Die Arbeitsgruppe 8 ,,Betonbauweisen" besteht nach wie vor aus 5 Arbeitsausschüssen. Die Anzahl und die Aufgaben der Arbeitskreise hat sich in den vergangenen zwei Jahren entsprechend den zu bearbeitenden Themenschwerpunkten gewandelt. Während in den letzten Jahren die Themenbereiche Alkali-Kieselsäure-Reaktion und Oberflächeneigenschaften dominierten erlangten die Themen Oberflächeneigenschaften und konstruktive Fragen eine größere Bedeutung. Im Bereich AKR konnte unter maßgeblicher Mitwirkung des Arbeitsausschusses ,,Baustoffe" durch das zuständige Bundesministerium als weitere Präventionsmaßnahme das ARS 4/2013 herausgegeben werden. Die Arbeitsschwerpunkte im Bereich Oberflächen waren die Bereiche Griffigkeit und Lärm in Verbindung mit der Waschbetonoberfläche und den Grinding-Verfahren. Neben Forschungsvorhaben die sich mit diesen Themengebieten befassten, konnte insbesondere im Verlauf des zurückliegenden Jahres eine ganze Reihe neuer Forschungsprojekte fortgeführt und zum Abschluss gebracht werden, die sich mit Themen wie White Topping, frühhochfeste Reparaturbetone für Waschbetonoberflächen, Stadt- und Landstraßen, Kreisverkehre usw. befassen. Nicht unerwähnt bleiben soll in diesem Zusammenhang die Arbeit am bestehenden und neu zu bearbeitenden Vorschriftenwerk. Stellvertretend seien an dieser Stelle die Veröffentlichung der Merkblätter VaB, WT und DBT genannt.

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

1 Einleitung

Dem allgemeinen Trend folgend war die Teilnehmerzahl leicht rückläufig. Angestiegen ist die Zahl der ausländischen Teilnehmer, was durch die erstmalig angebotene zweite Tagungssprache begründet sein dürfte. Dies ist auch ein Beleg dafür, welche Anerkennung der deutsche Betonstraßenbau international genießt.

Die Mitarbeit vieler Fachkolleginnen und Fachkollegen in den Arbeitsausschüssen und Arbeitskreisen war die Basis hierfür. Hinzu kommt die intensive Arbeit vieler Forschungseinrichtungen. Die zur Verfügung stehenden Mittel für die Forschung haben sich in den vergangenen Jahren erfreulicher Weise deutlich erhöht. Dies schlägt sich auch in der Anzahl der abgeschlossenen und in Bearbeitung befindlichen Projekte nieder, auf die später noch gesondert eingegangen wird.

Das bestehende Vorschriftenwerk wurde weiter aktualisiert und der Europäischen Normung angepasst. Ergänzt wurde das Vorschriftenwerk durch einige neue Vorschriften.

Leider konnten in den vergangenen zwei Jahren nicht alle geplanten Vorschriftenwerke fertiggestellt und veröffentlicht werden. Hierzu gehört unter anderem die ZTV Fug-StB mit den angrenzenden Vorschriften sowie die ZTV BEB-StB.

Weiter in den Fokus der Arbeit sind die Oberflächeneigenschaften des Fahrbahnbetons. Hier sind Griffigkeit und Lärm nach wie vor an erster Stelle zu nennen. Der Beitrag der Arbeitsgruppe 8 der FGSV liegt hier jedoch eindeutig in der konsequenten Bearbeitung der nachhaltig herzustellenden lärmmindernden Oberflächen auch über den derzeit in der Waschbetonbauweise nachgewiesenen Korrekturwert von DStrO = -2 dB (A) hinaus. Auf die in diesem Zusammenhang laufenden und geplanten Forschungsprojekte wird noch eingegangen.

Mit der Einführung des ARS 4/2013 wurden die Maßnahmen zur Vermeidung einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion auf einen aus heutiger Sicht sehr hohen technischen Standard gebracht. Unabhängig davon sind weitere Untersuchungen erforderlich, da viele Erkenntnisse auf ihre Praxistauglichkeit zu hinterfragen sind. Der Einsatzschwerpunkt für Fahrbahndecken aus Beton liegt bei hochbelasteten Bundesfernstraßen und Flugbetriebsflächen. Mit der Veröffentlichung der Merkblätter VaB und WT ist eine weitere Grundlage für Anwendungsfälle im kommunalen Bereich und in der Industrie geschaffen. Hervorzuheben ist an dieser Stelle der Ausbau von Kreisverkehren und Kreuzungsbereichen, wo in Deutschland noch ein hohes Potenzial vorhanden ist.

2 Die Arbeit der Arbeitsgruppe 8 innerhalb der Struktur der FGSV

Die Struktur der FGSV ist seit der letzten Betonstraßentagung praktisch unverändert. Die in den vergangenen 2 Jahren Veränderungen innerhalb der Arbeitsgruppe Betonbauweisen wird nachstehend näher behandelt.

Unabhängig von der sinnvollen fachbezogenen Unterteilung in Arbeitsgruppen und Kommissionen innerhalb der FGSV erfolgt die Bearbeitung der jeweiligen Themen in enger Zusammenarbeit. So sind viele Mitarbeiter der Arbeitsgruppe 8 auch maßgeblich an der Arbeit anderer Arbeitsgruppen beteiligt und umgekehrt.

