Betonfahrbahnen werden in der Bundesrepublik Deutschland im Regelfall gemäß ,,Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen" (RStO), aktuelle Ausgabe 2012 in ihrem Schichtenaufbau dimensioniert. Dabei wird in Abhängigkeit von der Belastung durch Schwerverkehr eine Belastungsklasse ermittelt. Für Fahrbahndecken aus Beton ist Tafel 2 (Betonbauweisen) der RStO einschlägig. Um regionale Besonderheiten und Erfahrungen mit einem bestimmten Schichtenaufbau zu berücksichtigen, kann eine bestimmte Zeile mit vorgegebener Schichtenabfolge und bewährten Schichtdicken aus der Tafel 2 ausgewählt werden. Eine Bauweise ist jedoch nur so gut, wie langjährige Erfahrungen mit der Bauweise dies belegen können. Bei der Betonbauweise ist speziell das Langzeitverhalten der Fahrbahnkonstruktion ein entscheidendes Kriterium für die Wahl der Bauweise. Man erwartet von einer Betonfahrbahndecke eine lange schadensfreie Liegedauer, die wenig an Instandhaltung erfordert und nahezu uneingeschränkte Nutzung zulässt. In den Regelwerken zu den Betonbauweisen sind, gestützt auf langjährige Erfahrungen, die Anforderungen für die Baustoffe und Baustoffgemische und die Anforderungen bei der Herstellung der Fahrbahn angeführt. Im Idealfall wird davon ausgegangen, dass diese Anforderungen erfüllt werden und die Decke dann diese angestrebte lange Liegedauer erreicht. In der Praxis ist es jedoch möglich, dass ­ aus welchen Gründen auch immer ­ Abweichungen von den festgelegten Anforderungen auftreten. Diese können bauseitig verursacht bzw. herstellungsbedingt sein, aber auch anderweitige Ursachen haben Einfluss auf das Langzeitverhalten einer Deckenkonstruktion. Im Vortrag werden bekannte Einflüsse auf das Langzeitverhalten untersucht und deren Auswirkungen auf eine schadensfreie Liegedauer vorgestellt. Für Planer und Hersteller der jeweiligen Fahrbahndecke wird sowohl die Bedeutung einer ausgereiften und durchdachten Planung, als auch die Wichtigkeit eines fachtechnisch einwandfreien und qualitativ hochwertigen Herstellungsprozesses dargelegt. Die Untersuchungen beziehen unvermeidbar schwankende Größen ein, sind zwar auf theoretische Berechnungen gestützt, zeigen aber im Vergleich der Ergebnisse die Bedeutsamkeit und Auswirkungen sowie die Einflussnahme einzelner Parameter. In Zusammenhang mit dem Thema stellen sich dem Leser beispielsweise nachstehende Fragen: ­ Wann spricht man von gutem Langzeitverhalten? ­ Wie kann man gutes Langzeitverhalten erreichen? ­ Wie kann man gutes Langzeitverhalten einer Bauweise in der Praxis belegen?

Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln.

1 Wann spricht man von einem guten Langzeitverhalten?

An eine Fahrbahnkonstruktion werden vielfältige Anforderungen gestellt, beispielhaft sind zu nennen: ­

- Verkehrssicherheit, ­

- immerwährende Verfügbarkeit, ­

- geringe Baukosten, ­

- geringer Unterhaltungsaufwand,

- ­ Nachhaltigkeit, ­

- und eine lange Nutzungsdauer.

Diese Eigenschaften und Anforderungen sollen im Idealfall über die gesamte Liegedauer bzw. zumindest über einen langen Zeitraum gewährleistet sein.

Für den Straßenbaulastträger sollten diese Zielsetzungen bei allen Planungs- und Bauvorhaben im Vorfeld betrachtet werden.

2 Wie kann dieses Ziel eines guten Langzeitverhaltens für den Baulastträger erreicht werden?

Am Anfang stehen daher ...

­- eine gute und vorausschauende Planung, ­

- umfassende Betrachtung des Projekts und ein planerisches Eingehen auf die Örtlichkeit und die Rahmenbedingungen sowie ­

- das Sicherstellen einer hohen Herstellungsqualität beim Bau.

Schon an dieser Stelle wird das Ineinandergreifen der verschiedenen zeitlichen Abschnitte und die Qualität der jeweiligen Schritte sowie der Überwachung bzw. Einhaltung deutlich.

