Den mit einer Zunahme des Straßenverkehrs in Deutschland verbundenen Unfallzahlen kann nur durch eine verstärkte Verkehrssicherheit entgegengewirkt werden. Gerade das Abkommen von der Fahrbahn außerorts auf Bundesautobahnen ist eine der häufigsten Unfallarten und weist zudem eine überdurchschnittliche Schwere auf. Eine Möglichkeit dem entgegenzuwirken, ist das Aufstellen von modernen Fahrzeug-Rückhaltesystemen aus Beton. Die ersten Fahrzeug-Rückhaltesysteme aus Beton wurden Ende der 1970er Jahre in Deutschland installiert, um unter anderem eine sichere Trennung entgegengesetzter Verkehrsströme zu gewährleisten. Die positive Entwicklung der Unfallzahlen in Deutschland sowie die guten Erfahrungen mit diesem Fahrzeug-Rückhaltesystem führten erstmals im Jahr 1989 zu einer Aufnahme dieser Bauweise in die technischen Regelwerke. Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der nationalen und internationalen Regelwerke haben sich die Fahrzeug-Rückhaltesysteme aus Beton in Deutschland sehr gut etabliert. Bestätigt wird dies durch den Bau von Ortbetonschutzwänden im Autobahnmittelstreifen bei aktuell fünf von sechs PPP-Projekten. Die moderne Gestaltung von Straßen und die zukünftigen technischen Regelwerke fordern eine umfassende Anwendbarkeit von Rückhaltesystemen in den verschiedensten Einbausituationen sowie eine Berücksichtigung der Aspekte Sicherheit, Insassenbelastung, Dauerhaftigkeit, Unterhaltungs-/ Reparaturfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit. Fahrzeug-Rückhaltesysteme aus Beton können heutzutage zweimal schneller hergestellt werden als vergleichbare andere hochwertige Fahrzeug- Rückhaltesysteme. Tagesendfugen und Reparaturstellen, welche nach europäischer Norm crashgetestet wurden, bieten nachweislich einen zuverlässigen Durchbruchschutz. Die Verwendung von korrosionsgeschützten Bewehrungselementen stellt im Falle einer extremen Rissbildung im Beton die Leistungsfähigkeit dauerhaft sicher. Selbst eine der größten technischen Herausforderungen, den Anprall von schweren Fahrzeugen ohne Systemverformung abzufangen und gleichzeitig ein weiches Anprallverhalten für leichte Pkw zu gewährleisten, wurden mittlerweile eindeutig und reproduzierbar an mehreren Systemen gelöst. Moderne Fahrzeug-Rückhaltesysteme aus Beton erfüllen durch die Weiterentwicklung bestehender Systeme und durch die Verbesserung der Technologien schon jetzt die Anforderungen von morgen.

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

1 Was sind Fahrzeug-Rückhaltesysteme?

Fahrzeug-Rückhaltesysteme sind an Straßen errichtete Systeme, welche ein von der Fahrbahn abkommendes Fahrzeug aufhalten und rückleiten beziehungsweise umlenken soll. Diese sind Streckensysteme, Übergangskonstruktionen, Anfangs- und Endkonstruktionen sowie Anpralldämpfer.

Bei den Streckensystemen existieren zum einen die Schutzeinrichtungen aus Stahl und zum anderen die Schutzeinrichtungen aus Beton.

Stahlschutzplanken sind Fahrzeug-Rückhaltesysteme, welche eine lange Tradition haben. Sie können mittlerweile an allen Straßen aufgrund ihrer Produktvielfalt eingesetzt werden. Schutzeinrichtungen aus Beton unterteilt in Betonschutzwandfertigteile und Betonschutzwände in

Bild 1: Schutzeinrichtung aus Stahl

Bild 2: Schutzeinrichtung aus Beton

Bild 3: Schutzeinrichtung aus Stahl

Bild 4: Schutzeinrichtung aus Beton

Ortbetonbauweise sind wirtschaftlich, leistungsstark, dauerhaft und sicher. Schutzeinrichtungen aus Stahl sind in Bezug auf ihr Leistungsvermögen ganz wesentlich auf die Mitwirkung des Baugrundes angewiesen. Betonschutzwände dagegen funktionieren eigenständig. Deswegen empfiehlt sich der Einsatz von Fahrzeug-Rückhaltesystemen aus Beton.

