Das Grindingverfahren wird seit vielen Jahren im Betonstraßenbau in Deutschland zur baulichen Erhaltung eingesetzt. Mit der Zielstellung, neben der Waschbetontextur eine weitere geräuschmindernde Oberflächentextur für Fahrbahndecken aus Beton zur Verfügung zu stellen, wurden im bundesweiten Autobahnnetz Erprobungsstrecken angelegt, um das Texturgrinding zu entwickeln. Die Erkenntnisse und Erfahrungen aus den Erprobungen und dem systematischen Monitoring dienten als Grundlage für die Erstellung des „Merkblatts Texturgrinding“ (M TG), welches im Juni 2023 veröffentlicht wurde.

Der Begriff Texturgrinding bezeichnet umfassend die Herstellung geschnittener Betonfahrbahnoberflächen mit anforderungsgerechter Griffigkeit, sehr guter Längsebenheit und rollgeräuschmindernden Eigenschaften. Für die planmäßige Herstellung von Fahrbahndecken mit einer Texturgrindingoberfläche wird die Verwendung von Betonen mit einem Größtkorn von 16 mm oder 22 mm empfohlen. So kann der Zementgehalt im Vergleich zum Waschbeton reduziert werden und bei einer optimalen Packungsdichte ein hoher Anteil an Gesteinskörnung an der Oberfläche gewährleistet werden. Bei der Planung und Herstellung der Decke ist der planmäßige Oberflächenabtrag durch das Texturgrinding zu berücksichtigen. Hierbei ist zwischen dem Vorhaltemaß für die Herstellung der Ersttextur und einer planmäßigen Mehrdicke für eine zweite Texturierung im Lebenszyklus zu unterscheiden. Der Abstimmung des Schneidplans vor Ausführung des Texturgrindings mit dem Auftraggeber ist besondere Aufmerksamkeit zu widmen, um potenzielle Konflikte (z. B. im Bauablauf) frühzeitig zu klären. So können die wichtigsten baulichen Randbedingungen berücksichtigt und jene Bereiche gekennzeichnet werden, in denen z. B. aufgrund von Zwangspunkten die Anforderungen hinsichtlich Texturtiefe und der Breite der Überschneidungsbereiche nicht eingehalten werden können. Während der Herstellung der Textur kommt der kontinuierlichen visuellen Kontrolle der Oberflächentextur unmittelbar hinter der Grindingmaschine durch erfahrene Mitarbeiter besondere Bedeutung zu. Nur so können Unregelmäßigkeiten in der Schnitttiefe und der Texturhomogenität rechtzeitig erkannt und im weiteren Arbeitsfortschritt behoben werden. Die Prüftechnische Kontrolle der Texturhomogenität erfolgt an der fertigen Oberfläche in regelmäßigen Abständen durch Texturmessungen.

Mit der Veröffentlichung des M TG wurde der Grundstein für die Aufnahme des Texturgrindings in die ZTV Beton-StB sowie die Ermittlung des D_SD-Werts gelegt.

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

1 Entwicklung Texturgrinding

Das Grindingverfahren wird seit vielen Jahren im Betonstraßenbau in Deutschland zur baulichen Unterhaltung eingesetzt. Die Anforderungen zum Grinding wurden erstmals in der ZTV BEB-StB 02 [1] geregelt und dort unter dem Begriff „Schleifen“ behandelt. Insbesondere die Wiederherstellung der anforderungsgerechten Griffigkeit und/oder die Verbesserung der Ebenheit von Betonfahrbahnoberflächen im Bestand standen und stehen dabei im Fokus der Anwendung. In der aktuellen ZTV BEB-StB 15 [2] wird das Schleifen mit einer Segmentkonfiguration 3,2/2,2 mm festgelegt und regelmäßig im Bundesfernstraßennetz angewendet.

2011 wurde dann die erste Erprobung im Neubau auf Bundesautobahnen durchgeführt. Hierbei standen, neben der Erzielung der anforderungsgerechten Griffigkeit und einer sehr guten Längsebenheit, insbesondere die Lärmminderung im Fokus. Orientierten sich die Segmentkonfigurationen zunächst noch an jenen der baulichen Erhaltung, stellte sich im Verlauf der weiteren Erprobungen heraus, dass geringere Segmentbreiten und geringe Segmentabstände positive Auswirkungen auf die akustischen Eigenschaften haben. Der Begriff Texturgrinding bezeichnet also umfassend die Herstellung geschliffener Betonfahrbahnoberflächen mit anforderungsgerechter Griffigkeit, sehr guter Längsebenheit und rollgeräuschmindernden Eigenschaften.

Seit 2011 wurde das Grinding so schrittweise zum Texturgrinding weiterentwickelt. In dieser Zeit wurden ca. 95 km Erprobungsstrecken im bundesweiten BAB-Netz angelegt und durch die BASt begleitet (Bild 1).

Bild 1: Übersichtskarte Erprobungen Texturgrinding (●) im BAB-Netz

Ein regelmäßiges Monitoring der Oberflächeneigenschaften und systematische Untersuchungen dienten der Beantwortung unterschiedlicher Fragestellungen wie z. B.:

• Welche Segmentkonfigurationen und daraus resultierende Texturen erreichen die optimale Lärmminderung für Personen- und Lastkraftwagen?
• Mit welcher Größe der groben Gesteinskörnung (8 mm/16 mm/22 mm/32 mm) kann eine hohe technische Qualität der Textur bei gleichzeitiger Ressourcenschonung erreicht werden?
• Bringen zusätzliche Groovingrillen als Texturbestandteil einen akustischen Vorteil oder nur zusätzliches Dränagevolumen im Fall von Nässe?