3 Wie kann man Langzeitverhalten messen bzw. gutes Langzeitverhalten einem Oberbau letztendlich testieren?

Der Baulastträger kennt ja im Regelfall die Strecken, die in seiner Straßenbaulast stehen. Im Besonderen die Straßenmeister haben umfangreiche Kenntnisse von den in ihrem Zuständigkeitsbereich liegenden Strecken und nehmen daher Veränderungen während der Nutzung über die Jahre wahr.

So entwickelt sich der eine Straßenzug mit seinem Fahrbahnbelag sehr gut, weil seine Planung gut durchdacht und seine Herstellungsqualität gut ausgefallen war, während der andere Fahrbahnaufbau schon beim Bau unter einem schlechten Licht stand und folgend einen hohen Unterhaltungsaufwand, vielleicht sogar wenig Verfügbarkeit zeigte.

Eine Möglichkeit das Langzeitverhalten in der Praxis zu messen, kann die Feststellung von Zustandsmerkmalen im Rahmen einer regelmäßigen Zustandserfassung sein.

Dabei spielen die zeitliche Entwicklung und der zeitliche Eintritt eines Ereignisses (z. B. Schaden infolge Rissbildung) eine besondere Rolle. Fragen, wie:

Wie schnell wird durch den Gebrauch ein Warnwert oder sogar ein Schwellenwert erreicht?

oder

Wann muss man mit einer Instandsetzung beginnen, usw.?

stehen dann im Raum und ziehen insbesonders Fragen zur monetären Seite nach sich.

4 Wie können die Beteiligten Straßenbaulastträger, Planer, Auftragnehmer letztendlich ein gutes Langzeitverhalten einer Fahrbahnkonstruktion erreichen?

Man muss sich bewusst werden, dass dieses Ziel von einer sehr großen Zahl von Einflüssen und gegenseitigen Wechselwirkungen abhängt. Je umfassender bereits im Vorfeld, im Planungsprozess, vor allem der jeweilige Einzelfall durchdacht wird, desto näher kommt man dem Ziel eines guten Langzeitverhaltens. Straßen sind nun mal kein ,,Produkt von der Stange", sondern für den Einzelfall gefertigte Bauwerke.

Ein wichtiges Kriterium für gutes Langzeitverhalten ist dabei die zutreffende Wahl des Fahrbahnaufbaus. Der Planer hat hier einige Möglichkeiten und orientiert sich im Regelfall an den mit großer Erfahrung belegten ,,Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen" (RStO). Die aktuelle Fassung der RStO ist noch taufrisch, die Neuherausgabe datiert auf RStO 2012.

In der Standardisierung sind der jeweiligen Straßenbeanspruchung basierend auf langjährigen Erfahrungen und theoretischen Betrachtungen Fahrbahnaufbauten zugeordnet, auf die nachfolgend eingegangen wird.

In Abhängigkeit von der zu erwartenden Überrollungszahl äquivalenter 10-t-Achsen im Betrachtungszeitraum, wird anhand von Tafeln für die jeweiligen Bauweisen, z. B Betonbauweisen, Asphaltbauweisen, usw.

- der Gesamtaufbau ­

- die Schichtenabfolge ­

- und die jeweiligen Schichtdicken

ausgegeben.

Es ist zu beachten, dass diese standardisierten Aufbauten zwar mit breiter Erfahrung, Forschung und langjähriger Bewährung hinterlegt sind, es aber immer der Einhaltung von bestimmten Anforderungen und der Berücksichtigung von Details zum jeweiligen Projekt bedarf.

Der Planer wählt basierend auf seinen Kenntnissen über die Verkehrsbelastung eine Belastungsklasse eines Fahrbahnaufbaus, die dann nach den Festlegungen der RStO eine vorher ermittelte Überrollungszahl von äquivalenten 10-t-Achsüberrollungen bei richtiger Zuordnung und Herstellung während der vorgesehenen Liegedauer erträgt. Nachfolgend Auszüge aus den RStO, Tafel 2 Betonbauweisen, einige Beispiele.

