIer, Portancc des $ols de fondaUon d('s mau5~es sou pIes, 4), dont la construction remonte a 1953, comporte un Revue Genbale des Routl!'s, n° 278, Mars 1955, !I Volr Jeutfroy ct B4lf\elez, Revue Generale des Routes, Septernbre 1957. veritable macadam. Les chaussees ainsi realisees sont 9110 1958 3 I I I Coquand: Les grands travdUX routiers cu France schen Paris und Marseille gehaut werden und später zu Bestandteilen der zukünftigen Autobahn Paris-LyonMarseille werden sollen. v'Vic werden nun diese flexiblen Fahrbahnen auf ge bau t und welches sind die hierfür maßgeblichen Beredmungsverfahren 1 Was die Bestimmung der Dicke betrifft, so haben sich die französischen Ingenieure lange Zeit auf die Anwendung derjenigen empirischen Verfahren beschränkt, deren Gültigkeit amerikanismc Erfahrungen nachgewiesen haben, d. h. auf den CBR.Test und auf die Gruppenindexmethode. Obwohl diese Verfahren das wissenschaftliche Denken nur wenig befriedigen, so haben sie doch den großen Vorteil, daß sie einfach sind. Man muß aber auf jeden Fall dafür sorgen, daß die Verkehrs. stärke in die Berechnungen einbezogen wird. Bekanntlich bringen die Nomogramme von Steele, die die Ergebnisse der Gruppenindexmethode ablesen lassen, den Einfluß der Verkehrsstärke deutlid1 zum Ausdruck. Bei der Berechnung nach dem CBR-Test erfüllt ein Korrekturfaktor den gleichen Zweck. Ein erstes Ergänzungsverfahren, das es ermöglicht, sid1 von den vorstehenden empirisdIen Berechnungen zu lösen, wurde von Peltier, Forschungsdirektor im Zentrallaboratorium der Straßenbauverwaltung, eingeführt. Er wies darauf hin, daß es möglich sei, einen dem CBR-Wert entsprec.bendcn Koeffizienten direkt zu bestimmen, der dann in gleicher Weise verwendet werden kann. Die Formel hierfür lautet: F = 4500 : (LL X IP) Der Faktor F, der Tragwert genannt wird, kann mit dem unmittelbar gemessenen CBR-Wert verglichen werden. Da es für nicht plastische Böden sehr schwer ist, diesen Faktor F zu berechnen, (IP ist hier sehr klein und daher schwer zu messen) setzt man für F nie einen größeren Wert als 20 ein und wählt hierfür überschlägig ebenfalls 20, wenn IP kleiner als 5 ist3). Einen weiteren, wesentlkhen Beitrag zur Be re c hnung flexibler Fahrbahnen haben kürzlidl Jeu f fr 0 y und Ba c hel e z 4) geleistet. Versdliedene Untersudlungen hatten bereits gezeigt, daß audl in einer flexiblen Fahrbahnbefestigung die Verteilung der Druckspannungen weitgehend beeinflußt wird, wenn die Decksd1i<.bt nur geringe Verformungen zuläßt. Dieser Fall liegt z. B. bei einer hinrei<.bend dicken (etwa 6 bis 10 cm) Decke aus hochwertigem, gut verdi<.btetem Misdlgut mit hartem Bitumen als Bindemittel vor. Eine derartige Schicht bewirkt unter der Einwirkung einer Auflast von kurzer Dauer eine weitgehende Verteilung der Druckspannungen, eine sog ..• Plattenwirkung" , die die Beanspruchung in den unteren Schichten und im Untergrund weitgehend reduziert. Hieraus ergibt sidl insbesondere, daß im Gegensatz zur klassischen Regel - die hier nur in erster Annäherung gültig ist - die erforderlkbe Dicke einer flexiblen Fahrbahn nicht unabhängig von ihrem Aufbau ist. Wird die Deckschilbt aus hoc.hwertigem Mismgut hergestellt, so läßt sich daher die erforderliche Gesamtdicke der Fahrbahnbefestigung erheblich herabsetzen. In welchem Ausmaß ist nun eine solche Herabsetzung der Gesamtdicke möglich? Diese Frage haben Jeuffroy und Bachelez besonders untersucht. Sie haben dabei SI Siehe audl den frdntosisdl('n BE'rlcht über d~n 10. Kongrt.'