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1 Einleitung
Bei den heutigen Arbeitsabläufen sowohl bei kleinen Baustellen kleinräumigen als auch im großflächigen Erdbau kommt der schnellen und zuverlässigen Überprüfung der erreichten Qualität des Einbaus und der Verdichtung ein großer Stellenwert zu. Dynamische Prüfverfahren können hierbei ihren Beitrag leisten.
Die flächendeckende Prüfung mit den Verfahren der FDVK (,,Flächendeckende dynamische Verdichtungskontrolle") hat in den ZTV E-StB 09 eine entsprechende Verankerung mit klaren Abnahmekriterien gefunden.
Durch ergänzende Forschungsarbeiten, bei denen die Anwendungsgrenzen und -möglichkeiten näher spezifiziert wurden, durch technische Neuerungen der Mess- und Auswertegeräte sowie neue Verfahren der Auswertung der Messergebnisse zur Anwendung als Abnahmekriterien im Geltungsbereich der ZTV E-StB wurde eine Überarbeitung vom Merkblatt (bisher Ausgabe 1993) und der Technischer Prüfvorschrift (bisher Ausgabe 1994) zur FDVK notwendig.
Bereits im Merkblatt für die ,,Verdichtung des Untergrundes und Unterbaues im Straßenbau" wurden Anwendungsmöglichkeiten und Abnahmekriterien im Vorgriff auf die Neufassung der ZTV E-StB 09 aufgenommen. Diese werden im demnächst erscheinenden ,,FDVK-Merkblatt" aktualisiert und ergänzt.
In diesem Beitrag werden teils Passagen und Zeichnungen aus der Neufassung des Merkblattes übernommen. Die genaueren, ausführlicheren und abgestimmten Zusammenhänge sind dem in Kürze erscheinenden FDVK-Merkblatt [2] zu entnehmen.
2 Messtechnik
Seit der ersten Fassung des Merkblattes zur FDVK [1] sind die Grundprinzipien zur Ermittlung der Messwerte weitgehend gleich geblieben (Auswertung der Verdichtungsleistung, Auswertung der Oberwellen) und werden nach wie vor verwendet. Ergänzend kam die Messung der dynamischen Steifigkeit hinzu, was letztlich auch über die Auswertung der Vertikalbeschleunigungen der schwingenden Bandage zu einer Beurteilung der dynamischen Steifigkeit des Bodens führt.
Bei allen Verfahren ist weiterhin eine Kalibrierung der Messwerte an den bodenmechanischen Kenngrößen erforderlich, wenn die FDVK zur Abnahme im Rahmen der ZTV E-StB eingesetzt werden soll.
In den letzten Jahren wurden die Messverfahren zunehmend eingesetzt, um die Arbeit der Verdichtungsgeräte zu steuern. So kann an Stellen einer zu verdichtenden Fläche, bei der bereits eine ausreichende Verdichtung erreicht ist, die Leistung gedrosselt und bei noch nicht ausreichend verdichteten Bereichen die Verdichtungsleistung abhängig vom Messwert gesteigert werden. Dies ist zur Erreichung möglichst homogener Verdichtungen in der gesamten Fläche eine probate Vorgehensweise.
Für die Messung des erzielten Erfolges ist dieser Modus der Verdichtungsgeräte jedoch nicht zielführend. Hier sind wieder konstante Parameter (Frequenz, Amplitude, Geschwindigkeit) einzustellen, damit Messwerte an jeder Stelle des Prüfloses mit den gleichen Randbedingungen wie auch bei der Kalibrierung ermittelt werden.
Neben der Ermittlung der Messwerte sind in den letzten Jahren auch die Möglichkeiten der Dokumentation und der Ortsbestimmung enorm weiterentwickelt worden und zu einem erschwinglichen Preis verfügbar.
Waren früher streifenweise Ausdrucke von Messspuren auf dem Verdichtungsgerät und flächenhafte Auswertungen erst nachträglich im Büro möglich, so sind mit aktuellen Rechnern und Displays robuste, baustellentaugliche Lösungen vorhanden, die eine unmittelbare Anzeige und Auswertung der Ergebnisse in flächigen Darstellungen auch bereits vor Ort ermöglichen. Da manchmal das Personal auf den Verdichtungsgeräten mit der Datenflut überfordert ist und meist eine zusammenhängende Dokumentation der Baumaßnahme erforderlich ist, ist eine Datenübernahme vom Erfassungsgerät zu Bürorechnern Standard, was mit heutigen Programmen weitgehend automatisierte Flächenauswertungen bis hin zu dreidimensionalen Baugrundmodellen erlaubt.