Bild 1: Auszüge aus der Tafel 2 Betonbauweisen

Die Randbedingungen der RStO zeigen für die Belastungsklasse Bk 100 eine Obergrenze von 100 Mio. Lastwechsel als maximale Beanspruchung im Dimensionierungszeitraum. In vielen Fällen wird diese Grenze nicht während des vorgesehenen Nutzungszeitraums erreicht. Treten höhere Belastungszahlen auf, kann beispielsweise durch eine Dimensionierung im Einzelfall der erforderliche Deckenaufbau festgelegt werden. Dabei sind die Deckendicke und die Wiederholbarkeit der Beanspruchung von entscheidender Bedeutung.

Wenn im Regelfall die Wahl des Fahrbahnaufbaus auf die Planungssituation zutreffend abgestellt und z. B. beim Untergrund und der Entwässerung des Fahrbahnkörpers etc. ingenieurmäßig geplant wurde, wurde bereits viel erreicht und zum Gelingen beigetragen.

In der Folge läuft der Bauprozess:

Hier gilt es das Bauvorhaben während des gesamten Bauprozesses zu begleiten, um die Qualität der Baustoffe und die des Herstellungsprozesses hinsichtlich der Einhaltung der Anforderungen aus den einschlägigen Regelwerken für die Bauweise sicherzustellen. In den Regelwerken wird umfangreich dazu ausgeführt und die zeitlich zum Bauprozess laufende Schiene der Qualitätsprüfungen aufgezeigt.

Wichtig ist, dass dieses Ziel vom Auftragnehmer und vom Auftraggeber verfolgt wird.

Damit ist ein weiterer Schritt in die richtige Richtung für ein gutes Langzeitverhalten getan.

Die Beanspruchungen des Fahrbahndeckensystems sind bei Eisenmann [2] aufgezeigt und erläutert und erklärt wie man bei Beachtung der Vorgaben und Anwendung der Dimensionstheorie zu einem anforderungsgerechten Fahrbahnaufbau mit Blick auf die vielfältige Beanspruchung kommt. Die einschlägigen Lastfälle für Betonfahrbahnen werden dort erläutert und das für die Beurteilung der vorhandenen zur zulässigen Beanspruchung maßgebliche Kriterium der Biegezugfestigkeit des Betons dargestellt.

Nachstehend sind beispielhaft Beanspruchungen infolge Verkehrseinwirkungen gezeigt.

Zu nennen sind die Lastfälle

- ­ Plattenmitte, ­

- Plattenrand, ­

- Plattenecke.

Hinzu kommen die Beanspruchungen aus Temperatur, insbesondere die aus ungleichmäßigen Temperatureinwirkungen.

Bild 2: Beanspruchungen infolge Verkehrseinwirkungen

Das Bild 2 zeigt beispielhaft die maßgeblichen Beanspruchungsfälle aus Verkehrslasten.

Die Tafeln der RStO berücksichtigen diese vorher dargelegten baumechanischen Zusammenhänge.

Was aber passiert, und welche Einflüsse treten auf, wenn beim gewählten Fahrbahnaufbau keine gleichen und gleichmäßigen Eingangsgrößen als Basis der Dimensionierung und als Basis für die Beanspruchbarkeit der verwendeten Materialien und die Herstellung vorliegen? Wie verändert sich dann das Verhalten des Fahrbahnaufbaus bei Veränderungen über die Jahre?

Es treten im Allgemeinen Schwankungen in den Eingangsgrößen und den Annahmen, möglicherweise sogar den Voraussetzungen, für die Anwendung der Belastungsklassen der RStO auf.

Damit stellt sich die Frage, ist der standardisierte Fahrbahnaufbau auch dann noch diesen veränderten Randbedingungen gewachsen und kann er über die Liegedauer dennoch mit gutem Langzeitverhalten aufwarten.

5 Untersuchungen zum Langzeitverhalten mit statistischen Methoden

Eine Möglichkeit derartige Schwankungen und Veränderungen bei der Dimensionierung zu erfassen, bietet eine statistische Betrachtung im Rahmen der Dimensionierung, bei der möglichst viele, das Gesamtwerk beeinflussende Größen in ihrer Spannweite und ihrem Zusammenwirken erfasst und letztendlich in eine Betrachtung zum Langzeitverhalten eingehen.

Als maßgebendes Kriterium wird beim Langzeitverhalten und bei der Zustandsbewertung die Rissbildung an den Fahrbahnplatten herangezogen.

