Tagungsbände

FGSV-Nr.	FGSV B 31
Ort	Karlsruhe
Datum	19.09.2013
Titel	Neue Merkblätter für Verkehrsflächen aus Beton
Autoren	Dr.-Ing. Norbert Ehrlich, Dipl.-Ing. Siegfried Riffel
Kategorien	Betonstraßen
Einleitung	Unter dem Aspekt des Lebenszyklus und der minimalen Unterhaltung einer Verkehrsfläche in der Nutzungszeit stellt die Betonbauweise für den kommunalen Straßenbau eine interessante Alternative gegenüber der Asphaltbauweise dar. Insbesondere für Kreisverkehre, Busverkehrsflächen und Rastanlagen als hochbelastete Verkehrsflächen kommen die Vorteile des Betons, wie Verformungswiderstand (Aufnahme von Schubkräften, spurgenaues Fahren), hohe statische Belastung (Stellflächen) etc. zum Tragen. Für die Instandsetzung und Erneuerung von schadhaften und unterdimensionierten Verkehrsflächen aus Asphalt und Beton sind mit der Whitetopping-Bauweise ebenfalls schnelle und nachhaltige Lösungen, gegenüber den bisher üblich praktizierten Instandsetzungsmaßnahmen, realisierbar. Die Technischen Regelwerke für den Straßenbau in der Betonbauweise (z. B. ZTV Beton-StB, TL Beton-StB unter anderem) orientieren sich schwerpunktmäßig auf Bundesautobahnen und werden künftig durch die neu erarbeiteten Merkblätter für kommunale und besondere Verkehrsflächen ergänzt. Diese technischen Merkblätter sind für gezielte Ausschreibungen der Betonbauweise erforderlich, um einerseits die Akzeptanz dieser Bauweise zu fördern, und andererseits die Kenntnisse der konstruktiven und baulichen Ausführung zu verbessern. Der Arbeitskreis 8.3.3 der FGSV ,,Stadt- und Landstraßen sowie besondere Verkehrsflächen" erarbeitet diese Merkblätter. Zur Betonstraßentagung werden zunächst zwei Merkblätter gedruckt vorliegen: - Merkblatt für Planung, Konstruktion und Bau von Verkehrsflächen aus Beton (M VaB) Teil 1 - Kreisverkehre, Busverkehrsflächen und Rastanlagen Merkblatt für die Whitetopping-Bauweise (M WT) In Bearbeitung bzw. in Planung sind derzeit noch zwei weitere Teile des M VaB Merkblatt für Planung, Konstruktion und Bau von Verkehrsflächen aus Beton (M VaB) - Teil 2 - Stadt- und Landstraßen sowie plangleiche Knotenpunkte - Teil 3 - Besondere Verkehrsflächen, wie z. B. Containerabstellflächen oder Hafenanlagen.
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Volltext	Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln. 1 Merkblatt für Planung, Konstruktion und Bau von Verkehrsflächen aus Beton (M VaB) Teil 1: Kreisverkehre, Busverkehrsflächen und Rastanlagen 1.1 Grundsätze der Planung und Konstruktion Als Tragschicht ist eine Asphalttragschicht, eine Tragschicht ohne Bindemittel oder eine Tragschicht mit hydraulischen Bindemitteln geeignet. Um eine ausreichende Entwässerung der Betondecke zu gewährleisten, sollte eine Querneigung von 2,5 % und im Verwindungsbereich eine Schrägneigung von 0,5 % nicht unterschritten werden. Grundsätzlich sollte in den Rollspuren die Anlage von Schächten und Abläufen vermieden werden. Ausführungen für Borde und Bordanlagen in Ortbetonbauweise (Gleitschalungstechnik) sowie aufgeklebte Fertigborde auf der Betondecke haben sich für Kreisverkehre und Rastanlagen bewährt. Bild 1: Bord in Ortbetonbauweise Bild 2: Aufgeklebter Bord Grundlage der Planung einer Verkehrsfläche aus Beton ist die sorgfältige Erstellung eines Fugenplanes. Dabei sind Geometrie der Verkehrsfläche, Plattendicke, Unterlage der Betondecke, Entwässerung, Einbauten, Verkehrsführung, Einbauart (Maschineller Einbau oder Handeinbau), Anschluss an Bestand, Bauabschnitte und Markierungsplan zu beachten. Fugen sollten nach den ZTV Beton-StB und ZTV Fug-StB ausgebildet werden. Zur Querkraftübertragung werden Dübel und Anker eingesetzt. Die Anker dienen zusätzlich der Verhinderung des Auseinanderwanderns der Platten. Es werden folgende Fugenarten unterschieden: – Scheinfugen (SF), verdübelt (SFvd) bzw. verankert (SFva) bzw. verankert und verdübelt (SFva,vd), – Pressfugen (PF), verdübelt (PFvd) bzw. verankert (PFva) bzw. verankert und verdübelt (PFva,vd), – Raumfugen (RF), verdübelt (RFvd). Einbauten wie Abläufe, Schächte, Schieber etc. sind unabhängig von der Befestigungsart/ Bauweise, Schwachstellen im