Innerhalb der Arbeitsgruppe Betonbauweisen sind derzeit neben dem Lenkungsausschuss als koordinierende Stelle 5 Arbeitsausschüsse mit 8 Arbeitskreisen tätig. Nicht vergessen werden soll der Gemeinschaftsausschuss 8.01, Materialien für Betonstraßen sowie die Mitarbeit in vielen Betreuungsausschüssen für Forschungsprojekte sowie in diversen Bearbeitergruppen und Querschnittsausschüssen.

In der Arbeitsgruppe 8 sind ca. 170 Mitarbeiter aus den verschiedensten Bereichen von Verwaltung, Forschung und Wirtschaft tätig. Zu berücksichtigen ist hier jedoch, dass viele Mitarbeiter in mehreren Arbeitsausschüssen, Arbeitskreisen und dem Lenkungsausschuss parallel tätig sind sowie auch in anderen Arbeitsgruppen der FGSV.

Sitzungen des Lenkungsausschusses und der Arbeitsausschüsse finden in der Regel zweimal im Jahr statt, die Arbeitskreise treffen sich entsprechend dem Arbeitserfordernis.

Bild 1: Zusammensetzung der Arbeitsgruppe Betonbauweisen

3 Arbeitsausschüsse und Arbeitsgruppen, Technische Regelwerke

Arbeitsausschuss 8.1 Technische Vertragsbedingungen

Die Aufgabe des Arbeitsausschusses 8.1 unter Leitung von Herrn Prof. Dr.-Ing. Walter Eger ist das nationale Regelwerk für den Betonstraßenbau sowie den Bau von Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln aktuell zu halten, weiterzuentwickeln und als vertragliche Basis zu gestalten.

Hinzu kommt die Bewertung und Stellungnahme zur Bearbeitung von Regelwerken aus anderen Arbeitsausschüssen der Arbeitsgruppe 8 bzw. aus anderen Arbeitsgruppen der FGSV.

Innerhalb des Arbeitsausschusses 8.1 waren in den vergangenen 2 Jahren 3 Arbeitskreise tätig: ­

- Der Arbeitskreis 8.1.1 ZTV Beton hat nach Ergänzung und redaktioneller Bearbeitung der ZTV Beton-StB seine Arbeit eingestellt. Für die anstehende Neubearbeitung der ZTV Beton-StB wird dieser Arbeitskreis entsprechend des fachlichen Erfordernisses neu gegründet und wird kurzfristig seine Arbeit aufnehmen.

- ­ Der Arbeitskreis 8.1.2 wird gemeinsam mit dem Arbeitsausschuss 8.5 die Bearbeitung der TL Betonbauweisen (Arbeitstitel) vornehmen. Diese Vorschrift soll als Loseblattsammlung erscheinen, um eine ständige und Kurzfristige Aktualisierung zu ermöglichen. ­

- Der Arbeitskreis 8.1.3 setzt seine Bearbeitung der bauvertraglichen Regelungen zur RDO Beton planmäßig fort.

Vom Arbeitsausschuss betreute FE-Projekte ­

- 8.213 Selbstverdichtender Beton für den Einsatz im Betonstraßenbau ­

- 8.218 Instandsetzung von Betonfahrbahndecken mit dünnschichtigem Neubeton.

Arbeitsausschuss 8.2 Baustoffe

Der Arbeitsausschuss 8.2 unter Leitung von Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing Rolf Breitenbücher hat die Aufgabe, neben der Beratung aktueller Fragen zu allen Baustoffen der Betonbauweise, die Analyse baustoffbedingter Schäden einschließlich der Erarbeitung von Abhilfemaßnahmen, die Erörterung von Einsatzmöglichkeiten neuer oder modifizierter Baustoffe sowie die Erarbeitung neuer Prüfverfahren zu begleiten.

Innerhalb des Arbeitsausschusses 8.2 sind zwei Arbeitskreise tätig: ­

- Arbeitskreis 8.2.3 AKR ­

- Arbeitskreis 8.2.4 Waschbeton.

Ein sehr wichtiges Arbeitsergebnis des AA 8.2 war der Abschluss der Grundlagenarbeit durch den Arbeitskreis AKR als Basis für das ARS 4/2013 welches in diesem Jahr durch das BMVBS herausgegeben wurde. Die Bearbeitung des Themas AKR ist damit jedoch nicht abgeschlossen, da viele Festlegungen des ARS auf Basis von Laboruntersuchungen entstanden, deren Verifizierung in der Praxis bzw. durch die Praxis noch aussteht.

Die Präzisierung des Mindestluftporengehaltes von Waschbeton, der Eingang in die Überarbeitung des Vorschriftenwerkes fand, ist an dieser Stelle als wichtiges Arbeitsergebnis des AK 8.2.4 zu nennen.

Die Mitwirkung des AA 4.2 in der Betreuung einer großen Anzahl von Forschungsprojekten aber auch die intensive Arbeit bei der Formulierung des aktuellen Forschungsbedarfes darf an dieser Stelle nicht unerwähnt bleiben.