Wie es zur Rissbildung kommt und welche Beanspruchungsfälle dafür und letztendlich, welche Größe bei der vorhandenen Biegezugspannung zum Überschreiten führt, zeigen Eisenmann und Leykauf [2].

Aufbauend auf diesen Ausführungen, soll im Rahmen einer theoretischen Betrachtung mit schwankenden Größen und deren Auswirkungen auf die Herstellungsqualität, usw., letztendlich das Langzeitverhalten auf theoretischem Wag nachgebildet werden.

Bereits Anfang der 1990er Jahre wurde diese Methode an der TUM entwickelt und bei der damaligen RStO 86/89 in Ansatz gebracht. Einige Ergebnisse daraus fanden Eingang in die folgende Fassung der RStO.

Entscheidend für ein gutes Langzeitverhalten und eine lange Liegedauer ist z. B. die geringe Schädigungsrate durch Risse.

Unter Verwendung der Methoden zur Dimensionierung einer Fahrbahndecke und Betrachtung ihrer vielfältigen Beanspruchungsfälle, kann die Schwankungsbreite der Beanspruchungen, vertreten durch die Biegezugspannung an den Platten, als Folge unterschiedlichster Einflüsse errechnet werden.

Hier sind beispielhaft zu nennen:

- Radlasten, ­

- Radkonfigurationen, ­

- Fahrdynamische Einflüsse, ­

- Radlastschwankungen, ­

- Einflüsse aus schwankender Deckendicke,

- ­ Einflüsse aus der Gleichmäßigkeit und Tragfähigkeit der Unterlage,

- In diesem Zusammenhang auch eine zuverlässige Entwässerung,

- Schichtenaufbau und -abfolge,

- Planungsvorgaben hinsichtlich Fahrbahnbreiten und -dicken,

- Fugenteilung der Fahrbahndecke.

Jeder dieser nicht abschließend aufgezählten Einflüsse trägt zu einer variierenden Biegespannung an den Platten unter Beanspruchung bei.

Die Spannweite der Schwankungen kann statistisch erfasst und mathematisch beschrieben werden.

Auf der widerstehenden Seite stehen die Eigenschaften der Materialien, deren Verarbeitung zum Baustoffgemisch an sich und deren Verarbeitungsqualität zur eigentlichen Fahrbahn.

Hier sind beispielhaft zu nennen: ­

- Eigenfestigkeit der Gesteinskörnungen, ­

- deren sonstige Eigenschaften und Güte, ­

- Rezeptur des hergestellten Betons, ­

- dessen Festigkeit, ­ Schwankungen bzw. Schwankungsbreiten der Betoneigenschaften, ­

- anderweitige Einflüsse, z. B. aus Chemismus, usw. ­

- Temperatureinflüsse, ­

- Wiederholbarkeit von Beanspruchungen (Materialgesetze).

Auch diese Schwankungen der Beanspruchbarkeit können mathematisch erfasst und abgebildet werden.

Mathematisch ist es damit möglich Kriterien zu formulieren, die eine theoretische Zuverlässigkeit bzw. einen Ausfall berechnen lassen. Man kommt zu dem hier gezeigten Modell für die Beschreibung von Beanspruchungen und Materialwiderständen.

Bild 3: Modell für die Beschreibung eines Ausfalls

Im Bild 4 sind die Verteilungen von Beanspruchungen und des Materialwiderstandes mit beispielhaften Schwankungsbreiten, sowie Bereichen von Überlappungen zu sehen. Dabei ist nachvollziehbar, dass je weiter die Mittelwerte von Beanspruchung und Materialwiderstand auseinander liegen, weniger gemeinsame Fläche vorliegt und damit weniger ungünstiges Zusammentreffen von hoher Beanspruchung bei gleichzeitig niedrigem Materialwiderstand ­ also Eintreten einer Rissbildung ­ wahrscheinlich sein wird.

Bild 4: Beispiel eines Schädigungsverlaufs ­ Ausgangssystem und verändertes System

Umgekehrt führt eine enge Lage, bzw. ein geringer Abstand der Mittelwerte zu größeren Ausfallraten.

Über die Zeit gesehen, nimmt aus materialtechnischer Sicht die Anzahl der zulässigen Lastwechsel ab, was zu einem höheren Schadensrisiko bzw. Schadensanteil führt.