Oberbau. Nach Möglichkeit sollten diese vermieden werden. Bei nicht zu vermeidenden Einbauten in Betondecken sind runde Abdeckungen eckigen Abdeckungen vorzuziehen. Weitere Hinweise enthält das Merkblatt. Bild 3: Beispiel einer Fugenanordnung am runden Schacht Beim Anschluss an vorhandene Befestigungen sollte darauf geachtet werden, dass in Folge des Rückbaus der vorhandenen Befestigung keine Unterläufigkeiten bzw. Auflockerungen entstehen. Gegebenfalls ist ein ausreichender Rückschnitt erforderlich. Anschlussfugen an Betonflächen sind als verdübelte bzw. verankerte Pressfuge oder als verdübelte Raumfuge auszubilden. Beim Anschluss unterschiedlicher Plattendicken wird empfohlen, den Dickenunterschied in der Anschlussplatte auf voller Länge gleichmäßig durch Verziehen herzustellen. Hierbei sollte die Anschlussplatte bewehrt werden. Ein rechtwinkliger Anschluss an Asphaltflächen sollte vermieden werden. 1.2 Herstellen und Einbau des Betons Hinsichtlich der Anlieferung des Betons sollte eine kontinuierliche Belieferung und Qualität (Gleichmäßigkeit des Betons) sichergestellt werden. Des Weiteren sollte eine den Baustellenbedingungen ausreichende Verarbeitbarkeitszeit (abhängig von Einbaumenge, -art, -temperatur und Transportentfernung) gewährleistet werden. Die Verwendung von ausschließlich natürlich gerundeten Gesteinskörnungen ist für die im Merkblatt behandelten Anwendungsbereiche in den Belastungsklassen ≤ Bk32 zulässig, wenn einige Randbedingungen (Biege- und Spaltzugfestigkeit, Frost-Tausalz-Widerstand, Griffigkeit) erfüllt werden. Bei Verwendung von PCE als Fließmittel ist die Verträglichkeit der Ausgangsstoffe sicherzustellen. Bei allen verwendeten Gesteinskörnungen ist das Allgemeine Rundschreiben des BMVBS Nr. 4/2013 zu beachten, wobei regionale Lösungen angestrebt werden sollen. Die Bauweise einlagig/einschichtig (Einbau einer Betonsorte in einer Lage/Schicht) ist allen anderen Möglichkeiten vorzuziehen. Beim einlagigen Einbau sind Dübel und Anker vor dem Betonieren auf speziellen Stützkörben lagegenau und verschiebesicher auf der Unterlage zu fixieren. Der Verlegeabstand, Abmaße und Höhenlage der Dübel und Anker sollten sich nach den Regelungen der ZTV Beton-StB richten. Für den Einbau mit Gleitschalungsfertiger sollte ein Konsistenzbereich von C1 eingestellt werden. Der Handeinbau erfolgt in einem plastischen Konsistenzbereich (C2 bzw. F2/F3). Je weicher der Beton eingestellt wird, desto größer ist die Gefahr von Unebenheiten in der Betonoberfläche. Die Einbautechnologie wird wie folgt unterschieden: – Maschineller Einbau (Gleitschalungsfertiger bzw. Walzenfertiger), – Handeinbau (handgeführtes Einbaugerät – Rüttelbohle mit Vibration). Die Bearbeitung der Oberfläche mit Rotationsglättern ist nicht zulässig. Für Kreisverkehre, Busverkehrsflächen und Rastanlagen ist der Besenstrich anderen Texturierungen vorzuziehen. Die Abhängigkeiten zwischen Verarbeitbarkeitszeit des Betons und den Texturierungsmöglichkeiten sollten beachtet werden. Es ist ein Beton der Festigkeitsklasse C30/37 mit den Expositionsklassen XM2 und XF4 sowie der Feuchtigkeitsklasse WS zu verwenden. Die Verträglichkeit und Wirksamkeit der Zusatzmittel (Betonverflüssiger, Fließmittel, Luftporenbildner) und/oder Zusatzstoffe (z. B. Pigmente) untereinander und mit dem vorgesehenen Zement sollten in einer erweiterten Erstprüfung nachgewiesen werden. Die Prüfung des Frischbetons hat in jedem Fall an der Einbaustelle zu erfolgen. Vor Erstauslieferung des Betons sollte auch an der Mischanlage der Frischbeton geprüft werden. Die Frisch- und Festbetonprüfungen sollten nach Größe der Fläche gestaffelt werden. Beim Betoneinbau mittels Pumpe sollte die Probenahme nach der Pumpe (Schlauchende) erfolgen. Bild 4: Einbau mit Gleitschalungsfertiger Bild 5: Einbringen und Verdichten 1.3 Prüfungen Folgender Prüfumfang wird empfohlen: Tabelle 1: Eigenüberwachungsprüfungen am Frisch- und Festbeton Bohrkerne im Rahmen der Kontrollprüfung sollten nur im Zweifelsfall gezogen werden. Zerstörungsfreie Prüfungen sind zerstörenden Prüfungen vorzuziehen. Die Dicke der Decke sollte z. B. durch Abstandsmessung von einer Schnur (gemäß TP D-StB) ermittelt werden. Zur Beurteilung der Druckfestigkeit können die Ergebnisse der Eigenüberwachung mit herangezogen werden. 