Vom Arbeitsausschuss betreute FE-Projekte

- 8.197 Auswirkungen dynamischer Beanspruchungen in Beton von Fahrbahndecken auf potenzielle Gefügeschädigungen

- 8.203 Untersuchungen zur Definition einer optimalen Nachbehandlung von Straßenbeton unter Verwendung von hüttensandhaltigen Zementen

- 8.208 Entwicklung frühhochfester Reparaturbetone in Waschbetonweise.

Arbeitsausschuss 8.3 Konstruktion

Die Aufgaben des Arbeitsausschusses Konstruktion unter Leitung von Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stephan Freudenstein sind die Sammlung von Erfahrungen im In- und Ausland mit verschiedenen Betonbauweisen für Verkehrsflächen aller Art einschließlich der Tragschichten, mit der konstruktiven Durchbildung und deren Auswirkung auf das Langzeitverhalten, die Diskussion von neuen technischen Entwicklungen und die Ausarbeitung von Vorschlägen bei der Überarbeitung des Technischen Regelwerks.

Die zur Erfüllung dieser Aufgaben eingesetzten Arbeitskreise: ­

- Der AK 8.3.1 Fugen in Verkehrsflächen hat die Bearbeitung der ZTV Fug-StB, TL FugStB und TP Fug-StB ist abgeschlossen und wurde daher geschlossen. Vor einer Veröffentlichung dieses Vorschriftenwerkes sind allerdings noch einige redaktionelle Änderungen erforderlich, die derzeit bearbeitet werden.

- Der AK 8.3.3 Stadt und Landstraßen, sowie besondere Verkehrsflächen hat als wichtigstes Arbeitsergebnis die Bearbeitung des Merkblattes Planung, Konstruktion, Bau und Erhaltung von Verkehrsflächen aus Beton abgeschlossen. Das Merkblatt wurde zwischenzeitlich veröffentlicht. ­

- AK 8.3.5 Durchgehend bewehrte Betondecke, Kompositbauweisen.

Vom Arbeitsausschuss betreute FE-Projekte

8.207 Bau und Messungen an einer Versuchsstrecke mit optimierter Kiestragschicht unter der Betondecke

8.212 Bewertung von Asphaltzwischenschichten unter Betondecken.

Wie bereits eingangs erwähnt, ist die Ausweitung des Einsatzgebietes der Betonbauweise neben hochbelasteten Bundesstraßen und Flugbetriebsflächen wichtig. Insbesondere die Arbeit der Arbeitskreise 8.3.3 und 8.3.5 gewinnt daher an Bedeutung.

Im Ergebnis der Arbeit des AA 8.3 konnten neben dem bereits erwähnten Merkblatt VaB die Merkblätter Whitetopping-Bauweise und Dränbetontragschichten veröffentlicht werden.

Bild 2: Regelwerke Arbeitsausschuss 8.3 (Quelle: FGSV)

Arbeitsausschuss 8.4 Oberflächen

Ziel des Arbeitsausschusses 8.4 unter Leitung von Herrn Dipl.-Ing Stephan Villaret ist es, Wege aufzuzeigen und durchzusetzen, mit denen dauerhaft gute Gebrauchseigenschaften auf Betonfahrbahndecken gewährleistet werden. Über die Ergebnisse von Forschungsprojekten in diesem Zusammenhang wird an anderer Stelle noch berichtet.

Aus diesem Grunde wird dieses Themengebiet vom AA 8.4 mit hoher Priorität bearbeitet.

Lärmarme, ebene, griffige Oberflächen, die zudem auch gute Entwässerungseigenschaften besitzen, sind Ziel der Forschungs- und Entwicklungsarbeit des Arbeitsausschusses 8.4. Diese Eigenschaften sollen mit der traditionell guten Dauerhaftigkeit von Betondecken verknüpft werden.

Klassische Oberflächen wie Waschbeton, Texturen durch Kunstrasen, Besenstrich und Jutetuch sollen durch innovative Verfahren ergänzt werden. Dabei sind eine Texturierung des Festbetons mittels optimierten Grinding-Verfahren, offenporige Oberbetone und Prägebeton in Diskussion. Für die Bearbeitung dieser Themenkomplexe, insbesondere der Lärmminderung wurde der Arbeitskreis 8.4.2 Akustisches Grinding ins Leben gerufen.

Im Vordergrund der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten steht die Texturierung des Festbetons mit Hilfe des Grinding-Verfahrens.

Fragestellungen bezüglich der rechnerischen Dimensionierung und der Bewertung der strukturellen Substanz werden bauweisenübergreifend im Bereich der Arbeitsgruppe 4 behandelt. Dabei arbeiten eine Reihe von Mitgliedern der Arbeitsgruppe 8 in den relevanten Gremien der AG 4 aktiv mit. Unter anderem wurden folgende Forschungsthemen mit Bezug zur Betonbauweise bearbeitet und stehen kurz vor dem Abschluss: ­

- FE 04.0433/2009/DGB ­ Grundlagen für eine vergleichende Bewertung der Restsubstanz von Fahrbahnbefestigungen in Betonbauweise nach mehrjähriger Verkehrsnutzung

- ­ FE 04.0249/2011/FGB ­ Entwicklung einer Systematik zur Ermittlung von repräsentativen homogenen Abschnitten ­

- FE 04.0257/2012/ORB ­ Konstruktion und Dimensionierung von strukturgeschädigten Betondecken für eine zeitlich definierte Restnutzungsdauer.