2 Historische Entwicklung der Fahrzeug-Rückhaltesysteme

Fahrzeug-Rückhaltesysteme aus Beton haben sich in den letzten 40 Jahren enorm entwickelt. Erstmals im Jahr 1972 erschien die ,,Richtlinie für abweisende Schutzeinrichtungen an Bundesfernstraßen". Sie enthielt nur Vorgaben für Stahlschutzplankensysteme. Ende der 1970er Jahre wurden die ersten Betonschutzwände in Deutschland errichtet. Im Jahr 1980 wurden im Bundesgebiet insgesamt 3.700 m Betonschutzwände realisiert, mit dem Hauptziel entgegengesetzte Fahrströme bei fehlenden oder schmalen Mittelstreifen sicher voneinander zu trennen. Bis Ende 1984 wurden nun schon 19.850 m Betonschutzwand installiert. Der Hauptgrund für diese Zunahme war die große Anzahl an Unfällen, die durch Fahrzeuge entstanden, die die mittleren Begrenzungen überfuhren [1]. Diese Erfahrungen wurden 1989 in die ,,Richtlinien für passive Schutzeinrichtungen an Straßen" (RPS 89) eingearbeitet. In diesem Regelwerk werden die Einsatzbereiche von Betonschutzwänden und Stahlschutzplanken genau definiert. In der Erweiterung zur RPS 89, dem Allgemeinen Rundschreiben 1996 (ARS 1996) wurde zum ersten Mal von geprüften Systemen gesprochen. Bis Ende 1996 wurden 832.000 m Betonschutzwand installiert, 40mal so viel wie 1984 [1]. Die Betonschutzwand gewinnt mehr und mehr an Bedeutung.1998 wurde ein Meilenstein eingeführt, die DIN EN 1317-2. Hiernach werden die passiven Schutzeinrichtungen nicht mehr nach ihrer Art eingeteilt, sondern sie müssen bestimmten Anforderungen genügen. Anhand dreier Kriterien, die das Aufhalten eines Fahrzeuges beschreiben, werden Leistungsklassen vorgegeben.

Die drei wesentlichen Kriterien für dauerhafte Fahrzeug-Rückhaltesysteme sind: ­

- Aufhaltestufe (N1, N2, H1,H2 und H4b), ­

- Anprallschwere (A und B), ­

- Wirkungsbereich (W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7 und W8).

Die Zuordnung einer Aufhaltestufe zu einem Fahrzeug-Rückhaltesystem erfolgt durch zwei Realversuche, welche in der DIN EN 1317-2 beschrieben sind. Ein Versuch mit dem schweren Fahrzeug soll das maximale Aufhaltevermögen testen sowie die seitliche Auslenkung. Durch einen Versuch mit dem leichten Fahrzeug wird die Anprallschwere ermittelt. Das FahrzeugRückhaltesystem muss hierbei in der Lage sein, beide Fahrzeuge aufzuhalten und umzulenken, ohne dass die Fahrzeuginsassen übermäßig belastet werden. Die hier geschaffene Norm dient zur Harmonisierung der Prüfbedingungen innerhalb der Europäischen Union und ermöglicht somit eine Vergleichbarkeit der Fahrzeug-Rückhaltesysteme. Im Jahr 2010 wurden die aktuellen ,,Richtlinien für passiven Schutz an Straßen durch Fahrzeug-Rückhaltesysteme" (RPS) (FGSV 343) und ,,Einsatzfreigabeverfahren für Fahrzeug-Rückhaltesysteme" der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) verbindlich eingeführt. Die RPS beabsichtigt eine systemneutrale Regelung des Einsatzes von Fahrzeug-Rückhaltesystemen. Sie fordert FahrzeugRückhaltesysteme der Anprallheftigkeitsstufe (ASI) A oder B, C nur in Ausnahmefällen. Das Einsatzfreigabeverfahren ist eine zentrale Übersicht der einsetzbaren Fahrzeug-Rückhaltesysteme für den jeweiligen Einsatzort.

Heute werden jährlich ca. 250 bis 300 km Betonschutzwände gebaut. Bei 5 von 6 PPP-Projekten werden Betonschutzwände im Mittelstreifen hergestellt. Und hierfür gibt es gute Gründe, die im nachfolgenden Abschnitt näher beschrieben werden.

3 Merkmale moderner Fahrzeug-Rückhaltesysteme aus Beton

3.1 Zweimal schneller

Eine Montagekolonne (bestehend aus 6 bis 8 Personen) ist heute in der Lage, 500 m Betonschutzwand in einer 10-Stunden-Schicht herzustellen. Es ist somit eine ca. 2 x höhere Einbauleistung zu anderen Fahrzeug-Rückhaltesystemen gleicher Leistungsklasse. Durch die hohe Montageleistung können die Kosten auf ein Minimum begrenzt werden. Verkehrsbeschränkungen können ebenfalls auf das notwendige Maß reduziert werden. Alles in Allem sind die Montagekosten sowie die volkswirtschaftlichen Belastungen geringer als bei vergleichbaren anderen Fahrzeug-Rückhaltesystemen [2].