1.4 Besonderheiten für Kreisverkehre Im Regelfall werden, in den an den Kreis anschließenden Zu- und Ausfahrten, Fahrbahnteiler angeordnet. Zur Aufnahme von Bremskräften sowie stehender Lasten von schweren Fahrzeugen sollten die Kreiszu- und -ausfahrten ebenfalls in Betonbauweise ausgeführt werden. Hierbei sollte die Betondecke mindestens bis zur Spitze der Fahrbahnteiler geführt werden. Wird die Deckendicke mit Hilfe der RStO, Tafel 2, festgelegt, dann ist die zugrunde gelegte Plattengeometrie näherungsweise mit Hilfe der Ersatzrechteckfläche zu berücksichtigen. Für Kreisverkehrsflächen sowie deren Zu- und Ausfahrten ist, bezogen auf den am stärksten belasteten Abschnitt der Kreisverkehrsfläche, die nächsthöhere Belastungsklasse vorzusehen. Bild 6: Kreisverkehr aus Beton mit hohem Lkw-Verkehr (Herrenberg, BW) Bild 7: Beispiel einer Unterlagschwelle im Kreisverkehr Im Bereich von Zu- und Ausfahrten sollte unter der unverdübelten Raumfuge eine Unterlagschwelle (Bild 7) angeordnet werden. Wenn eine Längsfuge zwischen den inneren und äußeren Kreissegmenten erforderlich ist, wird diese permanent vom Schwerverkehr überrollt. Deshalb sollten zwischen den Ankern zusätzlich Dübel (Abstand ca. 50 cm) in der Längsfuge angeordnet werden, um die Querkraftübertragung zu gewährleisten. In Fahrbahnen von Kreisverkehren sollten die Fugen vorzugsweise radial und tangential geplant und ausgeführt werden, so dass Kreissegmente als Platten entstehen. Als günstig erweisen sich dabei Segmente, deren gegenüberliegende Kreisbogenlängen maximal ein Längenverhältnis 2:1 aufweisen. Der Betoneinbau erfolgt im Regelfall zwischen stehender Schalung. Unter grundsätzlicher Einhaltung der Formgebung (Geometrie) und Ebenheit können alternativ auch Kunststoff bzw. Holzschalungen verwendet werden. Bild 8: Kleiner Kreisverkehrsplatz mit unbewehrter Kreisfahrbahn, Plattengeometrie und Fugenaufteilung bei aufgeklebten Fahrbahnteilern 1.5 Besonderheiten bei Busverkehrsflächen Die schmale Breite der letzten Platte bei Busbuchten sollte 50 cm nicht unterschreiten. Das Verhältnis von Plattenlänge zu Plattenbreite, dieser näherungsweisen trapezförmigen Platte, sollte 2:1 nicht überschreiten, wobei die Plattenbreite als mittlere Breite der beiden Plattenbreiten anzusetzen ist. In anderen Fällen sollte die letzte Platte bewehrt werden. Da auf Busverkehrsflächen ein regelmäßiges Befahren der Randbereiche nicht zu vermeiden ist, sollte die Anordnung einer getrennt angebauten Rinne vermieden werden. Der Betoneinbau erfolgt in der Regel zwischen stehender Schalung. Unter grundsätzlicher Einhaltung der Formgebung (Geometrie) und Ebenheit können alternativ zu Stahlschalungen auch Kunststoff- bzw. Holzschalungen verwendet werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, zwischen Bord und vorhandener Fahrbahnbefestigung als „verlorene“ Schalung den Beton einzubauen. Die nachfolgend ermittelten Deckendicken setzen voraus, dass die Betondecke seitlich verankert ist, z. B. mit einem Bord/einer Bordrinne in Ortbetonbauweise, mit einer vorhandenen Betondecke. Tabelle 2: Zusammenhang zwischen Plattengeometrie, Verkehrsbelastung und Deckendicke Bild 9: Bushaltestelle mit schwarz pigmentiertem Beton Bild 10: Beispiellösung einer Asphaltstraße mit Haltestelle aus Beton am Fahrbahnrand 1.6 Besonderheiten bei Rastanlagen Aufgrund der hohen statischen Belastung wird empfohlen, im Bereich von hochbelasteten Bundesautobahnen Abstellflächen für den Schwerverkehr in der Belastungsklasse Bk32 auszuführen. In Schrägparkständen für Lkw können grundsätzlich zwei verschiedene gleichwertige Fugenanordnungen angewendet werden, die jedoch in Konstruktion und Dimensionierung unterschiedlich sind: a) orthogonal zu den angrenzenden Fahrgassen (Bild 12), b) orthogonal zu den Schrägparkständen (Bild 13). Die Wahl der Anordnung sollte in Abhängigkeit der örtlichen Gegebenheiten und der Einbautechnologie (Platzverhältnisse, Betonierphasen, Ausführungsart und Anzahl der Zwischeninseln, verfügbares