Eine enorme Entwicklung haben die Ortsbestimmungen genommen, die eine zumindest in der Lage ausreichende Genauigkeit für verhältnismäßig wenig Geld liefern können. Durch diese meist GPS-Geräte ist es damit möglich, jedem Messwert seinen Ort zuzuordnen und so eine verlässliche Grundlage im Rahmen der Qualitätssicherung zu bilden. Bei der Höhenbestimmung reicht die Genauigkeit häufig nicht aus, so dass hier durch eine terrestrische Bestimmung ergänzt werden muss.
3 Bodenarten
Wie bei allen dynamischen Messverfahren spielt auch bei der Anwendung der FDVK der Wassergehalt eine entscheidende Rolle. Da bei grobkörnigen Böden der Bodengruppen GE, GW, GI, SE, SW und SI der Einfluss des Wassergehaltes meist vernachlässigbar klein ist, sind regelmäßig gute Korrelationen zwischen statischem bzw. dynamischem Verformungsmodul und FDVK-Messwert nachgewiesen.
Bei gemischtkörnigen Böden der Bodengruppen GU, SU, GT und ST ist bei Wassergehalten unter dem optimalen Wassergehalt wPr eine Kalibrierung mit einem ausreichend großen Korrelationskoeffizienten wie bei grobkörnigen Böden möglich. Über dem optimalen Wassergehalt ist der Einfluss auf den FDVK-Messwert unter Umständen so groß, dass dessen Zuordnung zum Verformungsmodul bzw. Verdichtungsgrad nicht mehr eindeutig ist.
Bei gemischtkörnigen Böden der Bodengruppen GU*, SU*, GT*, ST* ist nur bei Wassergehalten deutlich unter dem optimalen Wassergehalt eine gute Reproduzierbarkeit der Messwerte und eine hinreichende Korrelation zwischen dem FDVK-Messwert und dem Verformungsmodul vorhanden. Die Einhaltung der Anforderungen an den Luftporenanteil ist zu überprüfen. Der Einfluss des Wassergehaltes wird bei Wassergehalten beginnend bereits wenig unter dem optimalen Wassergehalt wPr allerdings so groß, dass die Zuordnung des FDVK-Messwertes zum Verformungsmodul nicht mehr eindeutig ist.
Bei feinkörnigen Böden ist nur deutlich unterhalb des optimalen Wassergehaltes eine gute Reproduzierbarkeit der Messwerte und eine hinreichende Korrelation zwischen dem FDVKMesswert und dem Verformungsmodul vorhanden. Bei diesen Bodengruppen können jedoch auch ohne Kalibrierung Aussagen über die Gleichmäßigkeit der Verdichtung gemacht werden und Inhomogenitäten in der Bodenzusammensetzung sowie stark verformbare Bodenbereiche mit hohen Wassergehalten lokalisiert werden.
Werden beim Einsatz dieser Böden z. B. für Abdichtungen durch eine planmäßige Aufbereitung (z. B. in einer Zentralmischanlage) die maßgebenden Parameter (z. B. Bodenart, Wassergehalt) konstant gehalten, ist auch bei Wassergehalten über wPr eine Kalibrierung auf den Verdichtungsgrad oder Verformungsmodul (gegebenenfalls auch Durchlässigkeit) möglich. Die Einhaltung der Anforderungen an den Luftporenanteil ist zu überprüfen.
Die Beurteilung der erreichten Verdichtung bei verbesserten bzw. verfestigten Böden ist nur bei der arbeitsintegrierten Anwendung der FDVK oder bei einer Messfahrt unmittelbar im Anschluss an die Verdichtung möglich. Die zeitliche Abfolge von Einbau, Verdichtung und Messung spielt hierbei gegenüber den üblicherweise betrachteten Einflussgrößen (Wassergehalt, Bodenart) auf den FDVK-Messwert die entscheidende Rolle. Bei einer vorgesehenen Kalibrierung ist somit zwingend der Faktor ,,Zeit" zu berücksichtigen. Eine Messung im zeitlichen Abstand zur Verdichtung ist nicht zielführend, da unter Umständen die erreichte Verfestigung wieder zerstört wird.