Bild 5: Herstellung einer Betonschutzwand in Ortbetonbauweise

3.2 Reparaturfreundlich

Unfallschäden an Betonschutzwänden sind nach einem leichten Anprall (z. B. Pkw oder Transporter) so geringfügig, dass das Fahrzeug-Rückhaltesystem in seiner Funktionsfähigkeit nicht beeinträchtigt ist. Es müssen somit keine weiteren Maßnahmen eingeleitet werden. Es entfällt im Gegensatz zu anderen Fahrzeug-Rückhaltesystemen die Ermittlung des Unfallverursachers, die Reparatur der Schadstelle einschließlich der daraus entstehenden Verkehrsbehinderungen.

Bei größeren Unfällen mit Lkw bei denen die Betonschutzwand beschädigt wird, gibt es mittlerweile auch die nach EN 1317-2 geprüfte Reparaturstelle. Durch diese neuartige Konstruktion ist es erstmals möglich, die beschädigten Teilstücke auszutauschen und die volle Schutzwirkung der ursprünglichen Konstruktion wiederherzustellen.

Bild 6: Betonschutzwand nach einem Pkw-Anprall

Bild 7: Betonschutzwand nach einem Lkw-Anprall an einer nach EN 1317-2 geprüften Reparaturstelle, System: DELTA BLOC ,,EP-REP"

3.3 Leistungsstark

Während andere Fahrzeug-Rückhaltesysteme nach dem Prinzip der Minimalisierung aus Kostengründen entwickelt werden, ist bei jedem Fahrzeug-Rückhaltesystem aus Beton eine Leistungsreserve vorhanden. Auch den zukünftigen steigenden Ansprüchen und Anforderungen genügen bereits die heutigen Fahrzeug-Rückhaltesysteme aus Beton.

Bild 8: Lkw-Unfall auf der BAB A 5 Malsch-Offenburg

3.4 Dauerhaft

Mittlerweile enthalten die besonders guten Betonschutzwände verzinkte Bewehrungselemente. Selbst im Fall einer Rissbildung besteht die Gefahr des Korrodierens nicht. Das System bleibt dauerhaft leistungsfähig.

Bild 9: Betonschutzwand in Ortbetonbauweise mit verzinkten Bewehrungselementen, SystemDELTA BLOC ,,EP 80 B-E"

3.5 Sicher

Auch Betonschutzwände in Ortbetonbauweise besitzen Anprallheftigkeitsklassen von B, diejenigen welche auch bei ,,weicheren" Schutzeinrichtungen existieren. Sie liegen somit auf einer Höhe mit vergleichbaren anderen Fahrzeug-Rückhaltesystemen.

Bild 10: Anprallprüfung TB 11 an einer Betonschutzwand in Ortbetonbauweise

3.6 Untergrundabhängig

Ein modernes Fahrzeug-Rückhaltesystem aus Stahl ist im Wesentlichen auf die Mitwirkung des Baugrundes bei deren Wirkung angewiesen. Bei gerammten Systemen muss der Baugrund den Verhältnissen der durchgeführten Anprallprüfung entsprechen. Andere Bodenverhältnisse und andere Umgebungsbedingungen bergen hier ein erhebliches Risiko für den Auftraggeber, da er das Baugrundrisiko trägt.

Die Tabelle 1 spiegelt die Ergebnisse einer geotechnischen Studie wider. Der ,,Idealfall", also die Bedingungen der Anprallprüfung, ist die Basis der Betrachtung. Hier ist ein Stahlpfosten in einem dicht gelagerten Kiessand und ebenem Gelände 1,20 m tief eingerammt. Der prozentuale Kraftanteil an aufnehmbarer Kraft wird 100 % gleichgesetzt. Es wird deutlich, dass sich für die Anprallprüfungen im dicht gelagerten Kiessand-Gemisch die besten Ergebnisse der Kraftaufnahme ergeben. Die Werte nehmen drastisch ab, wenn beispielsweise Mutterboden angedeckt wird oder sich die Schutzeinrichtung an einer Böschung befindet. Liegen nunmehr nicht die optimalen Bedingungen hinsichtlich des Bodens mit dicht gelagertem Kiessand vor, sondern steht beispielsweise locker gelagerter Sand an, reduzieren sich die aufnehmbaren Kräfte deutlich. Bei steiferen bindigen Schichten wie Lehm führt der Kohäsionsanteil zu einer kleineren Verbesserung, wobei bei weichen Böden dann wieder eine um ein Vielfaches verringerte Kraftaufnahme festzustellen ist. Analog reduzieren sich die Werte bei einer Mutterbodenandeckung beziehungsweise bei dem Fahrzeug-Rückhaltesystem an der Böschung zum Teil sehr deutlich. Dies bedeutet im Ergebnis, dass umfangreiche kostenaufwendige Bodenaustauscharbeiten zwangsläufig die Folge sind, damit das Fahrzeug-Rückhaltesystem aus Stahl sein Leistungsvermögen entsprechend der Anprallprüfung besitzt [3].