Einbaugerät, verfügbare Frischbetonmenge etc.) im Einvernehmen zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer getroffen werden. Um Zwangsspannungen zu vermeiden, sollten bei orthogonal zu den angrenzenden Fahrgassen angeordneten Fugen die Dübel in den Querfugen parallel zu den angrenzenden Fahrgassen angeordnet werden (Bild 12). Das gilt auch für die Dübel in den Querfugen bei der Ausrichtung der Fugen orthogonal zu den Schrägparkständen (Bild 13). Bild 11: Rastanlage mit Stellflächen und Fahrgassen in Beton Bild 12: Systemskizze: Ausrichtung der Fugen orthogonal, Dübel in den Querfugen parallel zu den angrenzenden Fahrgassen Bild 13: Systemskizze: Ausrichtung der Fugen orthogonal, Dübel in den Querfugen parallel zu den angrenzenden Fahrgassen 2 Merkblatt für die Whitetopping-Bauweise (M WT) 2.1 Allgemeines Das M WT behandelt die Planung und Ausführung von Baumaßnahmen mit der Whitetopping-Bauweise. Es gilt für die Erhaltung sowie für den Neubau von Verkehrsflächen aus Asphalt und Beton. Whitetopping bezeichnet Betondecken, die abweichend von den Regelbauweisen der RStO geringere Schichtdicken aufweisen und auf einer bereits vorhandenen Asphalt- oder Betonunterlage eingebaut werden. Der Einbau kann im Tiefeinbau, im kombinierten Tief-/Hocheinbau und im Hocheinbau erfolgen. Im M WT werden Hinweise gegeben, welche die in den RStO, ZTV BEA-StB und ZTV BEB-StB sowie im M BEB behandelten Maßnahmen der Instandhaltung, Instandsetzung und Erneuerung von Verkehrsflächen aus Asphalt und Beton ergänzen. Neben baustoff- und betontechnologischen Fragen wird die Ermittlung der Schadensursachen behandelt. Des Weiteren werden in dem Merkblatt die einbautechnischen Parameter und Randbedingungen der Whitetopping-Bauweise aufgezeigt. Bei der Planung von Erhaltungsmaßnahmen sollten die technischen, betrieblichen und wirtschaftlichen Aspekte berücksichtigt werden. Die Planung und Ausführung von Whitetopping-Maßnahmen erfordern besondere Kenntnisse und Erfahrungen. Deshalb sollten nur Planer und Fachunternehmen mit entsprechender Fachkenntnis und Qualifikation mit der Planung und Bauausführung beauftragt werden. 2.2 Baugrundsätze Zustandserfassung der Verkehrsflächenbefestigung und des Schichtenaufbaues Der Bauabschnitt sollte in Bauweise, Schichtenaufbau (Schichtarten, Schichtfolge, Schichtdicken, gegebenenfalls Schichtalter), Querschnitt, Verkehrsbelastung und Zustand möglichst einheitlich sein. Der bauliche Zustand kann durch folgende Merkmale der Oberflächenbeschaffenheit beschrieben werden: – Spurrinnen und sonstige Unebenheiten (Bild 14), – Flickstellen, Aufgrabungen, – Risse, Ausbrüche, Kantenschäden, sonstige Oberflächenschäden (Bild 15), – Schäden an Einbauten, Borden, Rinnen, – Substanzverlust. Bild 14: Spurrinnen Asphaltdecke Bild 15: Kantenschäden Betondecke Der Zustand des vorhandenen Oberbaus kann anhand von Bohrkernen, gegebenenfalls ergänzt durch Mischgutuntersuchungen, Tragfähigkeitsmessungen und Bestandsunterlagen, ermittelt werden: – Gesamtdicke der gebundenen Schichten, – Schichtenaufbau, Schichtenarten, Schichtenfolge, Schichtdicken, – Schichtenverbund. Bauweise und Schichtdicken Systemskizzen für die WT-Bauweise „Beton auf Asphalt“ (Bild 16) und „Beton auf Beton“ (Bild 17) Bild 16: Systemskizze Whitetopping "Beton auf Asphalt" Bild 17: Systemskizze Whitetopping "Beton auf Beton" Schichtdicke Beton auf Asphalt Für Whitetopping auf Asphalt sollte eine Betonschichtdicke von 10 cm nicht unterschritten werden. Die WT-Schichtdicke auf Asphalt kann nach Tafel 1 und 2 festgelegt werden. Die Asphaltunterlage sollte eine Schichtdicke von 8 cm nicht unterschreiten. Bei hoher Schwerverkehrsbelastung und/oder hoher Schubbeanspruchung (z. B. Kreuzungsbereiche, Busspuren) wird eine Asphaltschichtdicke von mindestens 10 cm empfohlen. Tafel 1: Whitetopping - Normalbeton Tafel 2: Whitetopping - fasermodifizier Beton Schichtdicke Beton auf Beton Die Gesamtschichtdicke des Betons ist in Anlehnung an die Belastungsklassen der RStO festzulegen. Für Whitetopping auf Beton soll die Dicke der neuen Betonschicht 8 cm nicht unterschreiten. Plattenabmessungen und Plattengeometrie Bei der Wahl