| FGSV-Nr. | FGSV B 36 |
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| Ort | Halle |
| Datum | 27.09.2023 |
| Titel | Die TP B-StB – Eine Sammlung, die mitwächst |
| Autoren | Stefan Pichottka |
| Kategorien | Betonstraßen |
| Einleitung | Mit der Erarbeitung der „Technischen Prüfvorschriften für Verkehrsflächenbefestigungen – Betonbauweisen“ (TP B-StB) entsteht ein umfassendes Regelwerk, das als Grundlage für eine erfolgreiche Umsetzung der Bauweise durch Sicherung einer hohen Qualität in der Bauausführung und Abnahme anhand objektiver Kriterien dient. Die Prüfleistung hat im Rahmen der Produktionssteuerung einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der Ausführung und ermöglicht als Grundlage für die Abnahme die objektive Erkenntnis über die Einhaltung der vertraglich geschuldeten Beschaffenheit. Im Sinne der Nachhaltigkeit ist auf die Qualität der ausgeführten Leistung ein hohes Augenmerk zu legen, um das Maß an baulichen Imperfektionen so gering wie möglich zu halten. Hier bietet die Einführung statistischer Kenngrößen zur Ermittlung der charakteristischen Werte (Quantile) für die Parameter Spaltzugfestigkeit und Deckendicke eine wesentliche Grundlage für die Erhöhung der Dauerhaftigkeit, da hierdurch die Gleichmäßigkeit der Herstellung ein wesentlicher Bestandteil der abnahmerelevanten Kenngröße wird. Die TP B-StB befindet sich in stetiger Bearbeitung und Weiterentwicklung infolge der Anpassung an die Anforderungen aus der bauvertraglichen Abwicklung der Baumaßnahmen, der Dimensionierung und auch Bewertung der Substanz. Als vorteilhaft erweist sich hier die Aufstellung des Regelwerkes als Loseblattsammlung mit der entsprechenden Flexibilität für die Ergänzung oder Überarbeitung einzelner Regelungen. Die einzelnen Teile der TP B-StB wurden auf der Grundlage der jeweils zutreffenden Normen erarbeitet. Diese Normen sind jeweils in den einzelnen Teilen der TP B-StB aufgeführt. Mit den TP B-StB werden verfahrenstechnische Einzelheiten dieser Normen weiter präzisiert sowie, soweit vorhanden, um Daten zur Verfahrenspräzision ergänzt. Weiterhin sind Prüfverfahren enthalten, für die es keine entsprechende Norm gibt. Es liegen noch nicht alle Teile der TP B-StB vor, daher bleiben die jeweiligen Abschnitte der „Technischen Prüfvorschriften für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton“ (TP Beton-StB 10) weiter in Kraft, bis die entsprechenden Teile der TP B-StB erarbeitet wurden. |
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| Volltext | Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und eine Tabelle.1 EinleitungMit der Erarbeitung der „Technischen Prüfvorschriften für Verkehrsflächenbefestigungen – Betonbauweisen“ (TP B-StB) entsteht ein umfassendes Regelwerk, das als Grundlage für eine erfolgreiche Umsetzung der Bauweise durch Sicherung einer hohen Qualität in der Bauausführung und Abnahme anhand objektiver Kriterien dient. Die Prüfleistung selbst beansprucht Aufwendungen im einstelligen Prozentbereich der Gesamtaufwendungen einer Bauleistung. Sie hat aber im Rahmen der Produktionssteuerung einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der Ausführung bzw. ermöglicht als Grundlage für die Abnahme die objektive Erkenntnis über die Einhaltung der vertraglich geschuldeten Beschaffenheit. Gerade im Sinne der Nachhaltigkeit ist auf die Qualität der ausgeführten Leistung ein hohes Augenmerk zu legen, um das Maß an baulichen Imperfektionen so gering wie möglich zu halten. Hier bietet die Einführung statistischer Kenngrößen zur Ermittlung der charakteristischen Werte (Quantile) für die Parameter Spaltzugfestigkeit und Deckendicke eine wesentliche Grundlage