2 Merkblatt Texturgrinding (M TG)

Die Ergebnisse und Erkenntnisse aus den langjährigen Erprobungen und Forschungsprojekten wurden in dem R 2-Regelwerk „Merkblatt Texturgrinding“ (M TG ) [3] zusammengestellt. Wird im Planungsprozess die Entscheidung getroffen, eine Betonfahrbahndecke mit der Oberflächentextur Texturgrinding herzustellen, soll den Planenden und Ausführenden mit dem M TG eine Hilfestellung für die Anwendung des Texturgrindings in der grundhaften Erneuerung und dem Neubau gegeben werden. Es dient der Zielsetzung, den am Bau Beteiligten grundlegende Informationen zur Verfügung zu stellen, um anforderungsgerechte und gleichmäßige Oberflächeneigenschaften herzustellen. Die Voraussetzungen und das technische Vorgehen werden beschrieben und erläutert, sodass das nach gegenwärtigem Stand des Wissens bestehende Potenzial hinsichtlich Dauerhaftigkeit, Rollgeräuschminderung, Sicherheit und Fahrkomfort zielsicher erreicht werden kann.

2.1 Zusammensetzung des Betons

Die Zusammensetzung des Betons sollte grundsätzlich den Regelungen der TL Beton-StB [4] entsprechen. Bei zweischichtiger Herstellung sind für den Oberbeton, insbesondere bei der Wahl des Größtkorns, bestimmte Faktoren zu beachten.

Grundsätzlich sind alle Gesteinskörnungen, die laut BASt-Liste für die Verwendung im Straßenbau freigegeben sind, zur Herstellung eines Betons mit Texturgrindingoberfläche einsetzbar. Für die Verwendung von Rundkorn (Kies) und gebrochenem Rundkorn (Kiessplitt) liegen bisher jedoch keine ausreichenden Erfahrungen vor. Daher wird bis zur Vorlage weiterer Forschungsergebnisse empfohlen, dass die grobe Gesteinskörnung (gGk, Korndurchmesser d ≥ 2 mm) zu 100 % der Kategorie C100/0 entsprechen sollte. Die während des Schneidvorgangs auftretenden starken dynamischen Kräfte am Grobkorn im Bereich der Stege dürfen möglichst nicht zu vermehrten Kornausbrüchen bei der Herstellung der Grindingtextur führen, um eine möglichst gleichmäßige Ausbildung der Stege zu gewährleisten. Die optimale Einbettung in die umgebende Mörtelmatrix und ein guter Verbund mit dieser hat deshalb eine große Bedeutung für die Erreichung einer hohen Qualität der Grindingtextur. Auf die Einhaltung der Anforderungen an die Kornform gemäß TL Beton-StB, Anhang A sollte daher besonders geachtet werden. Im Zuge der Überarbeitung der TL Beton-StB sind Spezifikationen für Oberbetone für Texturgrinding eingeplant.

In den von der BASt begleiteten Erprobungsstrecken wurden Betonzusammensetzungen mit unterschiedlichem Größtkorn untersucht. Es kamen Gesteinskörnungen mit 8, 16, 22 und 32 mm zur Anwendung. Dabei haben sich Betone mit einem Größtkorn von maximal 22 mm besonders bewährt. Zwar ist die Verwendung von Betonen mit gGK mit 8 mm oder 32 mm technisch möglich, wird jedoch aufgrund einiger Faktoren nicht empfohlen.

Wird im Oberbeton eine gGK mit 8 mm verwendet (Bild 2), werden deutlich höhere Zementgehalte erforderlich als bei gGK 16 mm oder 22 mm. Zudem ist der Anteil der gGK an der Oberflächentextur geringer als bei Oberbetonen mit größerem Größtkorn. Dies ist insofern von Bedeutung, als der Widerstand des Gesteinskorns gegen mechanischen Verschleiß durch die Verkehrsbelastung erfahrungsgemäß größer ist als jener der Mörtelmatrix. Insofern erweist sich eine Grindingtextur im Oberbeton unter Verwendung eines Größtkorns > 8 mm als dauerhafter. Zudem ist die Einbindung in die Mörtelmatrix aufgrund der größeren Kornoberfläche besser, sodass auch unter Verkehr geringere Kornausbrüche zu erwarten sind. Des Weiteren werden bei Oberbetonen mit einem Größtkorn von 8 mm sehr hohe Anforderungen an die Kornform der groben Gesteinskörnung gestellt, was die Auswahl einer geeigneten Gesteinskörnung deutlich einschränkt.

Bild 2: Betonfahrbahndecke mit gGK 22 mm und Texturgrinding

Erprobungsstrecken mit einer Betonzusammensetzung mit gGK 32 mm zeigten, dass es verstärkt zu Kornausbrüchen an der Oberfläche kam (Bild 3). Es ist davon auszugehen, dass die angreifenden dynamischen Kräfte während des Schneidvorgangs bei diesen großen Gesteinskörnern die Verbundkräfte der gGK im Beton übersteigen können und so ein Ausbrechen aus der Mörtelmatrix verursachen. Die Kornausbrüche beeinträchtigen die Homogenität der Oberflächentextur und somit die angestrebten Oberflächeneigenschaften. Dies betrifft insbesondere die Rollgeräuschminderung, die darauf angewiesen ist, dass der Reifen während des Rollvorgangs eine möglichst unveränderliche Verteilung der Kontaktflächen im Reifen-Fahrbahn-Kontakt „sieht“.