ß der Anod. Hon Internationale Pt'rmdnl'nle des Conglt!s de li\ RoutE', Istambul 1955, Thema 2. Desgleidlen Pellier: .Trdyfihigkl'it des Untergrundes b('i nexihlcn Fahr. bahnen-. Revue Gimerdle des Routes. Nr.278. Miir:.: 1955. 41 Siche Jeuffroy und Badlel<.':t. Revue Genprale des Routes, Sept. 1951. 207 eine Lösung für das Problem der Berechnung der Druck. spannungen und der Verformungen in einem zwei. sdlidltigen elastisdlen System gefunden (Abb.3). Die obere Schicht ist dabei von bestimmter, die untere von unbestimmter Did<c. Auf den beiden Schichten liegt unter der Last eine sdlmale Platte, die sich nadl der kiassischen Hypothese von ~r-:.avier.durchbiegt. Die ma. thematischen Berechnungen, die hierbei anfallen, sind außerordentlich kompliziert; sie können aber auf numerischem Wege mit Hilfe von elektronischen Rechengeräten durchgeführt werden. Man hat hieraus Nomogramme entwkkelt, die in Abhängigkeit vom gegenseitigen Verhältnis der Dicken der Deck- und Tragsdlidll die Verformungswerte der drei Smichten, die Druckspannung im Untergrund, die Verformung an der Ober. flädle unter dem Einfluß der Last und sdlließlidl die Zug beanspruchung in der Decks<.bicht ablesen lassen. Diese Nomogramme ermöglichen es, eine sehr große Zahl von Problemen der flexiblen Fahrbahnen mit einer Decklage aus Asphaltbeton zu lösen. Sie zeigen gute Ubereinstimmung mit den beim amerikanischen WASHOTest gewonnenen Ergebnissen, der wiederum in verblüffender Weise die "P I a tt e n wir k u n g " der Decken aus bituminösen Mischgut deutlich gemadlt hat. Es ist jedoch wesentli<.h, darauf hinzuweisen, daß die Deckschichten mit ausreichender Steifigkeit, um die Druckspannungen auf große Flächen verteilen zu können, andererseits den Nachteil aufweisen, Deformationen nur in beschränktem Umfange aushalten zu können, da sie ja nicht flexibel sind. Nun hängt aber das Ausmaß der vertikalen Deformationen (gewöhnlich ..Durdlbiegung" genannt) im wesentlichen von der Be. schaffenheit des Untergrundes und der Tragschichten ab. Wenn die letzteren sich stark deformieren lassen, so wird die Deckschicht sehr hohen Zugbeanspru<.bungen ausgesetzt, und es wird zur Rissebildung kommen. Wenn man also eine flexible Fahrbahn mit einer Deckschicht abschließen will, die in der Lage ist, eine ~Plattenwirkung" herbeizuführen, muß man sicherstellen, daß die Verformung der unteren Schichten untcr der Einwirkung der jeweils auftretenden Belastung keinesfalls gefährlidl hohe \Verte crreicht. Die französisdlen Ingenieure kennen sehr wohl einerseits die Vorteile starrer Deck.lagen und andererseits auch ihre durch den Mangel an Verformbarkeit bedingten Nachteile. Aus diesem Grunde werden auf den wichtigen Straßen baustellen in immer größerem Umfang Dur c h b i e gun g s m e s 5 u n gen durdlgeführt, wobei äußerst empfindliche Meßgeräte verschiedener Bauart verwendet werden (Hebel.Verformungsmeßgerät, optisches Verformungsmeßgerät usw.). fig.3. Mode de c<'llt:uldei dldulS#el sou pie, d'i11llre. Jeullroy el Bdcheh~l Berechnung Dexlblll'r Fahrbillbnbelesllgungen nadl Jeutfroy und