Bild 3: Akustisches Grinding (Quelle: Villaret Ingenieurgesellschaft)

Arbeitsausschuss 8.5 Erhaltungstechnologie

Der Arbeitsausschuss 8.5 unter Leitung von Herrn Prof. Dr. Anger hat das Ziel, das Regelwerk für die Bauliche Erhaltung von Verkehrsflächen in Betonbauweise aktuell zu halten, Erhaltungstechnologien aufzuzeigen, weiter zu entwickeln und so aufzubereiten, dass diese in ein vertragliches Regelwerk eingebunden werden können. Für die Erneuerung von Fahrbahndecken aus Beton in ganzer Dicke gelten die Regelungen der ZTV Beton-StB, jedoch 80 % der Baulichen Maßnahmen im Bereich von Betondecken befassen sich mit der Baulichen Erhaltung. Aus diesem Grund kommt der Tätigkeit dieses Arbeitsausschusses immer mehr Bedeutung bei.

Der Arbeitsausschuss 8.5 untergliedert sich in ­

- AK 8.5.1 ,,Umarbeitung der ZTV BEB-StB 02,

- ­ Bearbeitergruppe ,,Erhaltung AKR geschädigter Betondecken".

Aufgrund der planmäßigen Umsetzung der Arbeiten am Regelwerk kann die ZTV BEB-StB und die TL BEB-StB voraussichtlich zu Beginn des Jahres in Druck gehen. Die Erarbeitung der TP BEB-StB als Bestandteil der späteren TP B-StB (,,TP Betonbauweisen") erfolgt gemeinsam mit dem Arbeitsausschuss 8.1 ebenfalls im Jahr 2014.

Im Merkblatt für Schadensdiagnose und Bauliche Erhaltung AKR-geschädigter Betondecken werden technische Möglichkeiten zur Baulichen Erhaltung von AKR-geschädigten Betonfahrbahndecken aufgezeigt. Für die Auswahl einer geeigneten Maßnahme, sind oft umfassende und mitunter langwierige Voruntersuchungen notwendig. Um den Prozess der Entscheidungsfindung zu vereinfachen, wurde eine Matrix für Erhaltungstechnologien entwickelt, in der abhängig vom Grad der AKR-Schädigung der Betondecke unterschiedliche Möglichkeiten der Baulichen Erhaltung unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit vorgeschlagen werden.

Einerseits soll mit dem Merkblatt eine einheitliche Vorgehensweise bei der Baulichen Erhaltung von AKR-geschädigten Betonfahrbahndecken erreicht werden. Andererseits soll denjenigen Straßenbauverwaltungen, die erstmalig mit AKR-Schäden an Betonfahrbahndecken konfrontiert werden, eine Entscheidungshilfe für eine Schadenserkennung und -beurteilung sowie eine entsprechende Erhaltungsplanung und -ausführung zur Verfügung gestellt werden.

Es müssen die Belange der anzuwendenden Erhaltungsmaßnahmen in Asphaltbauweisen eingearbeitet werden. Dies erfolgt unter Einbezug des AA 7.5 ,,Erhaltungstechnologie ­ Asphaltbauweisen". Ein Abschluss der Bearbeitung ist für das Jahr 2014 geplant.

Der Abschluss einer grundlegenden Überarbeitung des ,,Merkblattes für die Erhaltung von Verkehrsflächen aus Beton", Ausgabe 1994, ist ebenfalls vorrangiges Ziel des Arbeitsausschusses. Neben dem großen Themenbereich der ,,Zustandserfassung" werden Ausführungen zu den Themen ,,Blowup", Erneuerung mit gleichzeitiger Verbreiterung, Imprägnierung, Tränkung, Streifenweiser Ersatz mit unterschiedlicher Plattendicke im Merkblatt ebenso enthalten sein, wie Einsatzmöglichkeiten des ,,Schnellbetons" auf der Grundlage der Ergebnisse des entsprechenden Forschungsauftrages FA 8.167.

4 Abgeschlossene und laufende Forschungsprojekte

Seit der Betonstraßentagung 2011 konnten 11 Forschungsprojekte abgeschlossen werden, 14 Forschungsprojekte befinden sich in der Bearbeitungsphase und für 4 Projekte wird derzeit die Vergabe vorbereitet.

Im Vergleich zum Zeitraum 2009 bis 2011 ist dies eine sehr positive Entwicklung.

