Der permanent steigende Schwerlastverkehr belastet gerade unsere öffentlichen Verkehrs­wege außerhalb von Autobahnen erheblich. Die Wahl des richtigen Baustoffes an der richtigen Stelle ist eine schwierige Aufgabe jeder Bauverwaltung. Anforderungen wie Dauerhaftigkeit und Nachhaltigkeit stehen dabei im Focus. Immer häufiger geht die Entscheidung zum Bau einer Fahrbahndecke aus Beton. Die Merkblätter für Verkehrsflächen aus Beton M VaB Teil 1 und Teil 2 schließen die Lücke für Detailfragen beim Einsatz außerhalb von Autobahnen. Der Teil 3 ist in Bearbeitung und hat die Containerstell­ und Logistikflächen zum Thema. Kern einer detaillierten Arbeitsvorbereitung ist die Erstellung des Fugenplanes. Mit einer Verstärkung der Betondecke um nur 1 cm ist es problemlos möglich, gerade schwierige Geometrien umzuset­zen. Randeinfassungen sollten diesem Nutzungsgrad entsprechend ebenso in monolithischer Ortbetonbauweise realisiert werden.

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

1 Einleitung

Die Wahl des Fahrbahnbelages bestimmt entscheidend die Dauerhaftigkeit der gesamten Straße. Das Thema könnte gleichfalls: „Der richtige Baustoff an die richtige Stelle“ lauten.

2 Allgemeines

Folgende Arten von Verkehrswegen als allgemeine öffentliche Verkehrswege kennen wir:

• ­Autobahnen
• ­Landstraßen
• Stadtstraßen
• ­Kreisverkehre
• ­plangleiche Knotenpunkte
• ­Busverkehrsflächen
• ­Rastanlagen.

Daneben sind als Sondernutzungsflächen die Container- und Logistikflächen sowie die Flugbetriebsflächen zu nennen.

Die Autobahnen machen mit ihren ca. 12.900 km lediglich einen Anteil von weniger als 2 % des Gesamtnetzes aus, was die Bedeutung der Land- und Stadtstraßen einmal mehr unterstreicht. Auf unseren Straßen sind jährlich ca. 3,3 Mrd. Tonnen Güter unterwegs. Mit einem durchschnittlichen Transportweg von 140 km führt dies zu 467,5 Mrd. t/km Straßengüterverkehrsaufkommen (2014). In den letzten 10 Jahren ist dieser Wert um ca. 70 Mrd. t/km gestiegen. Prognosen für 2025 gehen von einer weiteren Steigerung um 50 % (ca. 300 Mrd. t/km) aus.

Ein weiterer Grund, intensiv über die Konstruktion und die Ausgestaltung unserer öffentlichen Verkehrswege nachzudenken.

Analysiert man den Fahrweg eines Lkw und ordnet die in Anspruch genommenen Arten unserer Verkehrswege zu, so zeigt sich eindrucksvoll, dass der auf unseren Autobahnen pulsierende Schwerverkehr gerade die Land- und Stadtstraßen mit all ihren Knotenpunktausbildungen erfordert, um an sein Ziel zu gelangen.

Bild 1: Transportwege ­ in Anspruch genommene Verkehrsflächen

Die hiervon tangierten Verkehrsflächen haben besonders die folgenden Anforderungen zu erfüllen und sind danach auszuwählen:

• ­Widerstand gegen Schwerlastverkehr
• ­Widerstand gegen hohe Linienbelastung
• ­Erfüllung der Griffigkeit ­ Belastungsreserven
• ­wartungsarm/ verschleißarm.

Zusammengefasst bedeutet dies die ,,Anforderung nach Dauerhaftigkeit und Nachhaltigkeit" nennen.

Grund genug immer häufiger Verkehrsflächen außerhalb von Autobahnen in Beton umzusetzen. Diesen Forderungen wird auch im Bereich der Regelwerke zunehmend Rechnung getragen.

Regelwerke

Die ZTV Beton-StB 07 (FGSV, R 1, Arbeitsgruppe Betonbauweisen) als oberstes Regelwerk, zum Thema Verkehrsflächen aus Beton, legt den Fokus traditionell auf den Autobahnbau. Mit dem seit 2013 erhältlichen ,,Merkblatt für Planung, Konstruktion und Bau von Verkehrsflächen aus Beton" (M VaB), Teil 1: Kreisverkehre, Busverkehrsflächen und Rastanlagen (FGSV, R 2, Arbeitsgruppe Betonbauweisen) ist der Einsatz von Fahrbahndeckenbeton bei Kreisverkehren, Busverkehrsflächen und Rastanlagen nennenswert gestiegen. Besonderheiten beim Bau dieser Flächen sind ,,kein Geheimnis mehr".