Werden nun für die jeweiligen Belastungsklassen der RStO und die dortigen Aufbauten derartige Berechnungen und Betrachtungen durchgeführt, erhält man über die Liegedauer beispielhaft folgende qualitative Verläufe.

Es ist augenfällig, dass sich unterschiedliche Verläufe mit steileren oder flacheren Kurven zeigen. Betrachtet man im Vergleich einen bestimmten vorher festgelegten Einflusswert, kann aus dem Verlauf und dem Unterschied der Kurven auf das Langzeitverhalten, aber auch auf den Einfluss bestimmter Parameter geschlossen werden. Damit ist es möglich, im Vergleich, das Langzeitverhalten einer bestimmten Fahrbahnkonstruktion auf theoretischem Weg sichtbar zu machen. Allerdings muss an dieser Stelle unbedingt festgestellt werden, dass eine absolute Vorhersage von Ausfällen unmöglich ist. Jeder Versuch das Gesamtsystem noch besser, genauer, zutreffender zu erfassen, wird zwar die Prognosegenauigkeit verbessern, aber ehrlicherweise muss man zugeben, dass man niemals alle Einflüsse etc. erfassen können wird.

Dennoch ist die Methode geeignet, für eine bestimmte planerische Situation, zumindest Trends herzuleiten und die Verantwortlichen bei Beurteilungen zu unterstützen. Ferner kann man die Belastungsklassen der RStO im Hinblick auf bestimmte Trends hin untersuchen oder auch deren richtige Auswahl mit hoher Zuverlässigkeit bestätigen.

Nachdem das hinter der Methode stehende Procedere der Dimensionierungsrechnung und der mathematischen Statistik sehr umfangreich ist und dies auch umfangreiche Erklärung erfordern würde, um es darzustellen, wird die weitere Ausführung auf einige Ergebnisse der Untersuchungen beschränkt.

6 Beispielhafte Darstellung ausgewählter Einflussgrößen

Im Folgenden werden hierzu beispielhaft die beiden Belastungsklassen 10 und 1,8 der RStO verwendet und anhand dieser Belastungsklassen verschiedene Einflüsse aufgezeigt. Basis des Materialwiderstandes ist die Biegezugfestigkeit des Betons. Damit geht die Untersuchung konform mit den Anforderungen nach ZTV Beton-StB.

Die Ergebnisse können vom Trend her auch auf die anderen Belastungsklassen der Tafel 2 der RStO übertragen werden.

Die Untersuchung geht dabei immer nur auf einen Aspekt ein. In der Praxis sind selbstverständlich gegenseitige Beeinflussung und Überlagerungen der Standardfall.

In den Bildern 5 und 6 wird dem Einfluss der Fahrbahndicke h nachgegangen.

Bild 5: Einfluss der Fahrbahndicke h, Beispiel Belastungsklasse 10

Es sind bei den Betrachtungen jeweils die Ausgangssysteme - ­ die Aufbauten der RStO bei mittleren Überrollungszahlen im jeweiligen Intervall bei sonst guter Herstellungsqualität verwendet - ­ sowie im vorliegenden Fall ein z. B. um 1 cm verminderter Deckenaufbau der Betondecke im Vergleich gezeigt. Deutlich erscheint der Abstand der beiden theoretischen Verläufe über die Liegedauer. Das Langzeitverhalten eines irgendwie in der Deckendicke reduzierten Aufbaus wird sich demnach nicht günstig abzeichnen. Das Bild 6 zeigt den Einfluss für die Belastungsklasse 1,8.

Bild 6: Einfluss der Fahrbahndicke h, Beispiel Belastungsklasse 1,8

Den Einfluss der Beanspruchung durch häufigere höhere Achslasten zeigt das Bild 7.

Bild 7: Einfluss einer stark schwankenden Beanspruchung, Belastungsklasse 10

Wie im Bild vorher, stellt sich bei größerer Beanspruchung an sich und häufigerer Anzahl von höheren Achsgewichten, usw., ein ungünstigerer Verlauf hinsichtlich Schädigung ein. Der Einfluss ist bedeutend, aber nicht so groß, wie der der Fahrbahndicke h.

Neben der Beanspruchung ruft auch der Einfluss der Unterlage eine augenfällige Auswirkung hervor. In der nächsten Grafik kann man den Einfluss der Unterlage ablesen.