für die Erhöhung der Dauerhaftigkeit, da hierdurch die Gleichmäßigkeit der Herstellung ein wesentlicher Bestandteil der abnahmerelevanten Kenngröße wird. Mit den „Technischen Prüfvorschriften für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton“, Ausgabe 2010 (TP Beton-StB 10), wurden die Arbeitsanweisungen für Prüfungen im Betondeckenbau erstmalig in der Geschichte des Regelwerkes für den Betondeckenbau in Deutschland komplett in einem separaten Regelwerk behandelt. Wie aus dem Namen der TP Beton-StB 10 ersichtlich, wurden hier die Prüfungen im Betondeckenbau mit dem schon vorhandenen Regelwerk „Technische Prüfvorschriften für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln“, Ausgabe 1994 (TP HGT-StB), zusammengeführt. Mit dem Beginn der Erarbeitung der TP B-StB wurde dieser Schritt konsequent fortgeführt. Die TP B-StB werden im endgültigen Zustand die TP Beton-StB 10 ersetzen. Grundsätzlich wird mit den TP B-StB das Prinzip der Loseblattsammlung konsequent umgesetzt und entspricht in dieser Hinsicht somit den
mit der entsprechenden Flexibilität für die Ergänzung oder Überarbeitung einzelner Regelungen. Die einzelnen Teile der TP B-StB wurden auf der Grundlage der jeweils zutreffenden Normen erarbeitet. Diese Normen sind jeweils in den einzelnen Teilen der TP B-StB aufgeführt. Mit den TP B-StB werden verfahrenstechnische Einzelheiten dieser Normen weiter präzisiert und, soweit vorhanden, um Daten zur Verfahrenspräzision ergänzt. Weiterhin sind Prüfverfahren enthalten, für die es keine entsprechende Norm gibt. Es liegen noch nicht alle Teile der TP B-StB vor, daher bleiben Teile der TP Beton-StB 10 weiter in Kraft, bis die entsprechenden Teile der TP B-StB erarbeitet wurden. 2 StrukturDie Grundstruktur der TP B-StB gliedert sich in fünf Abschnitte: 0 Allgemeines 1 Prüfungen an den Ausgangsstoffen 2 Prüfungen an Gemischen und Frischbeton 3 Prüfungen an Probekörpern/Endprodukt 4 Prüfungen an Verbundkörpern 5 Prüfungen der Unterlage und an der fertigen Leistung in situ Die TP B-StB enthalten hierbei die bei der Erst- bzw. Grund-, Bestätigungs-, Eigenüberwachungs- und Kontrollprüfung, werkseigenen Produktionskontrollen sowie bei Schiedsuntersuchungen anzuwendenden Prüfverfahren, soweit sie jeweils in den ZTV Beton-StB, TL Beton-StB, ZTV BEB-StB bzw. TL BEB-StB gefordert werden. Unterschieden wird dabei jeweils in Baustoffe mit hydraulischem Bindemittel und Baustoffe mit chemischem Bindemittel sowie sonstige Baustoffe. Eine prüfverfahrensbezogene Unterscheidung in Erstprüfung und Prüfung im Zuge der Ausführung/Abnahme, wie in den TP Beton-StB 10 praktiziert, ist aufgrund der Beschränkung auf das Prüfverfahren selbst nicht mehr erforderlich. Die TP B-StB enthalten somit die im Neubau sowie in der Erhaltung anzuwendenden Prüfverfahren. Art und Umfang der Prüfungen werden in den jeweiligen Technischen Lieferbedingungen, Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien geregelt. Die Gliederung der Technischen Prüfvorschriften ist immer gleich und entspricht, wie folgt aufgeführt, der Gliederung europäischer Prüfnormen: 1 Anwendung 2 Normative Verweisung 3 Begriffe und Symbole 4 Kurzbeschreibung des Verfahrens 5 Geräte und Prüfmittel 6 Probe 7 Versuchsdurchführung 8 Auswertung und Darstellung des Prüfergebnisses 9 Prüfbericht Neu sind hier für die Technischen Prüfvorschriften im Betonstraßenbau, die Kurzbeschreibung des Prüfverfahrens sowie die Angabe der Präzision des Verfahrens, sofern hierzu Angaben vorliegen. 