Abgeschlossene Forschungsprojekte

- 8.191 Dünne Betondecken auf Brücken mit Übergangskonstruktion (TU Dresden)

- 8.192 Selbstverdichtender Beton mit hoher Grünstandfestigkeit für den Einsatz in GSF im Betonstraßenbau (Ruhr-Universität Bochum)

- 8.195 Einfluss der Eigenschaften grober Gesteinskörnung auf die Oberflächendauerhaftigkeit von Waschbetonoberflächen (Technische Universität München)

- 8.196 Prüfung der Kombinationsmittel zur Herstellung von Waschbetonoberflächen im Rahmen der TL NBM-StB (Bauhaus-Universität Weimar)

- 8.201 Bewertung und Optimierung der Grobtextur von Waschbetonfahrbahndecken (TU München, Villaret Ingenieurgesellschaft, IWS Meßtechnik, Müller BBM)

- 8.202 Mindestluftporengehalt in Waschbeton (Ruhr-Universität Bochum)

- 8.203 Untersuchungen zur Definition einer optimalen Nachbehandlung von Straßenbeton unter Verwendung von hüttensandigen Zementen (Bauhaus-Universität Weimar)

- 8.208 Entwicklung frühhochfester Reparaturbetone in Waschbetonbauweise (Ruhr-Universität Bochum)

- 8.210 Untersuchung der lärmtechnischen Eigenschaften von Betonfahrbahndecken mit Grinding-Oberflächen (Villaret Ingenieurgesellschaft, TU München, OAT GmbH, ABE Stahnsdorf, IWS Messtechnik, Müller BBM)

- 8.211 Akustische Optimierung von Betonoberflächen durch Texturierung des Festbetons mit verbesserten Grinding-Verfahren (Villaret Ingenieurgesellschaft)

Forschungsprojekte in Bearbeitung

- 8.207 Bau und Messungen an einer Versuchsstrecke mit optimierter Kiestragschicht unter der Betondecke (TU München)

- 8.209 Simulation der Beanspruchungen von Betonfahrbahndecken (TU München)

- 8.212 Bewertung von Asphaltzwischenschichten unter Betondecken (Technische Universität München)

- 8.213 Selbstverdichtender Beton für den Einsatz im Betonstraßenbau (Ruhr-Universität Bochum)

- 8.214 Futurum Baustoff Straßenbeton (Bauhaus-Universität Weimar)

- 8.215 AKR-Voruntersuchungen an Bohrkernen von Fahrbahndecken aus Beton (BAM)

- 8.217 Instandsetzung partiell geschädigter Betonfahrbahndecken mittels Betonfertigteilen (Dr.-Ing. Jürgen Wolf)

- 8.218 Instandsetzung von Betonfahrbahndecken mit dünnschichtigem Neubeton (Ruhr-Universität Bochum)

- 8.219 Grindingtexturierte Waschbetondecken zur dauerhaften Wiederherstellung der Oberflächeneigenschaften (Villaret Ingenieurgesellschaft)

- 8.221 Dauerhafte Betonfahrbahndecken unter Berücksichtigung aktueller ökologischer und wirtschaftlicher Aspekte (Bauhaus-Universität Weimar)

- 8.225 Schadensklassenspezifische Bewertung von AKR-Prüfverfahren (BAM) FGSV Optimierung der Fugenteilung bei Verkehrsflächen mit besonderer Geometrie (TU München)

FGSV Erstarrungsverzögerer für die Waschbetonbauweise (Bauhaus-Universität Weimar).

Zum Zeitpunkt der Tagung lagen einerseits leider nicht alle Abschlussberichte vor, andererseits würde es den Rahmen sprengen jedes einzelne abgeschlossene Projekt darzustellen, so dass an dieser Stelle nur auf ausgewählte Projekte eingegangen werden kann. Unabhängig davon sind allerdings die Forschungsberichte über die Homepage der FGSV (www.fgsv.de) erhältlich.

Das Forschungsprojekt 8.195, Einfluss der Eigenschaften grober Gesteinskörnung auf die Oberflächendauerhaftigkeit von Waschbetonoberflächen wurde von der technischen Universität München bearbeitet.

Bislang mangelte es an fundierten Erkenntnissen über den Einfluss der groben Gesteinskörnung auf die Oberflächendauerhaftigkeit von Waschbetonoberflächen.

Im Zuge der Versuchsdurchführung wurden Waschbetone hergestellt, deren unterschiedliche Gesteinskörnungen sich im Polierwiderstand, der Bruchflächigkeit und der Kornform unterschieden. Die Versuchsanordnung zur Simulation der Praxiseinwirkungen sind aus der nachstehenden Grafik zu entnehmen:

Bild 4: Schematische Darstellung der Simulation der Praxiseinwirkungen (Quelle: TU München)

Untersucht wurden nach der Belastungssimulation folgende Parameter: ­

- Profilspitzenanzahl (Fläche 5 · 5 cm²) ­

- Rautiefe mit dem Sandfleckverfahren ­

- Griffigkeit (SRT Pendel) und an ausgewählten Betonen mit der Prüfanlage nach Wehner/ Schulze ­

- Oberflächenerfassung mit dem 3D-Lasermessgerät.

Hinsichtlich der Auswertungen muss kritisch angemerkt werden, dass Griffigkeitsprognosen mit der Prüfanlage Wehner/Schulze nur bedingt möglich sind; die Präzision des Verfahrens ungünstig. Eventuell ist es sinnvoll, während der Prüfung härtere Messgummis zu verwenden und einen für Waschbeton neuen Bewertungshintergrund zu finden.

Unabhängig davon kann durch den Forschungsnehmer nachstehendes Fazit gezogen werden.

Bild 5: Fazit im Hinblick auf das ARS 14/2006 (Quelle: TU München)

Die Bearbeitung des Forschungsprojektes 8.196, Prüfung der Kombinationsmittel zur Herstellung von Waschbetonoberflächen im Rahmen der TL NBM-StB durch das FIB Weimar hatte zum Ziel, eine Methode zur Prüfung der Verzögerungswirkung von Kombinationsmitteln für die Waschbetonbauweise zu entwickeln.