Bild 3: Kornausbrüche an der Oberfläche bei einem Oberbeton mit gGK 32 mm

Mit Blick auf die Wirtschaftlichkeit und die Verfügbarkeit der groben Gesteinskörnungen sollten daher Betone mit einem Größtkorn von 16 mm oder 22 mm bevorzugt zur Anwendung kommen. Zudem ist aufgrund der zuvor genannten dauerhafteren Eigenschaften der Gesteinskörnung in der Oberflächentextur beim Entwurf der Betonzusammensetzung eine hohe Packungsdichte der Gesteinskörnungen anzustreben, wie sie z. B. auf dem Bild 2 zu sehen ist. Die Verarbeitbarkeit des Betons, vor allem der Oberflächenschluss, darf davon aber nicht beeinträchtigt werden.

2.2 Festlegung der Deckendicke

Mit Blick auf den planmäßigen Oberflächenabtrag durch das Texturgrinding sollte der Auftragnehmer bei der Festlegung der Einbaudicke ein entsprechendes Vorhaltemaß berücksichtigen. Hierbei ist zwischen dem Vorhaltemaß für die Herstellung der Ersttextur und einer planmäßigen Mehrdicke für eine zweite Texturierung im Lebenszyklus der Betondecke zu unterscheiden. Bei Herstellung der Ersttextur ist ein Vorhaltemaß von +1 cm einzuplanen, um bei anforderungsgerechter Ebenheit nach ZTV Beton-StB [5] ein vollflächiges Ebenheits- und anschließendes Texturgrinding durchzuführen. Eine Zweittextur kann nach ca. 12 Jahren erforderlich sein, wenn die Ersttextur sich durch mechanischen Verschleiß so stark verändert hat, dass sie die Anforderungen an die Oberfläche nicht mehr erfüllt. Für die Zweittextur sollte daher 0,5 cm zusätzliche Deckendicke eingeplant werden. Ein erneutes Ebenheitsgrinding ist bei einem zweiten Grinding im Lebenszyklus meist nicht erforderlich.

Die Dicke der Betondecke wird nach der Herstellung der Grindingtextur ermittelt. Die bauvertragliche Messung erfolgt von der Oberkante der Grindingtextur gemäß TP D [6].

2.3 Auswahl der Textur

Grundsätzlich wird zwischen den Texturen Typ S (Standard) und Typ S+ (Standard + Groovingrillen) unterschieden. Die Anordnung der Schneidsegmente und ihr Abstand – bestimmt durch sogenannte Spacer – untereinander legen die Grindingtextur fest (Bilder 4 und 5).

Bild 4: Schneidwelle mit Texturgrindingbesatz (Quelle: OAT)

Bild 5: Detailansicht der aufgereihten Schneidscheiben mit den Schneidsegmenten (Quelle: OAT)

In den bundesweiten Erprobungen auf Bundesautobahnen wurden verschiedene Segmentkonfigurationen erprobt. Hierbei hat sich gezeigt, dass sehr feine Texturen zwar eine ausgezeichnet geräuschmindernde Wirkung für Pkw-Reifen aufweisen, sie jedoch eine gegenläufige Wirkung für Lkw-Reifen haben können. Die in der Tabelle 1 aufgeführten Segmentkonfigurationen haben sich in den Erprobungen besonders bewährt, da sie eine Textur hervorbringen, die sowohl für Pkw als auch für Lkw geräuschmindernd wirkt und eine dauerhaft griffige Textur bereitstellt.

Tabelle 1: Empfohlene Segmentkonfigurationen

Tabelle in der PDF

Der Textur Typ S mit der Segmentkonfiguration 2,8/2,2 mm unterscheidet sich von der Segmentkonfiguration 2,4/2,2 mm dahingehend, dass sie zu etwas breiteren Rillen führt und somit auch zu einer etwas höheren Makrotexturtiefe. Beide Texturvarianten haben sich in den Erprobungen durch ihre Robustheit in der Herstellung und Dauerhaftigkeit bewiesen. Die geräuschmindernde Wirkung der beiden Texturen ist hinsichtlich der beiden Fahrzeugkategorien Pkw und Lkw sehr ausgewogen und unterscheidet sich nur unwesentlich.

Bild 6: Textur Typ S auf Oberbeton mit gGK 8 mm

Bild 7: Textur Typ S+ auf Oberbeton mit gGK 22 mm

Der Textur Typ S+ (Bild 6) zeichnet sich im Vergleich zum Textur Typ S (Bild 7) durch zusätzliche Schneidrillen mit größerem Rillenabstand und größerer Rillentiefe (3 mm) aus, welche in einem separaten Arbeitsgang hergestellt werden. Diese Groovingrillen dienen der Verbesserung der Dränagewirkung der Oberfläche und werden daher als zusätzliches Texturelement bei kurzen Streckenabschnitten mit konstruktionsbedingt verringertem Wasserabfluss – beispielsweise bei geringer Querneigung und/oder in Verwindungsbereichen – empfohlen. Ein Einfluss auf die geräuschmindernde Wirkung der Oberfläche ist nicht bekannt.

3 Herstellung der Betondecke

Der Einbau des Betons erfolgt gemäß den Planungsunterlagen nach aktuellem Stand der Technik. Das Texturgrinding wird im Festbeton durchgeführt, sodass kein Einsatz von Oberflächenverzögerern erforderlich ist.