3 InhalteDer Abschnitt 0 „Allgemeines“ der TP B-StB beinhaltet den Teil 0.1 „Allgemeines und Angaben zum Prüfbericht“, den Teil 0.2 „Statistische Grundlagen zur Auswertung von Prüfergebnissen“ sowie zukünftig den Teil 0.3.01 „Grundlagen für die Erstellung einer Erstprüfung für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln“ und den Teil 0.3.02 „Grundlagen für die Erstellung einer Erstprüfung für Straßenbeton, frühfesten Straßenbeton, Betontragschichten, Schnellbeton“. Der Teil 0.1 der TP B-StB wurde in der aktuellen Ausgabe 2023 um einen Bezug zur TP-Prüfmittelüberwachung-StB ergänzt. Die Prüfmittelüberwachung stellt als wesentliches Element der Qualitätssicherung die Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Einsatzfähigkeit aller Prüfmittel sicher und ist auf die in den TP B-StB aufgeführten Prüfmittel anzuwenden. Da für die Beschreibung der statistischen Kennwerte und hier insbesondere für die Ermittlung der charakteristischen Werte ein übergeordnetes Regelwerk fehlte, wurde dies als Teil 0.2 in die TP B-StB integriert. Die Ermittlung der charakteristischen Werte für die Deckendicke und die Zugfestigkeit als Spaltzugfestigkeit der oberen und unteren Randfaser der Betonfahrbahndecke ist hierbei Grundlage für die rechnerische Dimensionierung nach den „Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung von Betondecken im Oberbau von Verkehrsflächen“ (RDO Beton 09), Ausgabe 2009. Die Anwendung des Teils 0.2 der TP B-StB setzt voraus, dass in den Anforderungen entsprechender Regelwerke das geforderte Quantil und die Irrtumswahrscheinlichkeit angegeben werden. In der aktuellen Ausgabe 2021 des Teils 0.2 der TP B-StB wurden neben der Differenzierung zwischen technischen und statistischen Ausreißern insbesondere Angaben zur im Rahmen der Berechnung von Prüfergebnissen zu verwendenden Stellenzahl und zur Rundung von Prüfergebnissen ergänzt. Grundsätzlich sind Zwischenwerte in Rechenvorgängen nicht zu runden und mit höchstmöglicher Stellenzahl weiterzuverarbeiten. Zu runden ist erst das Endergebnis, der Rundevorgang ist Bestandteil des Prüfverfahrens. Enthält die anzuwendende TP B-StB keine Angaben zur Stellenzahl, so wird ein Verfahren zur Ermittlung der Stellenzahl jetzt im Teil 0.2 der TP B-StB beschrieben. Die Teile 0.3.01 und 0.3.02 sind in dieser Form neu und bieten einerseits dem Ersteller einer Erstprüfung einen Leitfaden und sicheren Rahmen für die Durchführung und dem Auftraggeber oder auch Verwender der Erstprüfung ein Hilfsmittel zur besseren Nachvollziehbarkeit. Die nachfolgenden Bilder zeigen die Ablaufdiagramme aus den entsprechenden Teilen der TP B-StB für eine Erstprüfung für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln (Bild 1) bzw. Erstprüfung für Straßenbeton, frühfesten Straßenbeton, Betontragschichten, Schnellbeton (Bild 2). Bild 1: Ablaufdiagramm Erstprüfung für eine Hydraulisch verfestigte oder Hydraulisch gebundene Tragschicht Bild 2: Ablaufdiagramm Erstprüfung für Straßenbeton, frühfesten Straßenbeton, Betontragschichten, Schnellbeton Der Abschnitt 1 „Prüfungen an den Ausgangsstoffen“ beinhaltet erstmalig eine allseits zugängliche Verfahrensbeschreibung zur Ermittlung der Alkali-Kieselsäure-Reaktivität von Gesteinskörnungen im Rahmen von Schnellprüfverfahren sowie für die Performance-Prüfungen zur Ermittlung des AKR-Potenzials im Rahmen des 60 °C Betonversuchs mit Alkalizufuhr von außen und der Klimawechsellagerung. Unabhängig davon bleibt die Einstufung einer Gesteinskörnung als Zuschlagstoff für Beton der Feuchtigkeitsklasse WS eine gutachterliche Leistung. Mit der Ausgabe 2021 ist in den TP B-StB neu enthalten der Teil 1.1.08 „Rohdichte und Wasseraufnahme“. Hier wurden vorhandene normative Regelungen präzisiert und um betontechnologisch relevante Parameter wie die Kernfeuchte von Gesteinskörnungen ergänzt. Im Abschnitt 2 