Um dieses Ziel zu erreichen wurde zunächst eine Wendeschalung zur Herstellung von Probekörpern entwickelt.

Bild 6: Wendeschalung leer (Quelle: FIB Weimar)

Bild 7: Wendeschalung gefüllt (Quelle: FIB Weimar)

Um ein einheitliches Verfahren zur Herstellung der Waschbetonoberfläche unter Laborbedingungen zu erreichen musste auch eine entsprechende Vorrichtung entwickelt werden:

Bild 8: Ausbürstvorrichtung (Quelle: FIB Weimar)

Im Zuge der Bearbeitung des Forschungsprojektes konnte somit ein Verfahren für eine praxisnahe, bearbeiterunabhängige Prüfung der Verzögerungswirkung einschließlich der Festlegung der entsprechenden Prüfbedingungen vorgelegt werden.

Forschungsprojekt 8.201 Bewertung und Optimierung der Grobtextur von Waschbetonoberflächen

Forschungsnehmer für dieses Projekt waren: TU München, Villaret Ingenieurgesellschaft, IWS Meßtechnik, Müller BBM.

Die Zielstellung dieses Forschungsprojektes war die Ermittlung und Bewertung der wesentlichen Einflussfaktoren auf die Geräuschemission von Waschbetonfahrbahndecken.

Hierzu wurde zunächst der Istzustand vorhandener Waschbetondecken mit bei der BASt vorhandenen Daten ausgewertet und durch eigene Untersuchungen ergänzt.

Die Tabelle gibt einen Überblick über diese Untersuchungen:

Tabelle 1: Auswerteschema (Quelle: TU München)

Als Fazit aus diesen Untersuchungen ist festzustellen:

- ­ Die Verwendung einer stetigen Sieblinie hat einen positiven Einfluss auf die Lärmminderung. ­

- Mit abnehmender Texturtiefe verbessert sich die Lärmminderung der Oberfläche. Gleichzeitig sinkt mit abnehmender Texturtiefe die Griffigkeit.

Im zweiten Teil der Untersuchungen erfolgte mit dem Simulationsprogram SPERoN eine Parameterstudie zur Geräuschemission von Waschbetondecken mit folgenden Resultaten: ­

- Mit zunehmender Ausbürsttiefe: Geringere Geräuschemission bei hoher Profilspitzenanzahl ­

- Geringere Geräuschemission mit abnehmender Texturtiefe ­

- Geringere Geräuschemission bei geringerem Höhenversatz.

Schließlich wurden im Teil 3 der Untersuchungen Waschbetonplatten nach folgendem Schema hergestellt:

Tabelle 2: Herstellungsschema von Waschbetonen im Labor (Quelle: TU München)

Untersucht wurden im Anschluss folgende Einzelparameter: ­

- Kornzusammensetzung Grobkorn

  - Größtkorn (2/5, 2/6,3, 2/6,7, 2/8)

  - Kleinstkorn (2/8, 4/8, 5,0/8, 5,6/8) ­

- Kornform ­

- Profilspitzenanzahl ­

- Ausbürsttiefe.

Insbesondere der Einfluss der Ausbürsttiefe (Bild 9) ist hervorzuheben.

Bild 9: Einfluss der Ausbürsttiefe (Quelle: TU München)

Zusammenfassend können folgende Einflüsse auf die Geräuschemission einschließlich entsprechender Schlussfolgerungen festgestellt werden:

Kein Einfluss des Größtkorns (bis 8 mm)

Geringer Einfluss des Kleinstkorns

→ stetige Sieblinie ist als günstig zu beurteilen

Geringer Einfluss der Kornform (für SI15)

→ Kategorie SI15 einhalten

Geringer Einfluss der Profilspitzenanzahl

→ Profilspitzenanzahl 50 anstreben

Deutlicher Einfluss der Ausbürsttiefe

→ Texturtiefe: 0,7 bis 0,8 mm anstreben

Das Forschungsprojekt 8.202 Mindestluftporengehalt in Waschbeton wurde von der RuhrUniversität Bochum bearbeitet.

Zielstellung des Projektes war die experimentelle Bestimmung des tatsächlich erforderlichen Mindestluftporengehaltes im Waschbeton. Mit der Einführung der TL bzw. ZTV Beton-StB 07 einschließlich Einführung der Waschbetonbauweise als Standardbauweise galt ein Mindestluftporengehalt von 6,5 Vol.-% bei einem Waschbeton mit Größtkorn 8 mm unter Zugabe von FM oder Verflüssiger.

Anforderungen an Mindestluftporengehalte basieren auf Erfahrungswerten für Betone mit großem Größtkorn (32 mm) und wurden für Betone mit kleinerem Größtkorn grob extrapoliert.

Im Zuge der Bearbeitung des Projektes wurden Waschbetone unter Variation von Basis LP-Bildner, Luftgehalt im Frischbeton, Zementart und Mischdauer hergestellt und anschließend der Prüfung des Frost-Tausalz-Widerstands mittels CDF-Prüfung und der Ermittlung der Luftporenkennwerte unterzogen.