Damelet ctUHgE'circulalre - Beldl'ung (kreisfOrmlgl. lilclUSSt>t'- Unterb<lu Abb.3. ----------------------4 Bitumen 208 lees econorniques: peut elre certain lecleurs estimcntils qU'on s'est montre quclque peu audacieux: il est dc tait que le coefficient de securite est certainement faible. Mais n'esl-ce pas 110 des aspects caracteristiques de Ja tedtnique routU~rc que de rncrc.her iJ construire lees economiquernent, eil prenant un ccrtain nambee dc risques? En fail, les rnaussees dont le schema esl indiquc dUX fig. 4, 5, 6et 7 n'onl donne jusqu'alors auettn signe de faiblesse. 11 s'agit cependant de rautoroute Nord de Marseille (15000 vehicules/jour), de la R. N. 7 dans la Vallee du Rhöne (6000 vehicules/jour), de la R. N. 5 pres ifacadam calcaire 40/JUim ' (J) Kalk 'I!Ifl5ChoIIer Ja 70, 'rdnkl IJ) [nrobh OllYli'rl5 7/15 (1) A5Pho!/5P/il/ 7/15Il~ Enrvbes ower/s 4/1? (/) Aspha7ispli/l 471/ u) \ Fig. 4. Auloroule Nord de MaueJJl'? Composition de la d1auuee Autobahn Marseille-Nord Aufbeu der Bl"festlgung (I) df' baS41te 4/12 mm dUS Basalt 4,'12 mm (2) au cut.back. RC 3 mit VB RC-3 (3) impr~9ne " remulsion de bilume mH Bitumenemulsion gl'tränkt 9/10 1958 de Fontainebleau (6000 vehicules/jour) au Sud de Paris (8000 vehicules/jour). et de Ja R. N. 10 Sur I'autoroute dc Marseille, dans un dimat ensoleille, on a utilise en couche de surface des enrobes ouverts mis en pi ace au moto.paver: partout aillcurs, on a rccouru ades enrobes denses fabriqucs a chaud, avec 5,5% environ dc biturne 80/100. Cette secondc formule est, actuellement, de beau coup la plus utilisee en France, en raison de l'impermeabilite qu'elle confere cila chaussee et des garanties de dun~e qu'elle parait offrir. Le tonnage de matEhiaux enrobes denses annuellement rnis en oeuvre en France est de l'ordre de 1800000 ton. neSi cette technique est tres appredee en raison de l'uni qu'elle donne a la chaussee, grace a ja mise en oeuvre mecanique, et du renforcement notable qu'elle opere. Les prix des enrobes denses ont ete considerab. lernent reduits en France a la suite d'etudes tendant a l'emploi de materiaux locaux a bon marche, et a la realisation des vastes programmes coordonnes permettant l'emploi rationnel du materiel. Grace aces mesures, on a vu la technique des enrnbes denses utilisee, dans certaines regions riches cn materiaux natureis, meme sur des chemins d'importance secondaire: precisons cependant que pour ces dernicrs, Ja technique du macadam (conti nu ou classique). revctu d'un enduit superfi. deI, reste de beaucoup la plus utilisee. 11est important de noter que l'industrialisation et l'essor de la technique des chaussees sou pIes modernes sont la consequence de l'cxecution de programmes rationnels oe travaux, dont le financement a Me assure a l'avance grace a la creation du Fonds Routier ,Les problemes tern. niques,economiques etfinanders seront toujours etroitement lies, et le succes de toute politique d'investisse~ ments routiers depend de leur etroite coordination. HalenauxbasaII~ 0/40t:rIf1¥JQclb, imIYhnes!lJ l1inero/gemi5d7 (Basalt) o/JO Yli'l"dtChlel, gelränk!'1 Enrobb dense5 ci dJaud 111 AsJiJalltni5Ch;l!il heiß eifi9E&iUl 7, , , es Sei no/llre/ (anQller.;A") Fig. S. Route Nollh.nlllf! So. 7 Devlallon N.Uonalslrol8e Sr, 7 Umgehung de Donzere Composition de ld dlaussee de Dontere AufblIlu dN Befestlqung Unlergrvnd (fong) Fig. 6. Roule Nationale ;.;alton.hlr.8e 11' H.O"/I basalte OilS mm 42,0 "/, uble bas"ltiqur 05 mm 10,0'/, sable du RhOne 0:1 mm 2,5 '/, mdux 2,5"1, hller cakalre f< 0,011 mm) 5,8.i Gew.