Zur Ausführung des Grindings sollte ein möglichst später Zeitpunkt nach der Deckenherstellung gewählt werden. Wird das Texturgrinding (inklusive vorgeschaltetem Ebenheitsgrinding) zu früh bei nicht ausreichender Betondruckfestigkeit ausgeführt, können Schäden an der Oberfläche entstehen. Dies sind z. B. erkennbare Ausbrüche in der Grindingstruktur, aber auch tieferreichende Gefügeschädigungen, die erst nach längerer Liegedauer, oft erst nach der ersten Frostphase, erkennbar werden. Zudem können durch zu frühes Grinding auch die akustischen Eigenschaften der Textur beeinträchtigt werden, was sich durch eine verhältnismäßig rasche Verschlechterung der Rollgeräuschminderung nach Verkehrsfreigabe äußert.

Der Beton sollte daher zu Beginn der Grindingarbeiten eine Druckfestigkeit von mindestens 35 MPa aufweisen. Diese Mindestdruckfestigkeit ist vor Beginn der Arbeiten an Bohrkernen oder alternativ an neben der Betondecke gelagerten Erhärtungswürfeln nachzuweisen.

Treten trotz nachgewiesener Mindestdruckfestigkeit Oberflächenmängel auf (z. B. Häufung von Kornausbrüchen, geringe Texturtreue), wird empfohlen, die weitere Bearbeitung auf einen späteren Zeitpunkt zu verlegen.

4 Herstellung einer erhöhten Längsebenheit

Eines der wesentlichen Merkmale einer Fahrbahnoberfläche mit Texturgrinding ist die erreichbare erhöhte Längsebenheit. Durch Anwendung eines vorgeschalteten Ebenheitsgrindings können erhöhte Anforderungen (≤ 2 mm/4 m) an die Längsebenheit zielsicher erreicht werden. Dadurch wird der Fahrkomfort erhöht und die dynamische Beanspruchung der Ladung von Nutzfahrzeugen reduziert. Zusätzlich wird der Eintrag der dynamischen Lasten in die Konstruktion reduziert, was sich positiv auf die Lebensdauer der Betonfahrbahn auswirkt. Nach der Herstellung der Betondecke sollten daher die Ebenheit ermittelt und zunächst lokale Unebenheiten (> 4 mm/4 m) durch Verfahren nach ZTV BEB-StB beseitigt werden.

Entspricht die Längsebenheit dann den Anforderungen der ZTV Beton-StB wird empfohlen, ein vollflächiges Ebenheitsgrinding über die gesamte Breite der Verkehrsfläche auszuführen. Bei der Festlegung der planmäßigen Schnitttiefe sind hierbei die Schichtdicke des Oberflächenmörtels und Unebenheiten aus dem Fertigungsprozess in sinnvoller Abschätzung zu berücksichtigen. Neben der Verbesserung der Längsebenheit wird so auch bereits ein Teil des Oberflächenmörtels abgetragen.

Im Bild 8 ist eine Messung des bewerteten Längsprofils vor und nach dem Texturgrinding mit vorgeschaltetem Ebenheitsgrinding abgebildet. Die normierte Darstellung (Grenzwert 4 mm/4 m) lässt erkennen, dass die bereits vorhandene gute Ebenheit (gestrichelte Linien) nach dem Texturgrinding nochmals deutlich verbessert wird.

Bild 8: Darstellung der Ebenheitsmessungen vor und nach Texturgrinding im Neubau

Es ist zu beachten, dass ein Ebenheitsgrinding Querebenheitsabweichungen nicht oder nur im geringen Maß reduzieren kann. Sind Abweichungen in der Querebenheit festgestellt worden, sollten diese vor dem Ebenheitsgrinding durch geeignete Maßnahmen korrigiert werden.

5 Herstellung der Textur

Nach der Herstellung der erhöhten Längsebenheit erfolgt in einem anschließenden, separaten Arbeitsgang die Herstellung der Oberflächentextur. Im Rahmen der Erprobungen wurden auch kombinierte Verfahren zur Herstellung der Grindingtextur (z. B. ein tieferes Ebenheitsgrinding mit gleichzeitigem Texturgrinding) untersucht, da dies eine Reduktion der Arbeitszeit und gegebenenfalls der Kosten darstellen könnte. Die Ergebnisse haben jedoch gezeigt, dass diese kombinierten Verfahren nach derzeitigem Stand der Erkenntnisse nicht empfohlen werden können, da sich bei dieser Arbeitsweise Schwankungen in der Schnitttiefe ergeben können, die sich nachteilig auf die Homogenität der Grindingtextur auswirken.

Der Auftragnehmer sollte vor Beginn der Arbeiten einen Grindingplan vorlegen und mit dem Auftraggeber abstimmen. Hierbei sind die wichtigsten Randbedingungen (z. B. Fahrbahnbreite, Wellenbreite, voraussichtliche Rollspuren, Markierung) zu berücksichtigen. In dem Plan sollten jene Bereiche gekennzeichnet werden, in denen aufgrund von Kurvenradien die Grenzwerte gemäß M TG Tabelle 5 nicht eingehalten werden können und die Herstellungsbedingungen von jenen auf der freien Strecke abweichen. Dazu gehören u. a.:

• Überschneidungsbereiche in Kurvenbereichen,
• Übergangsbereiche zu vorangehenden oder anschließenden Streckenabschnitten,
• Übergangsbereiche zu nicht texturierten Flächen,
• Texturierung von vorhandenen Ein- und Ausfädelstreifen in Betonbauweise,
• Texturierung von Sonder- und Ergänzungsflächen.

Auf Grundlage des Schneidplans können Lösungen zur Texturierung dieser Flächen und Bereiche frühzeitig zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer abgestimmt und so gegebenenfalls Konflikte vermieden werden.