Schematische Darstellung der Varianten und der Prüfungsergebnisse.

Bild 10: Varianten (Quelle: Ruhr-Universität Bochum)

Zusammenfassung der Ergebnisse

Alle untersuchten Betone wiesen bei einem Luftgehalt im Frischbeton von 4,5 Vol.-% einen ausreichenden Frost-Tausalz-Widerstand mit Abwitterungsmengen < 1.500 g/m² auf.

Es konnten keine inneren Schädigungen bei diesen Luftgehalten festgestellt werden.

Das Forschungsergebnis floss zeitnah in die Überarbeitung der TL Beton-StB ein:

→ Mindestluftporengehalt für Waschbeton bei einem Größtkorn von 8 mm unter Zugabe von Fließmittel oder Verflüssiger: 4,5 Vol.-%.

Dies ist ein sehr gutes aber leider zu seltenes Beispiel für eine zügige Umsetzung von Forschungsergebnissen in das Vorschriftenwerk.

Das Forschungsprojekt 08.203, Untersuchungen zur Definition einer optimalen Nachbehandlung von Straßenbeton unter Verwendung von hüttensandhaltigen Zementen, bearbeitet durch das FIB Weimar hatte zum Ziel, die Nachbehandlung von Waschbeton nach dem Ausbürsten für einen hohen Frost-Tausalz-Widerstand insbesondere bei der Verwendung hüttensandhaltiger Zemente zu optimieren. Ergebnisse dieser Untersuchungen waren zusammenfassend:

- prinzipiell gute Wirksamkeit handelsüblicher Nachbehandlungsmittel, ­

- bei sommerlichen Witterungsbedingungen zyklische Nassnachbehandlung vorteilhaft für Frost-Tausalz-Widerstand, insbesondere bei nachbehandlungsempfindlichen Zementen, ­

- zusätzliches Bewässern nach dem Auftrag eines Nachbehandlungsmittels ist wenig effektiv, da das Wasser abperlt und nicht in den Beton eindringt.

Mit dem Forschungsprojekt 08.208 Entwicklung frühhochfester Reparaturbetone in Waschbetonbauweise, welches durch die Ruhr-Universität Bochum bearbeitet wurde, wurde die Zielstellung verfolgt, Reparaturbetone für Instandsetzungsflächen zu entwickeln, die ­

- ausreichend gut und lange verarbeitbar sind, ­

- eine ausreichend rasche Festigkeitsentwicklung aufweisen, ­ eine geeignete Waschbetonstruktur ermöglichen und ­

- die eine ausreichende Dauerhaftigkeit, insbesondere einen hohen Frost-Tausalz-Widerstand aufweisen.

Im Zuge der Bearbeitung wurden Untersuchungen an fünf unterschiedlichen Systemen durchgeführt: ­

- Schnellbetone mit speziellen Bindemittelkombinationen ­

- Frühhochfeste Fließbetone ­

- Betone auf Basis von Portlandzementen mit gleichzeitiger Verwendung von Erhärtungsbeschleunigern

- ­ beschleunigte kunststoffmodifizierte Betone ­

- Kunstharzbetone (orientierend) Die hierbei verwendeten Variationsparameter waren: ­

- Art des Oberflächenverzögerers (OV) ­

- Zugabemengen des OV (nach Herstellerangaben/im Mischungsverhältnis 1:1 mit Wasser verdünnt) ­

- Ausbürst/Auswaschzeitpunkte des Oberflächenmörtels ­

- Ausbürst-/Auswaschverfahren:

  - Stahlbürste,

  - Messingbürste,

  - Druckwasser bis 160 bar etc.

Grundsätzlich war es mit allen fünf untersuchten Systemen möglich, frühhochfeste Reparaturbetone für Verkehrsflächen aus Beton mit Waschbetonoberfläche herzustellen, die ­

- ausreichend gut und lange verarbeitbar sind, ­

- eine ausreichend rasche Festigkeitsentwicklung aufweisen, ­

- eine geeignete Waschbetonstruktur ermöglichen und

- ­ die eine ausreichende Dauerhaftigkeit, insbesondere einen hohen Frost-Tausalz-Widerstand aufweisen.

Die erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle 3 zusammengefasst:

Tabelle 3: Zusammenfassung der Ergebnisse (Quelle: Ruhr-Universität Bochum)

Das Forschungsprojekt 08.210, Untersuchung der lärmtechnischen Eigenschaften von Betonfahrbahndecken mit Grinding-Oberflächen (Villaret Ingenieurgesellschaft, TU München, OAT GmbH, ABE Stahnsdorf, IWS Messtechnik, Müller BBM) hatte zum Ziel, die Lärmminderungseigenschaften von Grinding-Oberflächen zu bestimmen, die sich im Rahmen von Sanierungsmaßnahmen eingestellt haben, um das Lärmminderungspotenzial abschätzen zu können.

Insgesamt wurden 7 Autobahnabschnitte verschiedenen Alters hinsichtlich der Oberflächeneigenschaften untersucht.

Im Ergebnis dieser Untersuchungen wurden folgende Erkenntnisse gewonnen: ­

- Die gegrindeten Bestandsstrecken weisen auch nach vielen Jahren hohe Griffigkeiten auf.