Bild 8: Einfluss der Unterlage, Beispiel Belastungsklasse 1,8

Es wurde die Tragfähigkeit des Systems, vergleichbar dem Ev2-Wert von 120 MN/m2 auf 100 MN/m2 vermindert. Der Einfluss ist im Vergleich geringer. Dennoch ist der Einfluss der Unterlage nicht zu vernachlässigen.

Bedeutender im Einfluss ist der Wert der Biegezugfestigkeit.

Ein schlechterer Mittelwert der Biegezugfestigkeit lässt das Langzeitverhalten wieder bedeutend ungünstiger ausfallen. Ein höherer Wert verbessert im Gegenzug den Verlauf und stärkt die Tragfähigkeit des Gesamtsystems. An der richtigen Betonrezeptur und der Herstellung sowie der dabei erzielten Festigkeit hängt deshalb das Langzeitverhalten.

Bild 9: Einfluss der Biegezugfestigkeit des Betons, Beispiel Belastungsklasse 10

Die Fugenteilung und Festlegung der Plattengröße sowie des Plattenformates beeinflussen das Langzeitverhalten in etwa vergleichbar.

In der nachfolgenden Untersuchung wird diesem Einfluss nachgegangen.

Nach den Plattenabmessungen bzw. dem Fugenraster richtet sich der Gesamtspannungszustand aus Verkehrslastspannung und Wölbspannungen, der dann der Beanspruchbarkeit gegenübergestellt wird. Der Einfluss ist im Vergleich jedoch nicht so ausgeprägt, wie der der anderen Größen. Eine geeignete und geschickte Fugenteilung sind aber für das Langzeitverhalten von Interesse, insbesonders, weil dieser Aspekt in Überlagerung und zusammen mit anderen wieder bedeutend wird.

Fahrbahnplatten sind untereinander mit Dübeln und Ankern verbunden. Diese sichern die Querkraftübertragung an den Rändern und das Mittragen der Nachbarplatten. Das Maß der Lastübertragung bzw. das Mittragen der jeweiligen Nachbarplatte hängt dabei stark vom Wirksamkeitsindex der übertragenden Dübel bzw. Anker ab.

Bild 10: Einfluss der Fugenteilung, Beispiel Belastungsklasse 1,8

Über die Liegedauer kann sich der Wirksamkeitsindex, z. B. der der Dübel, verändern. Der Wert der Querkraftübertragung nimmt dann während der Liegedauer ab und vermindert das Langzeitverhalten nachteilig. Daher gilt es dem Einbau der querkraftübertragenden Elemente hinsichtlich der Anforderungen an den richtigen Einbau (Lage, Schräglage) hohe Aufmerksamkeit zu schenken.

Bild 11: Einfluss des Wirksamkeitsindexes, Beispiel Belastungsklasse 10

Ein weiterer interessanter Aspekt der Dimensionierung ist die Anzahl von auftretenden Überrollungen während der Nutzungsdauer. Jede Belastungsklasse ist auf ein Intervall von Überrollungszahlen im Nutzungszeitraum ausgerichtet. Steigen die Überrollungszahlen über das geplante Maß der Zunahme an oder erfolgte eine falsche Einordnung in die Belastungsklassen der RStO, wird aufgrund der höheren Überrollungszahlen das auf Dauer ertragbare Biegespannungspotenzial des Betons auf der Materialwiderstandsseite schneller aufgezehrt.

Bild 12: Einfluss der Überrollungszahlen, Beispiel Belastungsklasse 10

Die beiden vorstehenden Kurven zur theoretischen Schadenszunahme zeigen wieder den die Liegedauer vermindernden Einfluss einer zunehmenden Überrollungszahl innerhalb einer Belastungsklasse. Soweit eine gewisse Sicherheit gegenüber dem Erreichen der nächst höheren Belastungsklassengrenze besteht, ist kein bedeutend negatives Verhalten zu erwarten. Lediglich bei der auf 100 Mio. Überrollungen von äquivalenten 10-t-Achsen begrenzten Bk100 ist mit Blick auf die bei ppp-Modellen oftmals am Ende der Vertragsdauer auf niedrigeren Niveaus unter den Warn- und Schwellenwerten begrenzten Schadensanteilen näher auf den dann theoretisch zu erwartende Schadensanteil einzugehen. Mit der Untersuchung kann gezeigt werden, dass in diesen Fällen, z. B. eine erhöhte Deckendicke oder erhöhte Biegezugfestigkeit, dann die erwartete Schadensquote nicht erreichen lässt. Insofern erscheint es schon bei der Planung sinnvoll sich über die Verkehrsentwicklung Gedanken zu machen und möglicherweise eine höhere Belastungsklasse zu wählen bzw. die Decke in der dargelegten Weise zu untersuchen.