Bild 2: M VaB, Teil 1

Bild 3: M VaB, Teil 2

Der Teil 2 des M VaB (Ausgabe 2015) (FGSV, R 2, Arbeitsgruppe Betonbauweisen) stellt die Stadt- und Landstraßen sowie die plangleichen Knotenpunkte in den Mittelpunkt. Gleichzeitig sind hier Hinweise zur baulichen Erhaltung zu finden.

Der Teil 3 ist derzeit in Bearbeitung und hat die Containerstell- und Logistikflächen zum Inhalt.

Die Flugbetriebsflächen sind im ,,Merkblatt für den Bau von Flugbetriebsflächen aus Beton" (FGSV, Arbeitsgruppe Querschnittsaufgaben) beschrieben.

Bild 4: Merkblatt für den Bau von Flugbetriebsflächen aus Beton

Mit den Verkehrsflächen der Teile 1 und 2 des M VaB ist der Löwenanteil der öffentlichen Verkehrswege auch außerhalb der Autobahnen abgedeckt.

3 Details

Hierzu einige Details, ,,denn Qualität ist das Produkt der Liebe zum Detail".

3.1 Fugenplan

Ist die Entscheidung zum Bau einer Verkehrsfläche aus Beton gefallen, so ist der nächste Schritt die Erstellung eines Fugenplanes.

Bild 5: Fugenplan ­ Kreisverkehr

Bild 6: Fugenplan ­ Plangleicher Knotenpunkt

Bild 7: Fugenplan ­ Rastanlage

Projektbedingungen wie:

• ­Bauabschnitte und die hierfür unbedingt einzuhaltenden Verkehrsphasen (Bild 8)
• ­Einbauteile wie Schachtabdeckungen, Straßenabläufe, Schieber- und Hydrantenkappen, Kastenrinnen, Hülsen u. Ä. (Bilder 9 a und 9 b)
• ­Anordnung der Markierung (Bild 10)
• ­Anschluss an den Bestand (Bild 11)

sind vor Baubeginn im Zuge der Ausführungsplanung und der Arbeitsvorbereitung genau und mit Ist-Werten im Fugenplan zu berücksichtigen.

Bild 8: Bauabschnitte BA1, BA2 und BA3 eines beispielhaften Kreisverkehrs

Bild 9 a: Fugenbild mit Schachtabdeckung

Bild 9b: Negativbeispiel ­ ,,so bitte nicht"

Damit auch die dem jeweiligen Auftragnehmer zur Verfügung stehende Maschinentechnik berücksichtigt wird, ist es zu empfehlen, dass der Fugenplan in Verantwortung des Auftragnehmers bleibt.

Bild 10: Markierungsanordnung

Bild 11: Anschluss an Bestand

3.2 Plattenabmessungen

Lässt die ZTV Beton-StB 07 eine Plattenabmessung bis zum 25-fachen der Plattendicke und ein Verhältnis von Länge zu Breite bzw. Breite zu Länge von 0,4 (1 : 2,5) zu, so sind diese Werte in den Betondecken außerhalb von Bundesautobahnen eingeschränkt. Eine Befahrung der Platten in Längs-, Quer- und Diagonalrichtung ist dort keine Seltenheit. Gerade die Knotenpunkte und Parkflächen sind davon betroffen. Nach dem M VaB ist die Plattenabmessung auf das 20-fache der Plattendicke und das Seitenverhältnis auf 0,67 (1 : 1,5) eingeschränkt. Die Vermeidung einer zu großen Fugenmenge bzw. dem Einbau einer Bewehrung, kann die Verstärkung der Platte um z. B. 1 cm bewirken. Die Kantenlängen können somit problemlos um 20 cm (d * 20) größer werden. Die Mehrkosten dieses zusätzlichen Zentimeters mit ca. 1,­ Euro/m² sind sicher im Rahmen und unter der Berücksichtigung, dass diese Plattenverstärkung zudem noch ein Mehr an Leistungsreserven bietet, als wirtschaftlich zu bezeichnen.