der Plattenabmessungen sollten folgende Punkte berücksichtigt werden: – Örtliche Gegebenheiten (z. B. Einbauten, Zwickel, Fahrspurbreite, Markierung), – Plattendicke, – Verkehrsbelastung, – Beton (z. B. Betonfestigkeitsklasse, faserbewehrt, schwindreduziert). Quadratische Plattenabmessungen sind anzustreben. Das Verhältnis der Plattenabmessungen Länge zu Breite sollte 1,5 zu 1 nicht überschreiten. Bei Whitetopping auf Betondecken sollte das Fugenraster der vorhandenen Betondecke in der Whitetopping-Überbauung übernommen werden. Verbund Bei der Bauweise Whitetopping ist ein Schichtenverbund zwischen Beton und der vorhandenen Unterlage für die Dauerhaftigkeit des Tragsystems erforderlich. Dies gilt umso mehr, je dünner die Platten und je höher die Schwerverkehrsbelastung ist. Der Einsatz eines schwindreduzierten Betons ist dabei vorteilhaft. Vorbereitung der Unterlage Die Schichten sollten möglichst bestandsschonend durch Fräsen – vorzugsweise mit dem Multiplex-Verfahren – ausgebaut werden, um eine gleichmäßige Schichtdicke und Ebenheit der Unterlage (in Längs- und Querrichtung ≤ 6 mm innerhalb einer 4 m langen Messstrecke) zu erreichen. Durchgehende Risse in der Unterlage sind zur Vermeidung von Reflexionsrissen in der Whitetoppingschicht zu behandeln. Die Unterlage ist gegebenenfalls vor dem Betoneinbau zu überarbeiten. Mögliche Gründe für Maßnahmen sind: – Lokale Beseitigung von Fehlstellen (z. B. Risse, Durchbrüche), – Anpassung der Querneigung bzw. Gradiente, – Verstärkung der Tragschicht, – Festlegen von losen Platten. Die gefräste Unterlage ist vor der Überbauung gründlich zu reinigen. Besonders geeignet ist eine Hochdruckwasserreinigung mit sofortiger Absaugung des Wasser-Schmutz-Gemisches. Der Beton kann auf einer gereinigten Asphalt- oder Betonunterlage mit und ohne Haftbrücke eingebaut werden. Anschlüsse und Endfelder Der Übergang zwischen Whitetopping und einem im Anschluss vorhandenen Oberbau sollte so ausgebildet werden, dass schädliche und dauerhafte Verformungen im Anschlussbereich vermieden werden. Der Anschluss zwischen vorhandener Fahrbahn und Whitetopping ist als senkrechte, geschalte oder geschnittene Anschlussfläche herzustellen. Anschlüsse an den Bestand sind als Pressfugen oder Raumfugen herzustellen. Anschlüsse an Einbauten sind als Raumfugen auszubilden. Anschlüsse an Borde sind als Gleitfugen oder als Raumfugen auszubilden. Bild 18: Übergang zu einem Oberbau aus Asphalt mit Verstärkung der letzten Platte Am Übergang zwischen Beton und Asphalt sind z. B. bei erhöhter Schubbeanspruchung oder großen Längskräften verstärkte Endfelder zu empfehlen (Bild 18). Bei geringer Beanspruchung kann gegebenenfalls auf verstärkte Endfelder verzichtet werden. 2.3 Besondere Anforderungen an die Baustoffe Zum Erreichen einer hohen Biegezugfestigkeit des Betons ist es in der Regel erforderlich in der Betonzusammensetzung die Gesteinskörnungen mit D ≥ 2 mm bzw. D ≥ 4 mm als gebrochene Gesteinskörnungen zu verwenden, wobei sie mindestens den Anforderungen der Kategorien C90/1 und SI20 /FI20 genügen sollten. Die groben Gesteinskörnungen sollten auch in den Belastungsklassen Bk1,8 bis Bk0,3 einen Polierwiderstand PSVangegeben (48) aufweisen. Für eine schnelle Verkehrsfreigabe sind Zemente mit hoher Anfangsfestigkeit zweckmäßig. Zur Verbesserung der Festbetoneigenschaften können dem Beton Schwindreduzierer (SRA) gemäß DIN EN 934-2 oder mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) zugegeben werden. Dadurch kann das Schwinden des Betons reduziert werden, was bei dünnen Betonschichten für den Verbund vorteilhaft ist. Fließmittel auf PCE-Basis (Polycarboxylatether) können die Frischbeton- und Verarbeitungseigenschaften verändern, so dass der Einbau und die Oberflächenbearbeitung erschwert werden kann. Zur farblichen Gestaltung von Verkehrsflächen können dem Beton Pigmente gemäß DIN EN 12878 zugegeben werden. Zur Verbesserung der Festbetoneigenschaften (z. B. Elastizität, Dichtheit) können dem Beton flüssige oder pulverförmige Polymere mit einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (abZ) zugegeben werden. Zur Verbesserung der Festbetoneigenschaften (z. B. Duktilität, Zugfestigkeit, Reißneigung) können dem Beton Fasern gemäß DIN EN 14889-1 (Stahlfasern) und DIN EN 14889-2 (Polymerfasern) zugegeben werden. Zur Verbesserung des Verbundes zwischen dem neuen Beton und der Asphalt- oder Betonunterlage ist der Einsatz einer Haftbrücke möglich. 