Bei Felsschüttungen ist in der Regel die Prüfung durch herkömmliche bodenmechanische punktuelle Prüfungen problematisch bzw. unwirtschaftlich. Eine Kalibrierung eines FDVKMesswertes zu Dichte und Verformungsmodul scheitert oft, weil letztere Werte nicht ausreichend genau, teils mit überschaubarem Aufwand gar nicht bestimmt werden können. Hier kann die FDVK (ohne Kalibrierung) eine einfache Möglichkeit der qualitativen Beurteilung des Verdichtungszustandes bzw. der noch möglichen weiteren Verdichtbarkeit darstellen.
4 Kalibrierung
Als weitere Neuerung wird auch im neuen Merkblatt zur FDVK das ,,FV-Verfahren" gemäß TP BF-StB, Teil E 4 [4] zur Kalibrierung der FDVK-Messwerte mit bodenmechanischen Kenngrößen herangezogen. Mit diesem Verfahren kann neben den beiden zu korrelierenden Merkmalen auch die Anzahl der Übergänge berücksichtigt werden und es erlaubt die einfache Ermittlung einer einzigen Regressionsfunktion (unabhängig von der Schlussrichtung). Demgegenüber gibt es bei der bislang verwendeten ,,KQ-Methode" (Methode der kleinsten Quadrate) zwei Regressionsgeraden, die je nach Schlussrichtung (z. B. Ev2 nach FDVKMesswert bzw. FDVK-Messwert nach Ev2) zu verwenden waren, was in der Praxis oft zu Konfusionen führte.
5 Anwendung der FDVK
5.1 Allgemeines
Die FDVK kann mit und ohne eine Kalibrierung angewendet werden.
Bei Anwendung der FDVK ohne Kalibrierung werden von den Messwertunterschieden bzw. der Veränderung der Messwerte bei wiederholten Messfahrten Rückschlüsse auf den jeweiligen Verdichtungs- bzw. Tragfähigkeitszustand und die Gleichmäßigkeit der Verdichtung gezogen.
Bei der Anwendung der FDVK mit Kalibrierung wird aus den FDVK-Messwerten (indirektes Prüfmerkmal) über eine Kalibrierfunktion der Verdichtungskennwert (direktes Prüfmerkmal, z. B. Verformungsmodul, Verdichtungsgrad) ermittelt.
Eine Übersicht über die Anwendungsmöglichkeiten der FDVK ist in der Tabelle 1 zusammengestellt.
Tabelle 1: Zusammenstellung der Anwendungsmöglichkeiten der FDVK
5.2 FDVK ohne Kalibrierung
Die Anwendung der FDVK ohne Kalibrierung ist mit allen geeigneten Verdichtungsgeräten und bei Böden möglich, die befahren werden können. Gerade der Einsatz auf dem Untergrund kann hier entscheidend zur Qualitätssteigerung beitragen. Es kann die Gleichmäßigkeit des Untergrundes überprüft werden und es können zusätzliche punktuelle Aufschlüsse an festgestellten ,,besonderen" Stellen (z. B. sehr niedrige FDVK-Messwerte) angesetzt werden. Mit diesen zusätzlichen Informationen können dann z. B. Bodenaustauschmaßnahmen genauer in der Fläche abgegrenzt werden und somit Kosten gespart werden.
Weiterhin kann das FDVK-Verfahren zur Verdichtungssteuerung dienen. Diese Umsetzung erfolgt bei manchen Verdichtungsgeräten bereits automatisch, kann aber auch mit herkömmlichen Geräten durch Vergleich der Messwertverläufe einer Spur erfolgen. Wenn keine weitere Zunahme der Messwerte mehr beobachtet werden kann, ist mit dieser Art der Verdichtung wohl keine weitere Steigerung mehr möglich.
Diese Vorgehensweise kann durch Betrachtung einer gesamten Spur erfolgen (z. B. durch Vergleich der Mittelwerte) oder es kann auch versucht werden, Bereiche mit nicht ausreichender Verdichtung durch gezieltes zusätzliches Überfahren des erforderlichen Abschnittes auf ,,Niveau" zu bringen. Sollte diese Nachverdichtung nicht zielführend sein, ist gegebenenfalls eine Bodenverbesserung oder ein Bodenaustausch zu erwägen, wobei mit der FDVK die Ausdehnung des Bereiches für diese Maßnahme genau begrenzt und vor allem dokumentiert werden kann.