Blickt man auf die Seite des Materialwiderstandes, ist auch hier wieder ein großer Einfluss auf die zu erreichende Lebensdauer zu erwarten.

Bild 13: Einfluss der Überrollungszahlen, Beispiel Belastungsklasse 1,8

Das Bild 14 lässt den großen Abstand zwischen dem hier angestrebten Verlauf des Langzeitverhaltens bei hoher Fertigungsqualität bzw. bei einwandfreier Herstellung und dem aufgrund von Qualitätsschwankungen negativ veränderten Verlauf erkennen.

Bild 14: Einfluss der Herstellungsqualität beim Beton, Beispiel Belastungsklasse 10

Auch dieser Einfluss ist wieder sehr augenfällig und daher für die Herstellung besonders zu beachten.

Man kann sogar so weit gehen, dass dieser Einfluss neben der Deckendicke die bedeutendste Einflussgröße darstellt.

7 Zusammenfassung

An den beispielhaft vorgestellten Einflüssen kann gezeigt werden, dass vor allem der Einfluss der Deckendicke bedeutend ist. Deshalb sind die richtige Wahl des Aufbaus nach den RStO und die gleichmäßige Dicke beim Einbau wichtig.

Die Betonfestigkeit ist ebenfalls sehr bedeutend und hat vergleichbar gleichgroßen Einfluss auf das Langzeitverhalten.

Weiter sind die großen Einflüsse von Schwankungen auf der Seite der Beanspruchungen und auf Seiten der Beanspruchbarkeit ersichtlich. Einer gleichmäßigen, technisch einwandfreien Herstellung, der Verwendung hochwertiger Materialien, Qualitätskontrolle, usw. kommt daher große Bedeutung zu.

Die Überrollungszahl vermag das Langzeitverhalten bei falscher Einschätzung negativ zu beeinflussen, wenn beispielsweise ein starker Anstieg der Überrollungen während der Liegedauer erfolgt oder wenn die Belastungsklasse nicht zutreffend gewählt wurde.

Bleibt zu erwähnen, dass die dargestellten Einflüsse im Rahmen dieser Betrachtungen nur Art rein auf einen Einfluss bezogen verdeutlicht und kennbar gemacht wurden.

In der Praxis liegen in der Regel immer Überlagerungen mehrerer Einflüsse vor. Diese können sowohl positiver, als auch negativer Natur sein. Das Langzeitverhalten stellt sich letztendlich aus der Überlagerung und einer Summe von Einflüssen ein.

Wenn die Wahl des Fahrbahnaufbaus planerisch umfassend und auf die Planungssituation ausgerichtet nach RStO erfolgte, sowie die Herstellung fachtechnisch und qualitativ hochwertig ausgeführt worden ist, ist im Umkehrschluss ein gutes Langzeitverhalten zu erwarten. Das zeigen die theoretischen Schadensverläufe für mit hoher Qualität und zutreffenden Eingangsdaten hergestellte Aufbauten, auch wenn in dieser Ausarbeitung nur auf zwei Belastungsklassen eingegangen wurde. Hinzu kommt die ingenieurmäßige Planung mit umfassender Berücksichtigung des jeweiligen Umfeldes der Straße.

Lediglich die bei stark belasteten Autobahnen jenseits der Obergrenze von 100 Mio. äquivalenten Überrollungen liegende Beanspruchung erfordert eine gesonderte und viele Aspekte einbeziehende Untersuchung und Betrachtung zur Festlegung des Deckenaufbaus.

In allen anderen Fällen bietet die RStO eine zutreffende Wahl des Fahrbahnaufbaus.

Für ein gutes Langzeitverhalten müssen sich demnach Planer und Auftragnehmer mit Umsicht und Engagement einbringen, um das gesteckte Ziel eines guten Langzeitverhaltens zu erreichen.