2.4 Besonderheiten für das Herstellen des Betons Es wird empfohlen, die vorgesehene Betonzusammensetzung vorab beim Hersteller in einem großtechnischen Mischversuch zu prüfen. Damit können die Frischbetoneigenschaften (z. B. Konsistenz, Homogenität, LP-Gehalt) und das Mischregime (z. B. Zeitpunkt/Art der Dosierung von Zusatzmitteln, Zusatzstoffen, Mischzeit) anlagenspezifisch optimiert werden. Des Weiteren wird empfohlen, rechtzeitig vor der eigentlichen Betonage eine ausreichend große Probefläche anzulegen (mindestens 5 x 2 m), wo mit den für den Einbau vorgesehenen Geräten die Verarbeitbarkeit sowie die Texturierung der Oberfläche getestet wird. Pigmente Durch den Einsatz von Pigmenten im Beton können die Frisch- und Festbetoneigenschaften nachteilig beeinträchtigt werden (z. B. Wasseranspruch, w/z-Wert, Erstarrungs- bzw. Erhärtungsverhalten, Druckfestigkeit, Frost-Tausalz-Widerstand). Deshalb sollte die Dosiermenge auf das notwendige Maß beschränkt werden. Bei der Herstellung von farbigem Beton mit flüssigen oder pulverförmigen Pigmenten sollte im Rahmen der Erstprüfung eine mindestens 900 cm2 große Referenzplatte mit der vorgesehenen Oberflächentexturierung hergestellt werden. Polymere Durch den Einsatz von polymermodifizierten Betonen können die Frisch- und Festbetoneigenschaften vorteilhaft verändert werden (z. B. Duktilität, Elastizitätsmodul, Frost-Tausalz-Widerstand, Dichtheit). Durch Polymere kann die Festigkeitsentwicklung (z. B. Erstarrungs- bzw. Erhärtungsverhalten) sowie die Verarbeitbarkeit des Frischbetons (z. B. Konsistenz, Klebrigkeit, Thixotropie) beeinträchtigt werden. Fasern Bei der Verwendung von Stahlfasern, Kunststofffasern oder Glasfasern verändern sich in der Regel die Frischbetoneigenschaften (z. B. steifere Konsistenz, Verarbeitbarkeit). Außerdem kann das Luftporensystem bzw. der Gesamtluftporengehalt verändert werden. Um eine Anhäufung von Fasern (sogenannte Igelbildung) zu vermeiden, sollten die Fasern homogen eingemischt werden, was durch eine ausreichend lange Mischzeit sowohl im Zwangsmischer als auch im Fahrmischer erreicht werden kann. Für eine gute Verarbeitbarkeit des Faserbetons wird ein um ca. 10 % erhöhter Zementgehalt sowie ein ausreichend hoher Mehlkorngehalt (D ≤ 0,125 mm) bzw. Mörtelgehalt benötigt. Beim Einbau von Faserbeton können die Fasern teilweise an der Oberfläche sichtbar bleiben. Stahlfaserbeton ist für die Herstellung einer Waschbetontextur sowie für den Einsatz in innerstädtischen Bereichen nicht geeignet. Mischen des Betons Die Hochleistungsbetone für Whitetopping-Schichten werden in der Regel als schwindreduzierte und/oder fasermodifizierte Betone hergestellt. Erfahrungsgemäß ist eine längere Mischzeit als 45 Sekunden erforderlich. Bei der Herstellung von farbigem Beton sollte über den gesamten Herstellungsprozess eine gleichmäßige Betonfarbe gewährleistet werden. Aus diesem Grund sollte vor dem Mischen der ersten Charge der Mischer gründlich gereinigt werden. Des Weiteren sollte zwischendurch kein anderer Beton hergestellt werden. 2.5 Besonderheiten bei der Bauausführung Handeinbau Der Beton ist mit Rüttelflaschen vollständig zu verdichten. Direkt im Anschluss ist die Betonoberfläche auf Sollhöhe abzuziehen (z. B. Rüttelbohle, Nivellierwalze) (Bilder 19 und 20). Rüttelpatschen sind für die Verdichtung nicht geeignet. Sie können jedoch für die Bearbeitung der Betonoberfläche verwendet werden. Rotationsglätter sind für die Oberflächenbearbeitung von LP-Beton nicht geeignet, da hierdurch der Frost-Tausalz-Widerstand des Betons im oberflächennahen Bereich verschlechtert werden kann. Bild 19: Rüttelbohle Bild 20: Glätt- und Nivellierwalze Kleinfertiger (Walzenfertiger)/Gleitschalungsfertiger Kleinfertiger (Bild 21) sind für relativ kleine, geometrisch ungünstige und beengte Flächen geeignet (z. B. Knotenpunktbereiche, Busspuren, Busbuchten, Industrieflächen). Bei Schichtdikken > 80 mm ist eine zusätzliche Vorverdichtung des Betons mit Rüttelflaschen zu empfehlen. Gleitschalungsfertiger (Bild 22) sind nur bei großen, räumlich nicht beengten Baumaßnahmen zweckmäßig. Bild 21: Walzenfertiger Bild 22: Gleitschalungsfertiger Schutzmaßnahmen und Nachbehandlung WT-Flächen erfordern aufgrund ihrer geringen Schichtdicke und des verwendeten, hochwertigen Betons eine besonders wirksame Nachbehandlung und ggf. zusätzliche Schutzmaßnahmen. Sicherung frisch betonierter Flächen Insbesondere in innerstädtischen Bereichen mit Fußgängeraufkommen sollten frisch betonierte Flächen durch geeignete Maßnahmen (z. B. Schutzzaun) gesichert werden. Dübel und Anker In Fällen mit hohen Beanspruchungen (hohe Schub- und/oder Radialkräfte) sollten Fugen verdübelt und verankert werden. Platten können ab einer Dicke von 12 cm verdübelt werden. Der Dübelabstand beträgt in der Regel 25 cm. Bei Fugenabständen < 2 m sowie bei geringer Verkehrsbelastung werden in der Regel die Fugen nicht verdübelt. Längsfugen sollten ab einer Plattendicke von 12 cm verankert werden. Bei einem Fugenabstand < 2 m sind in der Regel 2 Anker pro Platte ausreichend. Fugen Für die Ausführung ist das Erstellen eines Fugenplans erforderlich. Entwässerungsrinnen und Borde sollten durch Raum- oder Gleitfugen von der Decke getrennt werden. Straßenabläufe und Schächte sollten durch eine Raumfuge von der Decke oder durch eine Gleitschicht (z. B. PE-Folie) von der Unterlage bzw. dem Schachtunterbau getrennt werden. Längsfugen sollten nicht im Bereich der Rollspuren angeordnet werden. 2.6 Besonderheiten für die Anforderungen an den Beton Die Konsistenz des Betons sollte auf das gewählte Einbauverfahren sowie auf die beim Einbau vorherrschenden Witterungsbedingungen abgestimmt werden. Ein Wasserzementwert (w/z-Wert) von 0,40 sollte angestrebt werden. Bei Betonen mit einem w/z-Wert < 0,40 darf auf die Zugabe von Luftporenbildner verzichtet werden, wenn der Frost-Tausalz-Widerstand mit dem CDF-Prüfverfahren nach DIN CEN/TS 12390-9 in der Erstprüfung nachgewiesen wurde. Die Anforderungen an die Betonfestigkeit sind von der Verkehrsbelastung und der Belastungsklasse abhängig. Die Zusammensetzung des Betons ist aufgrund einer Erstprüfung so festzulegen, dass die an den Beton gestellten Anforderungen dauerhaft erfüllt werden: – Druckfestigkeitsklasse: C30/37 oder C35/45, – Expositionsklasse: XF4, XM2, – Biegezugfestigkeitsklasse: F 4,5. 2.7 Besonderheiten für die Anforderungen an die fertige Leistung Profilgerechte Lage/Ebenheit Bereits bei der Planung der Instandsetzungsmaßnahme sollten Faktoren beachtet werden, die die profilgerechte Lage beeinflussen können z. B. Zufahrten, Einmündungen, kritische Entwässerungsbereiche, vorhandene Unebenheiten im Bestand. Griffigkeit Abweichend von den Regelungen der ZTV Beton-StB kann die Griffigkeit auch mit dem SRT-Messverfahren (kombinierte Griffigkeitsmessung mit Ausflussmessungen) oder mit dem LFC-Messverfahren (GripTester) gemessen werden. Bei Verwendung von Faserbeton haben Fasern, die teilweise an der Oberfläche sichtbar bleiben, in der Regel keinen negativen Einfluss auf die Griffigkeit. Verkehrsfreigabe Die Verkehrsfläche darf erst nach ausreichender Erhärtung und Erreichen eines ausreichenden Frost-Tausalz-Widerstandes des Betons für den Verkehr freigegeben werden. Hierfür ist eine Druckfestigkeit von ≥ 26 MPa erforderlich. Die Druckfestigkeit kann sowohl an Erhärtungswürfeln als auch zerstörungsfrei mit dem Rückprallhammer nachgewiesen werden. 