Für die Beurteilung der Verdichtbarkeit eines Bodens mit einem bestimmten Verdichtungsgerät und einer bestimmten Leistung kann die FDVK herangezogen werden, indem die FDVKMesswerte der einzelnen Überfahrten miteinander verglichen werden.
Wie im Bild 1 dargestellt, kann so bei grobkörnigen Böden die Überfahrtsanzahl erkannt werden, bis zu der eine Verdichtung möglich ist (hier: 5). Weitere Fahrten sind nicht mehr zielführend und unwirtschaftlich. Sollten die Kenngrößen für eine ausreichende Verdichtung dabei noch nicht erreicht sein, ist die Eignung des Bodens, des Zustandes und des Verdichtungsgerätes zu hinterfragen.
Bei gemischt- oder auch feinkörnigen Böden kann eine Verdichtung über eine bestimmte Überfahrtsanzahl auch schädlich sein. Auch dies kann bei dieser Vorgehensweise klar erkannt und verhindert werden.
Bild 1: Verdichtungskennlinien von zwei unterschiedlichen Böden
Ähnlich wie die Anwendung der FDVK zur zusätzlichen Erkundung des Untergrundes kann sie auch als Möglichkeit des ,,Proof-Rollings" im Verdichtungsvorgang im Erdbau eingesetzt werden. Während eine traditionelle ,,Proof-Rolling"-Fahrt mit einem beladenen Lkw nur anschaulich ist, kann die Fahrt mit der FDVK zusätzlich auch noch dokumentiert werden. Die Lokalisation von ,,Fehlstellen" ist eindeutig möglich, punktuelle Versuche können gezielt angesetzt werden und die Feststellung, ob die betrachteten Bereiche ausreichend verdichtet sind oder nicht, kann unmittelbar auf im FDVK-Messwert-Niveau vergleichbare Bereiche übertragen werden. Es ergibt sich eine deutlich größere Sicherheit bei der Beurteilung einer Fläche und es bietet sich an, bei dieser Vorgehensweise die Anzahl der Einzelversuche nach einer kurzen Anlaufphase zu reduzieren oder vielleicht sogar ganz auf sie zu verzichten.
Auch wenn es eine Verschwendung von Möglichkeiten ist, sei zuletzt auch auf die Möglichkeit der Anwendung der FDVK zur Dokumentation der Einhaltung einer Arbeitsanweisung verwiesen. Bei einer Arbeitsanweisung werden unter anderem die Schüttlagendicke und die Anzahl der Überfahrten festgelegt. Mit einem FDVK-Messsystem mit GPS-Unterstützung kann die Einhaltung dieser Anforderungen überwacht und dokumentiert werden. Auch wenn diese Vorgehensweise im Ablauf losgelöst von bodenmechanischen Fragestellungen funktioniert, wird ein interessierter Anwender ab und an doch auch die FDVK-Messwerte betrachten und zwangsläufig die mit der FDVK gebotenen Möglichkeiten mit der Zeit kennen und vielleicht schätzen lernen.
5.3 FDVK mit Kalibrierung
Neben den Anwendungen, bei denen die FDVK ohne Kalibrierung zur Unterstützung der Erkundung und zur effektiveren Gestaltung des Arbeitsprozesses eingesetzt wird, ist der Hauptanwendungsfall im Rahmen der ZTV E-StB 09 die Abnahme eines Prüfloses (Prüfmethode M2). Hierbei wird das Risiko einer Fehleinschätzung (gut verdichtete Fläche wird nicht abgenommen, schlecht verdichtete Fläche wird doch angenommen), das bei punktueller (auch bei statistischer Vorgehensweise) besteht, durch die flächendeckende Prüfung minimiert, wenn nicht ausgeschlossen.
Die Vorgehensweise bei der Prüfmethode M2 beginnt mit einer Kalibrierung der FDVKMesswerte auf die geforderten bodenmechanischen Kenngrößen. Aus dieser Kalibrierung wird ein Anforderungswert (Mindest- bzw. Höchstquantilwert TM) an die FDVK-Messwerte abgeleitet.