-T. bitume 180/200 (2) Impu\gnt's Ja l'l-mulsion de bilume Ba\altsplitt Bllultsand RhonE'sand Kalk K,dksfrinmehl I< 0.08 mm) Bitumen 180,'200 mH Bitumenrmulsion gelr!nkt No. 10 Deviation Nr. 10 Umgehung (IJ 49 '/1 gravillon 5,'11:1 48 '/, sllblr 0!3 (phorph)'fl 3 'i, mllUll 5,8 Gew .•T. de bitumen (21 67 "/, gf4vier concass~ 0,120 30 ','1 sable siliceull 01 3 '/, clment et dJ..ux \ de Rambolllllet Composilion de Id mausst>e Ramboulllei Aufbeu der Befestigung Splitt POfphyrund Kdlk, Bitumen gebr. Kies Qu,unand Kalk und Zement .8 9110 1958 o f'..lan geht . zulässigen ,I s a e e n a Coquand: Les grands trdvdUX aus, daß die Dur<.hbiegung unter der Hörnstlasl bei einer 5 eIn dicken Asphalt- davon belondecke 0,7 mm und bei einer solchen aus hohl. raum reichem Mischgut 1,5 mrn nidll übersdHciten darf. Es empfiehlt sidt allerdings, diese Durd1bicgungswcrte unter den für die tiefer liegenden Sdlidl.lcn ungünstigstell Tempcralurund Feuchtigkeilsbcdingungen zu crmitteln, da bekannllim. diese Schidlten im Frühjahr, in den Warnen nam dem Frostaufgang, sehr viel empfind. lidwr sind und dann viel mehr zur Verformung neigen als gegen Ende des Sommers. unbedingt Rechnung getragen Dieser ErsdlCinung muß werden. Folge dieser Grunderkcnnlnissc wädlst das e n el )- 1- l- Als weitere Interesse der Ingenieure an Bin dem i t tel n mit hoher Duktilität und geringer Wärmeempf in d I ich k e i t. Es leudttet ein, daß ein Bitumen, das einerseits Zugbeansprudtungen aushalten kann und gleichzeitig leicht verformbar ist und andererseits im Sommer widerstandsfähig bleibt, ohne im Winter spröde 'Zu werden, ein ideales Bindemittel für Decken, die S, .Plattenwirkung" LS fen, die gewünschte Verbesserung in dieser durch Zusätze von Gummi oder gleichwertiger tischer Stoffe erreidten zu können. e IS 1- i- lT ta Is :e ,- ,- haben sollen, darstellt. Manche hof- Hinsicht synthe- Um die praktische Anwendung dieser Grundgedanken zu zeigen, werden nachstehend einige schematische Angaben über den Auf bau ver s chi e den e r fl exibler Fahrbahnen unter starkem Verkehr (600G-20 000 KfzfTag) gebracht. Man stellt dabei fest, daß in der Mehrzahl der Fälle diese Fahrbahnen lediglich aus einer oder zwei Slhi<hten aus bituminösem Mischgut {Gesamtdicke 5-10 cm) auf einer Tragsdlidlt aus verdichtetem Mineralgemisch mit kontinuierlicher Sieb linie bestehen. Die obere l1aMriall qraYelellr 0/15, corrtize & compacte Kiessand 0715 verbes5l?rI lind rerd Binder -dO. [3Jiuier - wie Pecke Enrobe densl? all bi/U"ne ,4sphalmisChgUI F1Q.7. ROutf' Nationale l'IOalionalslulJf' No. 5 Devlallon Nr. S. Umgehung \ \ \ df' Moret Compo<;ition de 1<1m<lll!o<;(.