Das Texturgrinding erfolgt in Arbeitsbahnen, deren Breite durch die bestückbare Schneidwellenbreite bestimmt wird. In der Ausführung der nebeneinanderliegenden Arbeitsbahnen ist auf möglichst geringe Überschneidungsbereiche sowie auf eine gleiche Höhenlage zu achten, da Überschneidungsbereiche zu Inhomogenitäten der Textur oder Stufen führen können. Sofern möglich, ist zudem darauf zu achten, dass die Überschneidungsbereiche möglichst außerhalb der Rollspuren liegen, um mögliche Einschränkungen des Fahrkomforts in Längsrichtung zu vermeiden. Die Mindestarbeitsbreite der eingesetzten Schneidwellen sollte daher 1.200 mm nicht unterschreiten. So werden Überschneidungsbereiche reduziert und die Texturhomogenität über die gesamte Fahrbahnbreite verbessert.

Bei der Herstellung der Textur ist die Schnitttiefe 2 (Bild 9) der Textur Typ S so zu wählen,

dass mörtelreiche Schichten an der Oberfläche vollständig abgetragen werden und die grobe Gesteinskörnung im oberflächennahen Betongefüge angeschnitten wird.

Erfahrungsgemäß steigt mit dem Anteil an grober Gesteinskörnung in den Stegen auch die Texturtiefe an, da diese dann weniger zum Brechen neigt als die Mörtelmatrix in den Stegen. Dies ist insofern von Bedeutung, als sich die grobe Gesteinskörnung in den Stegen über die Nutzungsdauer als dauerhafter erweist als die umgebende Mörtelmatrix. So ist bei guter Packungsdichte und homogener Verteilung der groben Gesteinskörnung an der Oberfläche eine dauerhafte Oberflächentextur zu erwarten. In den Erprobungen hat sich gezeigt, dass zum Nachweis eines ausreichend hohen Anteils an grober Gesteinskörnung die Texturtiefe über die Breite der Grindingbahn im Mittel stets mehr als 0,70 mm betragen sollte.

Bild 9: Prinzipskizze Schnitttiefen Ebenheitsgrinding (2 ) und Texturgrinding (3 )

Die prozesssichere Herstellung einer ausreichenden Schnitttiefe hängt neben einer aufmerksamen und kontinuierlichen Überwachung der Schnitttiefe durch einen Mitarbeitenden auch von der Maschinentechnik ab. Verfügt die Grindingmaschine über ein Abtastsystem mit Höhenbezug zur Schneidwellenachse, kann eine exakte Maschinensteuerung und somit Steuerung der angemessenen Schnitttiefe gewährleistet werden. Es ist darauf zu achten, nicht mehr Material als zum Anschneiden der groben Gesteinskörnung notwendig abzutragen, da sich durch den Mehrabtrag Nachteile ergeben wie z. B. eine unnötige Schwächung der Deckendicke, erhöhte Werkzeugkosten sowie eine gegebenenfalls geringere Tagesleistung aufgrund geringerer Standzeit der Schneidwerkzeuge. Zudem bedeutet ein überhöhter Abtrag erhöhte Entsorgungskosten.

Ziel ist es, homogene Textureigenschaften über die gesamte Fahrbahnbreite herzustellen. Die Homogenität der Textur innerhalb der Arbeitsbahn und im Vergleich zu bereits hergestellten, benachbarten Bahnen ist kontinuierlich zu überwachen, um Fehler an einzelnen Schneidscheiben oder einen zu hohen Abnutzungsgrad der Grindingwelle zu erkennen. Dies kann nur an der hergestellten Textur unmittelbar hinter der Grindingmaschine erfolgen, da die Schneidwelle selbst nicht zugänglich ist und bisher keine Überwachungssysteme zur Abnutzung der Schneidwelle eingesetzt werden. Die Schneidwelle muss ausgetauscht werden, wenn die Herstellung einer homogenen Textur nicht mehr sicher erreicht wird. Der Austausch sollte dokumentiert werden, um die ausreichende Texturqualität im Nachgang bewerten zu können. Ein besonderes Augenmerk ist zudem auf Anschlussbereiche von Grindingbahnen untereinander zu richten. Bereiche ohne Texturgrinding zwischen den Bahnen sollten unbedingt vermieden und Überschneidungsbereiche minimiert werden. Prinzipiell sollten Stufen zu benachbarten Grindingbahnen vermieden und die Anschlüsse höhengleich ausgeführt werden (Bild 10). Stufen in Querneigungsrichtung können Wasserrückhalt auf der Fahrbahn verursachen und so den Wasserabfluss einschränken. Zusätzlich kann der Fahrkomfort durch eventuelle Längsführungseffekte durch Stufen reduziert werden. Wird die im Abschnitt 5.5 des M TG maximal empfohlene Stufenhöhe von 2 mm eingehalten, sind die vorgenannten Effekte vernachlässigbar.