Danach erfolgt die Prüffahrt auf dem Prüflos, wobei es sich wie bereits erwähnt um eine Vollprüfung im Gegensatz zu den Prüfmethoden M1 und M3 handelt.
Auf dieses Ergebnis der Prüffahrt wird dann ein Abnahmekriterium angewendet. Lange Zeit waren dies zum Teil eher subjektive, auf der Erfahrung der Anwender beruhende Kriterien. Seit dem Verdichtungs-Merkblatt [5], den ZTV E-StB 09 und demnächst im FDVK-Merkblatt stehen statistische Abnahmekriterien zur Verfügung.
Eine Voraussetzung für die Anwendung der Abnahmekriterien ist die möglichst gleichmäßige Verteilung von ,,Unterschreitungsstellen" (oder: Fehlstellen) in der Fläche. Dies wird aktuell noch visuell an einem Flächenplot der Messwerte beurteilt. Wenn das Abnahmekriterium erfüllt ist und die Unterschreitungsstellen gleichmäßig in der Fläche verteilt sind, wird die Fläche angenommen.
Dieses Procedere zur Abnahme eines Prüfloses ist weitgehend bekannt und wird seit Jahren angewendet. Neu ist vorrangig die Anwendung eines numerisch basierten Abnahmekriteriums. Hiermit wird eine einfache, objektive und nachvollziehbare Beurteilung der Gesamtfläche möglich. Dies stellt eine Notwendigkeit in der vertraglichen Baustellenabwicklung zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer dar, wenngleich auch wichtige Informationen und Vorteile der FDVK, insbesondere der räumlichen Verteilung der Messwerte, dabei auf der Strecke bleiben.
In den ZTV E-StB 09 ist als vorrangiges Abnahmekriterium die ,,Auswertung der ungewichteten Unterschreitungsflächen bei Vorliegen normalverteilter Messwerte" festgelegt. Hinter dieser komplizierten Formulierung verbirgt sich nichts anderes als die Vorgehensweise wie bei der Prüfmethode M1 (bzw. M3). Aus Mittelwert und Standardabweichung aller Messwerte wird eine Prüfgröße berechnet, die dann unter (Ablehnung bei Mindestquantilwert) oder über (Annahme) dem Anforderungswert liegt.
Wenn von diesem Abnahmekriterium abgewichen werden soll, ist dies gesondert in der Leistungsbeschreibung oder dem Bauvertrag zu vereinbaren.
Bild 2: Verteilung der FDVK-Messwerte der Grundgesamtheit und Unterschreitungsanteil (Unterschreitungsflächenanteil): Prüflos wird angenommen, da z = - 1,28 ● σ ≥ TM
Diese statistische Entscheidungsregel ist einfach in der Anwendung, erlaubt die Beurteilung einer Fläche anhand einer Prüfgröße und führt somit zu einer klaren Entscheidung über Annahme oder Rückweisung eines Prüfloses. Dabei wird ausgenutzt, dass der Verdichtungszustand an jeder Stelle im Prüflos als Messwert berücksichtigt wird (Vollprüfung); jedoch wird nicht ausgenutzt, dass auch die Örtlichkeit, an der der Messwert erhalten wird, bekannt ist. Der grundlegende Vorteil des Verfahrens der FDVK, nämlich die Kenntnis des Verdichtungszustandes in jedem Punkt des Prüfloses, wird dabei weitgehend nicht genutzt.
Bild 3: Prüflos mit normalverteilten FDVK-Messwerten
Bild 4: Prüflos mit nicht normalverteilten FDVK-Messwerten
Wie auch beim Abnahmekriterium für die Prüfmethode M1 ist auch hier die Voraussetzung, dass die Messwerte weitgehend normalverteilt sind. Die Verteilung der Messwerte kann mit Hilfe eines der in DIN ISO 5479 [8] beschriebenen Tests auf Abweichung von der Normalverteilung überprüft werden. Bei stärkerer Abweichung der tatsächlichen Verteilung der Messwerte von der Normalverteilung sind verteilungsunabhängige Abnahmekriterien zu bevorzugen.