(' Morf'! ,\Uf!ldU dt'l Befestigung 1I .Enrobes deßses. ist in Frankleitb lllm tedinismen S<t'lagwort gl'wuu.len. Es h<lndell 11m d<lbf'i um ein Misdlgu! mit mittlf'ff'n Hohllilullldnleil 16-IS.!tI dUS örtlilbem. hiHLfig teilweise gf'broctlellt'ln MdlNlitl, <lum In der IINslellunysvorsmrifl gl'wiss Erlt'ldilerungl"n sind. flierbei kommt f<ls! nur lI('i6cinbdu in fraue. (Aßlll. des Ubeuetl('rsl ft bei dl'llI l\lgda~sl'n routiers cu Fram'c Tragschidlt mit einer Dicke von 10 bis 15 cm besteht dabei im allgemeinen aus gebrodlenem Materiell, die untere Tragschicht (audl "Gründungsschidlt" genannt) aus ungebrochenem Material (Sand und Kies). Nur die Autobahn Marseille-Nord wurde, weist hergestellten (Abb. 4), die 1953 gebaut eine echte Maküdambauweise auf. Die so Fahrbahnen sind außerordentlidl wirt. schaftlich. Vielleicht wird der eine oder andere Leser der Meinung sein, daß man heute dabei etwas zu kühn ist. Zweifellos ist der Sidterheilskoeffizient tatsädtlich etwas niedrig. Ist es aber nicht andererseits ein charakteristisches Merkmal der modernen Straßenbautechnik, daß man so wirtschaftlich wie möglich zu bauen sucht und dabei ein gewisses Risiko bewußt in Kauf nimmt? Andererseits steht fest, daß an den in Abb. 4 bis 7 schematisch dargestellten Fahrbahnen bis heute norn keinerlei Anzeichen zu schwacher Ausführung festgestellt wurden. Es handelt sich hierbei immerhin um die Autobahn Marseille-Nord (15000 Kfz/Tag), um die R. N. 7 im Rhönetal (6000 Kfz/Tag), um die R. N. 5 bei Fontainebleau (6000 KfzfTag) und um die R, N. 10 südlich von Paris (8000 Kfz/Tag). Auf der Autobahn Marseille-Nord hat man in dem dortigen sonnenreidten Klima als Decke hohlraumreidles Mischgut mit einem Wandermischer verlegt. In allen anderen Fällen hat man "enrobes denses"s) im Heißeinbau mit etwa 5,5 % Bitumen 80/100 verwendet. Diese zweite Bauweise wird heute in Frankreich am meisten angewendet, weil sie die Fahrbahnbefestigung wasserundurchlässig macht und die Gewähr für deren Bestand zu bieten scheint. Die Gesamtmenge an "enrobes denses ", die jährlich in Frankreich eingebaut wird, liegt etwa bei 1,B Mill. t. Diese Bauweise wird auch deshalb sehr gern anwendet, weil sie dank des masdlinellen Einbaues der Fahrbahn große Ebenflädtigkeit verleiht und letztere beachtlich erhöht. Die Preise für "enrobes denses" konnten in Frankreich stark herabgesetzt werden, einerseits infolge von Untersuchungen mit dem Ziel, billige örtliche Baustoffe zu verwenden, und andererseits als Ergebnis der Durchführung großer aufeinander abgestimmter Bauprogramme, die einen rationellen Geräteeinsatz ermöglichten. Dank dieser Maßnahmen hat man beobachten können, daß die Bauweise mit ..enrobes denses" in manmen Gebieten, in denen viel örtliches Material ansteht, selbst auf Straßen untergeordneter Bedeutung verwendet wurde. Wir mödlten jedodt betonen, daß bei diesen letzteren Straßen die Makadambauweise (mit kontinuierlidter Sieblinie oder mit dem klassischen Aufbau) mit einer Oberflädtenbehandlung noch immer am meisten angewendet wird. Hierzu muß bemerkt werden, daß die Anwendung dieser neuzeitlichen Bauweise flexibler Fahrbahnbefestigungen in Großeinsätzen und ihr Aufschwung auf die Durchführung rationeller Bauprogramme zurückzuführen ist. Die Finanzierung der Programme aber war nur auf Grund des durdl die Einführung des Straßeninvestitionsfonds erzielten Fortschrittes möglid1. Die tedmisdlen, wirtsdlaftlidten und finanziellen Probleme werden duf dem Gebiete des Straßen baues immer eng miteinander verbunden sein, Der Erfolg jeder Investitions. politik auf diesem Gebiet ist davon abhängig, daß diese drei Probleme weitgehend aufeinander abgestimmt werden.