Bild 10: Höhengleicher Überschneidungsbereich zwischen zwei Grindingbahnen

Besondere Aufmerksamkeit sollte den Übergangsbereichen sowohl an den längsseitigen als auch an vorangehenden und nachfolgenden Flächen gewidmet werden. Es gilt, die Anforderungen an die Griffigkeit und die Längsebenheit auch dort einzuhalten. Daher sollte beim Texturgrinding in der ersten Bahn am linken Fahrbahnrand bis zur Kante texturiert werden. Am rechtsseitigen Rand der äußeren Grindingbahn im Seitenstreifen kann der Übergang zum unbearbeiteten Bereich entweder mit zum Rand der Grindingbahn hin abnehmender Schnitttiefe (auslaufend) oder als Stufe ausgebildet werden. Wird die Schnitttiefe zum Rand hin reduziert ausgeführt, verringert sich auch die Texturtiefe und führt zu verminderter Griffigkeit und Dauerhaftigkeit. Die spätere Nutzung des Seitenstreifens (z. B. bei einer temporären Verkehrsführung) ist so gegebenenfalls eingeschränkt. Wird hingegen eine Stufe ausgebildet, kann bis zum Rand der Grindingbahn eine gleichbleibende Texturtiefe und Griffigkeit erzielt werden.

Bei Anschlüssen an nicht zu texturierende Flächen wie vorangehenden/nachfolgenden Streckenabschnitten, Brücken, Brückenvorfeldern, Fertigteilrinnen oder sonstigen Einbauteilen sollten die an den Grindingbereich angrenzenden Fahrbahnflächen zum Zeitpunkt des Grindings bereits höhengleich hergestellt sein, damit der Fahrbereich der Grindingmaschine gewährleistet ist und keine Verzögerungen im Bauablauf entstehen. Die Schnitttiefe sollte in Längsrichtung dann gleichmäßig über maximal 15 m auslaufend angepasst werden, damit auch hier keine Stufen entstehen und der Fahrkomfort nicht beeinträchtigt wird. Im Fall von beispielsweise schräg zur Fahrbahn verlaufenden Übergängen (z. B. an schiefwinkligen Bauwerken/Fahrbahnübergängen) sollte unbedingt vor Ausführung der Grindingarbeiten gemeinsam mit dem Auftraggeber festgelegt werden, wie und in welchem Flächenbereich der Texturübergang ausgeführt werden soll. Die Texturierung der Übergangsbereiche sollte im Vorfeld bei Festlegung des Schneidplans mit dem Auftraggeber abgestimmt werden, auch um gegebenenfalls den Bauablauf entsprechend anzupassen.

Im Bereich von Anschlussstellen sind die Grindingbahnen grundsätzlich in voller Breite der freien Strecke parallel zur Hauptfahrbahn weiterzuführen. Bei Aufweitungen des Querschnittes sollten zusätzliche Grindingbahnen angelegt werden, um Bereiche in Betonbauweise möglichst vollständig mit einer anforderungsgerechten Oberflächentextur herzustellen.

In Aufweitungs- und Übergangsbereichen zu Rampen können die Richtwerte für Überschneidungsbereiche keine Anwendung finden, da hier aufgrund der angrenzenden kleineren Kurvenradien gegebenenfalls größere Überschneidungsbreiten zu erwarten sind. Zudem können beim Anarbeiten von Rampenbereichen Zwickel entstehen, in denen sich Grindingbahnen in unterschiedlicher Ausrichtung überschneiden. Die Oberfläche weicht dann von der gleichmäßigen Textur der durchgehenden Bahnen auf dem Hauptquerschnitt ab. Auf diese Bereiche sollte im Schneidplan entsprechend hingewiesen und das Vorgehen sollte entsprechend abgestimmt werden.

Des Weiteren kann es auch beim Wechsel der Querneigung innerhalb des Fahrbahnquerschnittes (Dachprofil, gegenläufiges Quergefälle in Fahrbahn und Ein-/Ausfädelstreifen) zu Stufen zwischen einzelnen Grindingbahnen kommen, die über die Richtwerte für die Höhenversätze auf freier Strecke hinausgehen. Höhenversätze > 4 mm sollten nachträglich beseitigt werden, um auch hier den Fahrkomfort durch mögliche Führungseffekte in Längsrichtung zu vermeiden. Um in den Rampen einen gleichmäßigen Übergang zur angeschlossenen Fahrbahn gewährleisten zu können, sollte die Grindingtextur in der angrenzenden Verkehrsfläche auslaufen (s. M TG, Abschnitt 5.5). Der Hinweis, dass die erhöhten Ebenheitsanforderungen in diesen Bereichen aufgrund der Rahmenbedingungen technisch nicht sicher erreichbar sind, sollte ebenfalls im Schneidplan festgehalten werden.

6 Überprüfung der fertigen Oberfläche

6.1 Eigenüberwachung

Bei der Herstellung der Oberfläche kommt der kontinuierlichen visuellen Kontrolle der Oberflächentextur unmittelbar hinter der Grindingmaschine besondere Bedeutung zu.

Im Zuge der Eigenüberwachung wird daher empfohlen, durch kontinuierliche visuelle Kontrolle

• die vollständige Entfernung der Mörtelschicht,
• das Anschneiden der groben Gesteinskörnung,
• die homogene Rillentiefe auf der Arbeitsbreite der Schneidwelle,
• das gleichmäßige Brechen der Stege über die Arbeitsbreite der Schneidwelle,
• die Überschneidungsbereiche der Grindingbahnen

zu überwachen. Nur so können Unregelmäßigkeiten in der Schnitttiefe und der Texturhomogenität rechtzeitig erkannt und im weiteren Arbeitsfortschritt behoben werden. In der Regel kann dadurch sichergestellt werden, dass die Oberfläche den Anforderungen an eine homogene Oberflächentextur entspricht. Aufgrund dieser Bedeutung sollte die visuelle Kontrolle nur durch erfahrene Mitarbeitende durchgeführt werden.

Die Herstellung einer ausreichenden Texturtiefe sollte zudem alle 1.000 m mittels stationärer Texturmessverfahren überprüft und dokumentiert werden (M TG, Tabelle 4).