Im Bild 3 ist die Messwertverteilung eines Prüfloses dargestellt, das den Anforderungen an eine Normalverteilung gerecht wird. Erkennbar ist im rechten Diagramm, dass die tatsächliche Auswertung (blau) mit der zugrunde gelegten Auswertung bei Normalverteilung gut übereinstimmt. Demgegenüber erfolgt bei dem dargestellten, nicht normalverteilten Prüflosen (Bild 4) eine Fehleinschätzung des Prüfloses, weil bei tatsächlich nur ca. 1 % der Messwerte unter dem Mindestquantilwert von einem theoretischen Wert von 10 % ausgegangen wird und das Prüflos somit abgelehnt wird. Die errechnete Prüfgröße z ist mit 96 kleiner als der geforderte Mindestquantilwert TM von 100.
Bei einer Auswertung von ca. 800 Prüflosen im Rahmen der Forschung FE 05.119 ([6], [7]) ergaben sich die im Bild 5 dargestellten Einschätzungen von Flächen. Bei 5 Prüflosen war der tatsächliche Schlechtflächenanteil größer als 10 %, während der theoretische Schlechtflächenanteil kleiner als 10 % war. Hier wurde das Prüflos fälschlicherweise angenommen. Demgegenüber wurde in 80 Fällen das Prüflos fälschlicherweise abgelehnt. Dies sind in der vorliegenden Studie also etwa 10 % Fehleinschätzungen. Ob dies relevant werden kann und eine generelle Überprüfung der Normalverteilung erfolgen sollte, wäre erst durch weitere Datensammlungen zu klären.
Bild 5: Fehleinschätzungen infolge Abweichung von der Normalverteilung
Neben dieser in den ZTV E-StB 09 verankerten Entscheidungsregel werden im FDVK-Merkblatt [2] weitere Abnahmekriterien vorgestellt, die gegebenenfalls im Bauvertrag zu vereinbaren sind.
Eine Entscheidungsregel, die verteilungsunabhängig ist, berücksichtigt alle Unterschreitungsstellen, die unter dem geforderten Mindestquantilwert liegen und summiert sie auf (,,ungewichtete Unterschreitungsflächen"). Bezogen auf die Gesamtfläche darf dieser Unterschreitungsanteil nicht mehr als 10 % betragen. Bei diesem Kriterium wird das Ausmaß der Unterschreitung nicht berücksichtigt, das heißt eine kleine, bodenmechanisch nicht wirklich relevante Unterschreitung geht genauso ins Ergebnis ein, wie eine Fehlstelle mit nur sehr geringem FDVK-Messwert.
Dieses Manko wird bei einem weiteren im Merkblatt aufgeführten Abnahmekriterium berücksichtigt. Die Entscheidungsregel ,,gewichtete Unterschreitungsflächen" berücksichtigt sowohl den Unterschreitungsflächenanteil auf dem Prüflos als auch das Ausmaß der Unterschreitung des Mindestquantils TM an den Unterschreitungsstellen. Das Ziel dieses baupraktisch orientierten Kriteriums ist, bei gleichem Unterschreitungsflächenanteil eine Fläche mit nur geringen Unterschreitungen des Mindestwertes eher anzunehmen als eine Fläche mit großen Unterschreitungen (Bild 6).
Bild 6: Relativer Unterschreitungsflächenanteil B und Unterschreitungsgrad U anhand der beiden Messwertverläufe (a und c)
Bei einer vergleichenden Anwendung im Rahmen einer Computersimulation der Prüfmethode M1, des Gesamtschlechtflächenanteils (,,ungewichtete Unterschreitungsstellen", Kriterium 1), des statistischen Kriteriums nach den ZTV E-StB 09 (Kriterium 2) und der gewichteten Schlechtflächen (,,gewichtete Unterschreitungsstellen", Kriterium 3) im Rahmen der Forschung FE 05.119 ([6, 7]) zeigt sich, dass von den untersuchten fast 800 Flächen mit der Prüfmethode M1 ca. 70 % angenommen werden, wobei das Kriterium nach den ZTV E-StB 09 nur ca. 50 % der Prüflose annimmt. Die anderen Kriterien liegen dazwischen.