- Die Lärmmessungen ergaben, dass mit Ausnahme einer Strecke immer eine Lärmminderung gegeben ist. ­

- Die Weiterentwicklung des Grinding-Verfahrens ist vielversprechend aber auch erforderlich, wenn Lärmminderungen gezielt erreicht werden sollen.

Aufbauend auf diese Erkenntnisse sind auch die Ergebnisse des Forschungsprojektes 08.0211, Akustische Optimierung von Betonoberflächen durch Texturierung des Festbetons mit verbesserten Grinding-Verfahren zu sehen, welches von der Villaret Ingenieurgesellschaft gemeinsam mit der TU München, OAT GmbH und Müller BBM bearbeitet wurde.

Ziel des Forschungsprojektes war die Entwicklung einer lärmtechnisch optimalen GrindingTextur auf Grundlage existierender Theoretischer Berechnungsmodelle im Labormaßstab und die Festlegung von Randparametern zur praktischen Umsetzung.

Bild 11: Bestimmung des texturinduzierten Strömungswiderstands (links) und Messung der Textur mit dem Laserprofilometer (rechts)

Näheres zu dieser Problematik wird im Beitrag von Frau Dr.-Ing. Ulrike Stöckert behandelt, auf den an dieser Stelle verwiesen werden soll, so dass weitere Erläuterungen eine Dopplung darstellen würde, auf die hier verzichtet wird.

5 Schlussbemerkungen

Grundsätzlich ist, abgesehen von wenigen Ausnahmen, leider festzustellen, dass die Bearbeitung von Forschungsprojekten viel zu lange dauert. Von der ersten Idee für ein zu untersuchendes Themengebiet bis zur Vorlage eines für die Veröffentlichung reifen Ergebnisses vergehen oft 4 bis 5 Jahre, in Einzelfällen sogar mehr. Für die eigentliche Forschung ist hier der deutlich kleinere Anteil enthalten, der Rest wird für im weiteren Sinne ,,Verwaltungswege" verbraucht. Dieser Zustand ist im Sinne einer zügigen Reaktion auf festgestellten Forschungsbedarf sowie der zeitnahen Vorlage (und Nutzung!) der Ergebnisse nicht akzeptabel. Unter Beachtung der Tatsache, dass Forschung nicht zum Selbstzweck erfolgt, sondern weil die Ergebnisse in der Praxis dringend gebraucht werden, ist hier dringend Abhilfe zu schaffen. Ein entsprechender Gedankenaustausch zwischen allen beteiligten Partnern ist daher dringend anzuraten. Dies ist gleichzeitig auch eine zumindest moralische Verpflichtung gegenüber den potenziellen Nutzern der Ergebnisse aber auch gegenüber dem Steuerzahler.

Die Bearbeitung des genannten Vorschriftenwerkes einschließlich Neubearbeitung, Überarbeitung und Anpassung an die Anforderungen des Europäischen Vorschriftenwerkes, die hiermit verbundene aktive Mitarbeit in Arbeitsgruppen, Arbeitsausschüssen und Arbeitskreisen sowie anderer Gremien, die oft auch zu Lasten der Freizeit der Beteiligten geleistet wird soll an dieser Stelle gewürdigt werden. Die Arbeit in den Betreuungsausschüssen soll hier nicht vergessen werden.

Auch zukünftig ist dieses Engagement mehr denn je erforderlich, wie die Themen der Forschungsprojekte aber auch die dargestellten Aufgaben der Arbeitsausschüsse zeigen.

Daher sollen hier auch neben dem Dank an alle Beteiligten für die geleistete Arbeit alle bisher noch nicht in der FGSV aktiven und interessierten Fachkollegen die Bitte gerichtet werden, ihre Mitarbeit anzubieten um einerseits eine Entlastung der bereits heute sehr aktiven Mitarbeiter zu erreichen, andererseits aber auch den für die Arbeit in den Ausschüssen erforderlichen Erfahrungshorizont und die Fachkompetenz zu erweitern.

Literaturverzeichnis

1 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2011): Jahresbericht 2011

2 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2012): Jahresbericht 2012

3 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2013): Merkblatt für Planung, Konstruktion und Bau für Verkehrsflächen aus Beton, Teil 1: Kreisverkehre, Busverkehrsflächen und Rastanlagen (M VaB), Ausgabe 2013, FGSV 821/1

4 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2013): Merkblatt für die WhitetoppingBauweise (M WT), Ausgabe 2013, FGSV 822

5 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2013): Merkblatt für Dränbetontragschichten (M DBT), Ausgabe 2013, FGSV 827

6 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2013): Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton, ZTV Beton-StB 07, Ausgabe 2007, Köln, FGSV 899

7 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2013): Technische Lieferbedingungen für Baustoffe und Baustoffgemische für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton, TL Beton-StB 07, Ausgabe 2007, Köln, FGSV 891

8 D i e n i n g, B.: Forschung und Entwicklung im Betonstraßenbau 2009 bis 2011, FGSV 2012, Tagungsband zur Betonstraßentagung 2011, FGSV B 30

9 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Homepage: www.fgsv.de

10 Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2013): Allgemeines Rundschreiben Straßenbau Nr. 4/2013 11

11 Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2013): Allgemeines Rundschreiben Straßenbau Nr. 4/2013