Zum Nachweis einer ausreichenden Texturtiefe können unterschiedliche stationäre Messverfahren zum Einsatz kommen. Es stehen zirkulare Texturmessverfahren (ZTM) und lineare Texturmessverfahren zur Verfügung. Aktuell liegt nur für das ZTM eine Technische Prüfvorschrift vor [7], die in Kombination mit den im M TG getroffenen Festlegungen für die Texturprüfung auch auf Grindingoberflächen angewendet werden kann. Zur Arbeitserleichterung wird die Verwendung eines linearen Texturmesssystems empfohlen, da es Oberflächenprofile über längere Fahrbahnabschnitte von bis zu 2 m erfassen kann. Sollten bei der Überprüfung der Textur in Querrichtung der Fahrbahn Unterschreitungen der empfohlenen Texturtiefe festgestellt werden, kann zur Kontrolle das ZTM herangezogen werden.

Schnellfahrende Messverfahren zur Messung der Texturtiefe gemäß DIN EN ISO 13473-1: 2021 [8], die nur einzelne Texturprofile aufzeichnen, sind auf Oberflächen mit Texturgrinding hingegen grundsätzlich nicht geeignet. Aufgrund der längsgerichteten Rillen und Stege kann es durch den wiederholten, unregelmäßigen Versatz des Lasermesspunkts in der Rille und auf dem Steg während der Messung zu falschen Ergebnissen hinsichtlich der Texturtiefe kommen. Dies betrifft auch die aktuell eingesetzte Messtechnik zu Überprüfung der Ebenheit gemäß TP Eben – Berührungslose Messungen [9]. Die Prüfung der Ebenheit erfolgt daher, bis zur Entwicklung geeigneter Messtechnik, gemäß TP Eben – Berührende Messungen [10] mit dem Planografen.

Griffigkeitsmessungen hingegen können schnellfahrend gemäß TP Griff-StB [11] wie gewohnt durchgeführt werden.

6.2 Prüfungen an der fertigen Oberfläche

Die messtechnische Überprüfung der Oberflächentextur erfolgt an der fertig hergestellten Fläche. Die Überprüfung der Texturtiefe sollte jedoch vor einer eventuellen Herstellung von Groovingrillen erfolgen, da diese die Makrotextur, welche dem Reifen im Kontaktfall zur Verfügung steht, unrealistisch überhöht abbildet. Da die Grindingbahnen über längere Streckenabschnitte nebeneinander angelegt werden, dient eine Erfassung der MPD-Werte über den gesamten Querschnitt der Überprüfung und Sicherstellung der Texturqualität über die Länge der Grindingbahn hinweg.

Je nach Werkzeug- und Gesteinsparametern verändert sich mit zunehmender Abnutzung der Schneidblätter auch die entstehende Textur. Da diese Randbedingungen sowie die Länge der Arbeitsbahnen von Herstellung zu Herstellung variieren, wird im M TG eine Messung über den gesamten Querschnitt alle 500 m empfohlen. Zur vereinfachten und schnelleren Überprüfung der Texturtiefe können, wie in der Eigenüberwachung, als Arbeitserleichterung lineare Texturmessverfahren eingesetzt werden. Werden dann Abweichungen von empfohlenen mittleren Texturtiefen von 0,70 mm festgestellt, sollten die Ergebnisse mit dem ZTM überprüft werden. Zusätzlich kann es sinnvoll sein, die Texturtiefe vor und nach Wellenwechseln an der einzelnen Bahn zu prüfen. Hierbei muss darauf hingewiesen werden, dass Schneidwellen am Anfang und am Ende ihres Einsatzes sehr unterschiedliche Texturen erzeugen können.

Zusätzlich sollte an den Messlinien für die Texturtiefe auch die Einhaltung der Überschneidungsbereiche der Grindingbahnen überprüft werden.

7 Zusammenfassung und Ausblick

Mit dem „Merkblatt Texturgrinding“ (M TG) wurde den Erprobungen des Texturgrindings der vergangenen Jahre Rechnung getragen und die Rand- und Rahmenbedingungen für die reproduzierbare Herstellung einer griffigen und geräuschmindernden Oberflächentextur für Betonfahrbahndecken zusammengestellt. Das M TG enthält Empfehlungen für die Vorbereitung und Herstellung von Texturgrindingoberflächen. Der sorgfältigen Abstimmung des Schneidplans mit dem Auftraggeber, insbesondere hinsichtlich der Ausführung von Übergangsbereichen sowie Anschlussstellen, kommt besondere Bedeutung zu. Während der Ausführung sollte der gewissenhaften visuellen Kontrolle der Texturqualität direkt hinter der Grindingmaschine besondere Aufmerksamkeit gewidmet und diese von erfahrenem Personal durchgeführt werden.

Werden die Hinweise und Arbeitshilfen im M TG befolgt, ist davon auszugehen, dass eine hochwertige und langlebige Oberflächentextur hergestellt werden kann.

Mit der Veröffentlichung des M TG wurde auch der Grundstein für eine Feststellung des DSD-Werts für diese Bauweise gelegt.