3.3 Unterlage

Zur Gewährleistung einer flächenhaften Homogenität, gerade auch vor dem Hintergrund eines abschnittsweisen Bauens, hat sich als Unterlage der Einsatz einer Asphalttragschicht bewehrt. Auch der direkte Übergang vom ungebundenen Oberbau zum ,,starren" Beton ist mit dem Einbau einer Asphaltschicht dauerhaft ,,abgefedert".

Bild 12: Unterlage Asphalt

3.4 Einbau

Grundsätzlich wird unterschieden zwischen dem maschinellen Einbau und dem Handeinbau. Nach Möglichkeit ist dem maschinellen Einbau immer der Vorrang zu geben. Zum maschinellen Einbau gehören der Einsatz eines Gleitschalungsfertigers (auch ohne Nutzung einer Gleitschalung) sowie der Einsatz eines Walzenfertigers.

Bild 13: Betonflächeneinbau mit Gleitschalungsfertiger

Bild 14: Betonflächeneinbau mit Walzenfertiger

Lediglich Kleinflächen oder Flächen mit ungleichmäßiger/schwieriger Geometrie sollten dem Handeinbau vorbehalten bleiben.

Bild 15: Handeinbau

3.5 Einbauten

Einbauten sind in jeder Art von Flächenbefestigung ,,störende und artfremde" Elemente. Dennoch sind sie gerade bei Verkehrsflächen außerhalb von Autobahnen nicht zu vermeiden. Die Lage von Schachtabdeckungen, Straßenabläufen, Schieber- und Hydrantenkappen, Kastenrinnen etc. bestimmen maßgeblich die Fugeneinteilung und die Fertigungsplanung.

Bei Schachtbauwerken ist besonders darauf zu achten, dass die Schachtaufweitung (Konus) unterhalb der Betondecke angelegt ist. Einschnürungen des Deckenquerschnittes führen zwangsläufig zu ungewollten Rissen.

Bild 16: Systemzeichung Einbau Schacht

3.6 Borde und Bordrinnen

Jede Fuge die nicht erforderlich ist, fördert die Steigerung der Nachhaltigkeit. Sind neben einer Betonfläche Borde, Bord-Rinnen oder Rinnen angeordnet, so sollten diese nach Möglichkeit auch in monolithischer Bauweise in Gleitformtechnik hergestellt werden. Eine Betonfläche erfordert üblicherweise nicht mehr als 0,5 m Fuge je m². Baut man nun eine herkömmliche Bordrinne an, sind gerade in diesem sensiblen Teil ca. 5,5 m Fugen je laufenden Meter zusätzlich vorhanden. Eine monolithische Bordrinne gleicher Geometrie hat hingegen lediglich maximal 0,2 m Fuge je laufenden Meter (Bild 16).

Bild 17: Bord-Rinnen-Anlagen Wird der monolithische Bord bzw. die Bord-Rinne zudem in Form einer verankerten Pressfuge an die Betonfläche angeankert, wirkt sich dies sehr positiv auf die Lastverteilung aus. Der für Betonflächen immer kritische Lastfall, freier Plattenrand, wird um das Maß der Bordrinnenanlage nach außen verschoben (Bild 18).

Bild 18 a: Monolithische BordGehweganlage

Bild 18 b: Monolithische Bordanlage

Auch Klebebordsteine sind alternativ sehr gut geeignet. Die um das Maß des Bordsteins verbreitete Betondecke begünstigt die Lastverteilung ebenso (Bild 19).

Bild 19: Klebebord

3.7 Anschluss an Bestand

Der Übergang einer neuen Betonfläche zum Bestand (z. B. Asphaltfläche) sollte für den Verkehrsteilnehmer nicht merklich sein. Im Fokus sind die Übergänge in ca. 80 gon anstatt 100 gon auszuführen. Die Räder überfahren somit «gestaffelt" den Nahtbereich Beton zu Asphalt.

Bild 20: Anschluss an Bestand

4 Fazit

Als Fazit lässt sich festhalten: Die Wahl des richtigen Baustoffs an der richtigen Stelle führt bei allen öffentlichen Verkehrswegen hin zu Fahrbahndecken aus Beton. Eine Bauweise, die auch außerhalb von Bundesautobahnen in hoher Qualität dauerhaft und nachhaltig eingebaut werden kann.