Tabelle 1: Ergebnis der Parameterstudie, prozentualer Anteil der maximalen Krafteinleitung, gemessen am Idealfall = Geländemodell und Untergrund entsprechend der Anpralltests (IfG 2013) [3]

Fahrzeug-Rückhaltesysteme aus Beton sind sicher. Die Auflagerfläche muss lediglich gemäß den Bedingungen der Anprallprüfung hergestellt werden. Dies kann mittels handelsüblichen Verdichtungskontrollen zügig und einfach und ohne Risiko für den Auftraggeber nachgewiesen werden. Nach der Herstellung der entsprechenden Auflagerbedingungen beziehungsweise Fundamentierungen gemäß Anprallprüfung kann das Fahrzeug-Rückhaltesystem aus Beton danach ohne Risiko und Zusatzkosten hergestellt werden. Es ist somit ein unabhängig vom Untergrund wirkendes System und ohne Risiko für Auftraggeber und Auftragnehmer [2].

Bild 11: Übersicht Betonschutzwand in Ortbetonbauweise in verschiedenen, nach DIN EN 1317-2 geprüften, Auflagerbedingungen [4]

4 Praxis

Hierbei geht es darum, die Frage zu beantworten ,,Wo setzt man welche Fahrzeug-Rückhaltesysteme aus Beton im Autobahnmittelstreifen ein?"

Die beste Lösung wird dadurch erzielt, indem der Autobahnmittelstreifen ganzheitlich betrachtet wird und Betonschutzwandfertigteile mit Betonschutzwänden in Ortbetonbauweise aus einem Modul der Einsatzfreigabeliste der Bundesanstalt für Straßenwesen miteinander kombiniert werden.

4.1 Einsatzfall Strecke

Auf der Strecke bietet sich der Einsatz von Ortbetonschutzwänden an. Es ist eine schnelle, wirtschaftliche, leistungsstarke, sichere und dauerhafte Bauweise, auch aufgrund der verzinkten Bewehrung. Das System kann je nach Untergrund (Schotter, Asphalt oder Beton) gewählt werden. Hier gibt es für jede Einbausituation nach DIN EN 1317-2 geprüfte Systeme in der Anprallheftigkeitsstufe B. Auch crashgetestete Tagesendfugen und Reparaturstellen stehen zur Verfügung und bieten einen durchgehenden Durchbruchschutz.

4.2 Einsatzfall Mittelstreifenüberfahrt

Mittelstreifenüberfahrten aus Betonschutzwandfertigteilen in ASI B bieten sich hervorragend an, um eine schnelle und einfache Veränderung der Verkehrsströme bei Dauerbaustellen und besonderen Situationen (z. B. einem Unfall) zu ermöglichen.

4.3 Einsatzfall Brückenbauwerk

Für ein qualitätsgerechtes und beständiges Bauen unter Verkehr bei Schwingungen des Brückenbauwerkes bieten sich ebenfalls Betonschutzwandfertigteile mit integrierten Dilatationen an.

4.4 Sonstige Anwendungen

Um nun den Anschluss an weiterführende und bestehende Fahrzeug-Rückhaltesysteme sicher zu gewährleisten, werden heutzutage in Deutschland alle Übergangskonstruktionen von Beton auf Stahl und Ortbeton auf Betonschutzwandfertigteil als geprüfte Systeme nach DIN V ENV 1317-4 ausgeführt.

5 Fazit

Moderne Fahrzeug-Rückhaltesysteme aus Beton erfüllen durch die Weiterentwicklung bestehender Systeme und durch die Verbesserung der Technologien schon jetzt die Anforderungen der Verkehrsbelastungen und Regelwerke von morgen.

Literaturverzeichnis

1 Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Verkehrstechnik, Heft V 112 (2004): Einsatzkriterien für Betonschutzwände

2 Gütegemeinschaft Betonschutzwand und Gleitformbau e.V. (2011): Moderne Betonschutzwände

3 Gütegemeinschaft Betonschutzwand und Gleitformbau e.V.: Bedeutung des Baugrundes für gerammte Schutzeinrichtungen von Dr. Jochen Zirfas und Ralph Schäffer, Ausgabe Juli 2013, Newsletter

4 DELTA BLOC International (2013): Produktinformation EP 80-Serie Die neuen Ortbetonschutzwände für Straße und Autobahn