Bild 7: Vergleichende Beurteilung von Prüflosen durch verschiedene Abnahmekriterien
Es zeigt sich auch bei dieser Auswertung, dass die Prüfmethoden, die in den ZTV E-StB 09 nebeneinander gestellt sind wie auch dort ausgeführt eine unterschiedliche Aussagekraft haben. Bei der Vollprüfung eines Prüfloses durch die FDVK ist die qualitativ höchste Beurteilung zu erwarten. Der Vorteil der Kenntnis jeder Stelle im Prüflos wird in den meisten Fällen eventuelle Unzulänglichkeiten bei der Kalibrierung aufwiegen. Welches Qualitätsniveau die Erdbauwerke für eine Langzeit-Standsicherheit und -Gebrauchstauglichkeit erfordern, werden erst Langzeitstudien ergeben.
6 Räumliche Lage von Unterschreitungsstellen
Neben den vorstehend beschriebenen, vertraglich relevanten Abnahmekriterien ist bei jedem Prüflos die Verteilung der Unterschreitungsstellen in der Fläche zu überprüfen, da bei diesen Abnahmekriterien diese Information verloren geht.
So werden die drei im Bild 8 dargestellten Prüflose von den Abnahmekriterien gleich beurteilt, wenn gleich auch das ,,Muster 1" mit konzentriert angeordneten Unterschreitungsstellen vor allem in oberen Horizonten des Damm- oder Straßenaufbaus ein Problem darstellt. Demgegenüber würden die ,,Muster 2" oder ,,Muster 3", bei denen die Unterschreitungsstellen eher verteilt in der Fläche liegen, unkritisch sein.
Bild 8: Muster 1 bis 3
Visuell ist dies in der Regel einfach zu erkennen, an Verfahren das Problem programmtechnisch zu erfassen, wird noch gearbeitet. Im FDVK-Merkblatt [2] wird hierfür aktuell das Verfahren der ,,Nearest-Neighbour"-Analyse dargestellt. Hierzu fehlen aber noch weiterreichende baupraktische Erfahrungen, so dass es nur als Möglichkeit aufgezeigt wird, aber noch nicht als Forderung gestellt wird. Bei entsprechender softwaremäßiger Umsetzung in den Erfassungsbzw. Auswertegeräten der FDVK für den Anwender kann es eine einfach zu handhabende Kenngröße (wie bei den Abnahmekriterien) liefern, um die Ansammlung von nicht ausreichend verdichteten Stellen in einem Prüflos, die nachzuarbeiten sind, von den Stellen zu unterscheiden, die gleichmäßig über die Fläche verteilt sind und baupraktisch zu keinen Problemen führen.
7 Literaturverzeichnis
1 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Merkblatt über flächendeckende dynamische Verfahren zur Prüfung der Verdichtung im Erdbau, Ausgabe 1993, Köln, FGSV 547
2 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Merkblatt über flächendeckende dynamische Verfahren zur Prüfung der Verdichtung im Erdbau (M FDVK E 12), Köln, Entwurf 2012
3 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften für Boden und Fels im Straßenbau (TP BF-StB), Teil E 2: Flächendeckende dynamische Prüfung der Verdichtung, Ausgabe 1994, Köln, FGSV 591/E 2
4 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften für Boden und Fels im Straßenbau (TP BF-StB), Teil E 4: Kalibrierung eines indirekten Prüfmerkmals mit einem direkten Prüfmerkmal, Ausgabe 2003, Köln, FGSV 591/E 4
5 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Merkblatt für die Verdichtung des Untergrundes und Unterbaues im Straßenbau, Ausgabe 2002, Köln, FGSV 516
6 Schlussbericht zum Forschungsvorhaben FE 05.119/1999/EGB des Bundesministers für Verkehr, Konzeption einer Anforderung an die Verdichtung von Böden auf der Basis der Messergebnisse der FDVK, 2003, Lehrstuhl und Prüfamt für Grundbau, Bodenmechanik und Felsmechanik der Technischen Universität München, Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik, Heft 897, 2004
7 P e l z, G.; B r ä u, G.: Entwicklung von Abnahmekriterien für die Verdichtungsprüfung mit der FDVK, FGSV-Tagung, Stade 2003
8 Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau (ZTV E-StB 09), Ausgabe 2009, Köln, FGSV 599
9 DIN ISO 5479 ,,Statistische Auswertung von Daten-Tests auf Abweichung von der Normalverteilung", Beuth Verlag, Berlin (2004) |