2.8 Besonderheiten bei den Prüfungen Die Art und der Umfang der durchzuführenden Prüfungen sind in der Tabelle 3 angegeben. – Erstprüfung und Werkseigene Produktionskontrolle (WPK) – Eigenüberwachungsprüfungen nach Größe der Einbaufläche gestaffelt (Tabelle 3) – Kontrollprüfungen nach Größe der Einbaufläche gestaffelt Für Kontrollprüfungen gilt zusätzlich Folgendes: Bohrkerne sollten nur bei größeren Flächen oder im Zweifelsfall entnommen werden. Für die Bestimmung der Dicke der Betondecke nach TP D-StB können die für die Druckfestigkeitsprüfung entnommenen Bohrkerne verwendet werden. Je 1.000 m² Deckenfläche ist ein Bohrkern zu entnehmen; es sollten jedoch mindestens 3 Messstellen in einer zusammenhängenden Fläche erfasst werden. Die Messstellen bzw. Entnahmestellen sind regelmäßig über die Einbaufläche zu verteilen. Bei Flächen < 500 m² kann auf die Entnahme von Bohrkernen verzichtet werden. Falls keine Bohrkerne entnommen werden, kann die Dicke der Decke vor dem Betoneinbau mit den folgenden Verfahren ermittelt werden: – Abstandsmessung von einer Schnur (Abschnüren), – Höhenmessung mittels Nivellement, – Elektromagnetische Dickenmessung. Die Prüfergebnisse der Eigenüberwachung können auch für die Kontrollprüfung herangezogen werden. Tabelle 3: Eigenüberwachungsprüfungen am Frisch- und Festbeton 3 Zusammenfassung Unter Betrachtung der ökologischen und ökonomischen Aspekte stellt die Betonbauweise für den kommunalen Straßenbau eine interessante Alternative gegenüber der Asphaltbauweise dar. Insbesondere für Kreisverkehre, Busverkehrsflächen und Rastanlagen als hochbelastete Verkehrsflächen kommen die Vorteile des Betons, wie Verformungswiderstand (Aufnahme von Schubkräften, spurgenaues Fahren, Temperatur), hohe statische Belastung (Stellflächen) etc. zum Tragen. Für die Instandsetzung und Erneuerung von schadhaften und unterdimensionierten Verkehrsflächen aus Asphalt und Beton werden mit der Whitetopping-Bauweise ebenfalls schnelle und nachhaltige Lösungen, gegenüber den bisher üblich praktizierten Instandsetzungsmaßnahmen, geboten. Die derzeit vorliegenden technischen Regelwerke für den Straßenbau in der Betonbauweise (z. B. ZTV Beton-StB, TL Beton-StB u. a.) orientieren sich schwerpunktmäßig auf den Bau von Bundesautobahnen bzw. Bundesfernstraßen und weniger auf die Planung und Herstellung von besonderen Verkehrsflächen im kommunalen Bereich. Mit den stark zunehmenden Bauaktivitäten in diesen neuen Anwendungsfeldern (kommunale Verkehrsflächen, Whitetopping) war es daher dringend notwendig, mit den neu erarbeiteten Merkblätter die bestehenden Regelwerke zu ergänzen und zu präzisieren. Diese technischen Merkblätter sind für gezielte Ausschreibungen der Betonbauweise erforderlich, um einerseits die Akzeptanz dieser Bauweise zu fördern und andererseits die Kenntnisse der konstruktiven und baulichen Ausführung zu verbessern. Vom Arbeitskreis 8.3.3 der FGSV „Stadt- und Landstraßen sowie besondere Verkehrsflächen“ wurden die beiden Merkblätter erarbeitet. Die vorliegenden Merkblätter – M VaB, Teil 1 und M WT – geben wertvolle und wichtige Hinweise und Empfehlungen für die Planung, Konstruktion, Ausschreibung und Bau von Kreisverkehren, Busverkehrsflächen und Rastanlagen aus Beton sowie für die Planung und Ausführung von Baumaßnahmen mit der Whitetopping-Bauweise. Die in den Merkblättern aufgezeigten Konstruktions- und Ausführungsbeispiele sind vom Leser als beispielhafte Lösungen zu sehen, die jedoch für jeden Anwendungsfall durch ingenieurmäßiges Herangehen neu zu betrachten und zu bewerten sind. Für die Anwendung der Merkblätter gelten als technische und vertragliche Grundlage die jeweils aktuellen Regelwerke der FGSV wie die ZTV Beton-StB, TL Beton-StB, TP Beton-StB, ZTV BEB-StB, ZTV Fug-StB unter anderem, die grundsätzlich nur mit empfehlendem Charakter durch Merkblätter ergänzt werden. Mit dem M VaB und M WT stehen künftig den Bauverwaltungen sowie den Planern und ausführende Bauunternehmen zwei wichtige Regelwerke zur Verfügung, die für alle Beteiligten die Anwendung der Betonbauweise in den genannten Bereichen erleichtern und somit auch zu einer Steigerung der Qualität und Nachhaltigkeit beitragen werden. Literaturverzeichnis Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO 12), Ausgabe 2012, Köln, FGSV 499 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: 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 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Lieferbedingungen für Baustoffe und Baustoffgemische für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton (TL Beton-StB 07), Ausgabe 2007, Köln, FGSV 891 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton (TP Beton-StB 10), Ausgabe 2010, Köln, FGSV 892