Die Einstufung der Bauweise Texturgrinding in die Systematik der akustischen Straßendeckschichtkorrekturen D_SD gemäß Tabelle 4a der „Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen“ RLS-19 [12] fehlt derzeit noch. Hierzu sind umfangreiche Messungen an Betriebsstrecken nach der Statistischen Vorbeifahrtmethode (SPB) und der Nahfeldmessmethode für das Reifen-Fahrbahn-Geräusch (CPX) nach den TP KoSD-19 [13] notwendig. Voraussetzung für die Feststellung des D_SD-Werts ist das Vorliegen von SPB- und CPX-Messergebnissen für mindestens fünf Straßenabschnitte mit Decken bzw. Deckschichten, die seit mindestens sechs Jahren unter Verkehr liegen und unterschiedlichen Baumaßnahmen oder Baulosen, die möglichst weit über Deutschland verteilt sind, zugeordnet sind. Die SPB-Messungen dienen der Feststellung der absoluten Höhe der Straßendeckschichtkorrektur. Die CPX-Messungen liefern hingegen Erkenntnisse für die Bewertung der Homogenität der akustischen Oberflächeneigenschaften, die in die Feststellung des D_SD-Werts eingeht. Dazu müssen die CPX-Messungen auf Außerortsstraßen über eine Länge von mindestens 1.000 m jeder einzelnen der Strecken durchgeführt werden.

Die D_SD-Werte werden getrennt für Pkw und Lkw und nicht nur für Außerortsstraßen mit zulässigen Höchstgeschwindigkeiten über 60 km/h, sondern – soweit die Bauweise dort in ausreichender Anzahl realisiert wurde – auch auf Innerortsstraßen mit zulässigen Höchstgeschwindigkeiten von bis zu 60 km/h ermittelt. Strecken mit Texturgrinding wurden auf Innerortsstraßen jedoch bis heute nur vereinzelt realisiert.

Mit Feststellung des D_SD-Werts lassen sich vom Straßenbaulastträger rechtlich bindende quantitative Darstellungen der Lärmbelastung an Straßen, auf denen Decken bzw. Deckschichten mit dem im M TG beschriebenen Texturgrinding hergestellt wurden, erstellen. Dies betrifft sowohl die gesetzlich vorgeschriebenen Darstellungen im Rahmen der Lärmvorsorge nach Verkehrslärmschutzverordnung [14], wie sie in Planfeststellungs- und Bauleitplanverfahren vorzusehen sind, als auch entsprechende Nachweise bei behördlich gesondert angeordneten Maßnahmen im Rahmen der Lärmsanierung. Die im Sinne der Verkehrslärmschutzverordnung rechtssichere Anwendung der Bauweise Texturgrinding ist dann gewährleistet.

Nach vorliegenden Erkenntnissen ist davon auszugehen, dass die D_SD-Werte für Grindingoberflächen der Typen S und S+ im Bereich von -2,5 dB bis -3,5 dB liegen werden.

Es wird laufend an der Weiterentwicklung des im M TG beschriebenen Verfahrens zur Herstellung griffiger und geräuschmindernder Betonoberflächen durch Texturierung des Festbetons gearbeitet. Die weiteren Schritte betreffen insbesondere die Stabilisierung der geräuschmindernden Wirkung über lange Zeit, um das derzeit festzustellende Nachlassen der anfänglich hohen Geräuschminderungswerte von bis zu -6 dB zu reduzieren. Anpassungen sowohl der Texturierung als auch der Materialzusammensetzung an der Oberfläche der Betondecke spielen hierbei eine Rolle.

Literaturverzeichnis

1. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Bauliche Erhaltung von Verkehrsflächenbefestigungen – Betonbauweisen (ZTV BEB-StB), Ausgabe 2002, Köln (zurückgezogen)
2. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Bauliche Erhaltung von Verkehrsflächenbefestigungen – Betonbauweisen (ZTV BEB-StB), Ausgabe 2015, Köln (FGSV 898)
3. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Merkblatt Texturgrinding (M TG), Ausgabe 2023, Köln (FGSV 828)
4. 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)
5. 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), Ausgabe 2007/Fassung 2008, Köln (FGSV 899)
6. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften zur Bestimmung der Dicken von Oberbauschichten im Straßenbau (TP D-StB), Ausgabe 2012, Köln (FGSV 774)
7. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften für Texturmessungen im Verkehrswegebau, Teil: Zirkulares Texturmessverfahren (ZTM) (TP Textur-StB (ZTM) 20), Ausgabe 2020, Köln (FGSV 405/1)
8. DIN EN ISO 13473-1:2021: Charakterisierung der Textur von Deckschichten unter Verwendung von Oberflächenprofilen – Teil 1: Bestimmung der mittleren Profiltiefe, Ausgabe November 2021, Beuth Verlag, Berlin
9. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften für Ebenheitsmessungen auf Fahrbahnoberflächen in Längs- und Querrichtung, Teil: Berührungslose Messungen (TP Eben – Berührungslose Messung), Ausgabe 2009, Köln (FGSV 404/2)
10. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften für Ebenheitsmessungen auf Fahrbahnoberflächen in Längs- und Querrichtung, Teil: Berührende Messungen (TP Eben Berührende Messung), Ausgabe 2017, Köln (FGSV 404/1)
11. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften für Griffigkeitsmessungen im Straßenbau, Teil: Seitenkraftmessverfahren (SKM) (TP Griff-StB (SKM)), Ausgabe 2007, Köln (FGSV 408/1)
12. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen (RLS-19), Ausgabe 2019, Köln (FGSV 052)
13. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften zur Korrekturwertbestimmung der Geräuschemission von Straßendeckschichten (TP KoSD), Ausgabe 2019, Köln (FGSV 053)
14. Sechzehnte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes – Verkehrslärmschutzverordnung, Juni 1990 (BGBl. I S. 1036), zuletzt geändert durch Artikel 1 der Verordnung vom 4. November 2020 (BGBl. I S. 2334)