sind für die baubegleitende Untersuchung an Gemischen und Frischbeton zum Teil Prüfverfahrensanweisungen enthalten, die aufgrund ihrer Praktikabilität Generationen von Regelwerksbearbeitern quasi unverändert überstanden haben und deren Verfahrensbeschreibung auf den Beginn des Betonstraßenbaus auf Fernstraßen in den 30er-Jahren des vorherigen Jahrhunderts zurückgeht. Beispielhaft zu nennen sind hier die Überwachung der Betonzusammensetzung durch die Bestimmung des Wasser-/Zementwertes und die Auswaschung des Betons zur Bestimmung der Kornzusammensetzung unter Berücksichtigung des Feinstsandgehaltes des eingesetzten Sandes. Als weitere Punkte, die sich im Hinblick auf die Prüfung nicht oder nur unwesentlich bis zum heutigen Tage geändert haben, können exemplarisch aufgeführt werden:
Grundsätzlich muss in diesem Zusammenhang festgestellt werden, dass mit dem Beginn des Betonstraßenbaus auf Fernstraßen der Überwachung durch körperliche Prüfung ein hoher Wert beigemessen wurde. So besteht die „Anweisung für den Bau von Betonfahrbahndecken“, Ausgabe 1939 (ABB 1939), aus zwei Teilen. Der erste Teil der ABB 1939 beinhaltet die „Anweisung für die Herstellung von Betonfahrbahndecken“, vergleichbar mit den heutigen TL Beton-StB und ZTV Beton-StB. Er erstreckt sich über 37 Seiten. Dem zweiten Teil der ABB 1939 „Anweisung für die Prüfung bei der Herstellung von Betonfahrbahndecken“ wurde eine mindestens gleichwertige Bedeutung beigemessen. Dieser Teil umfasst inklusive Anlagen 56 Seiten. Für den Abschnitt 3 der TP B-StB „Prüfungen an Probekörpern/Endprodukt“ ist hervorzuheben, dass mit dem Teil 3.1.05 „Spaltzugfestigkeit von Beton an Zylinderscheiben“ die „Arbeitsanleitung zur Bestimmung der charakteristischen Spaltzugfestigkeit an Zylinderscheiben als Eingangsgröße in die Bemessung von Betondecken für Straßenverkehrsflächen“ (AL Sp-Beton) von einer Arbeitsanleitung in eine Prüfvorschrift überführt wurde. Hierauf beruhend wurde parallel die DIN EN 13863-6 aufgestellt und mit der Ausgabe Februar 2022 im Entwurf veröffentlicht. Die Prüfvorschrift dient der Ermittlung der charakteristischen Spaltzugfestigkeit in der oberen und unteren Randfaser der Betondecke als Eingangsgröße in die analytische Dickenbemessung. Die charakteristische Spaltzugfestigkeit ist für den Nachweis der Gebrauchstauglichkeit und Tragfähigkeit nach Grenzzuständen maßgeblich. Die Anforderungen im Rahmen des Bauvertrages werden in den ZTV Beton-StB definiert. In Abstimmung mit der DIN EN 13863-6:2022-02 (Entwurf) ist der Teil 3.1.05 der TP B-StB zurzeit in Überarbeitung und wird mit der neuen Ausgabe auch Angaben zum Zeitbeiwert der Spaltzugfestigkeit für ein Prüfdatum im Betonalter von mehr als 56 Kalendertagen enthalten. Mit dem Ausgabedatum 2023 ist der Teil 3.1.03 der TP B-StB „Druckfestigkeit von Beton“ neu erschienen. Entgegen der bisherigen Verfahrensweise ist für die Prüfung der Druckfestigkeit kein Formfaktor für die Abweichung von benannten Maßen der Prüfkörpergeometrie h : d = 1 : 1 oder 1 : 2 vorgesehen. Es sind somit immer geeignete Prüfkörper innerhalb der zulässigen Toleranz vom benannten Maß aus den Proben unter Berücksichtigung des Größtkorns des Betons herzustellen. Eine Umrechnung der ermittelten Druckfestigkeitswerte zwischen Prüfkörpern verschiedenen Durchmessers oder auch in der Zuordnung zur Zylinder- oder Würfeldruckfestigkeit ist nicht vorgesehen. Des Weiteren wurde mit den TP B-StB Teil 3.1.07 „Frost-Taumittel-Widerstand von Beton“, auf der Grundlage der DIN CEN/TS 12390-9 „Prüfung von Festbeton – Teil 9: Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand – Abwitterung“, Ausgabe 2017 (DIN CEN/TS 12390-9:2017), CDF-Prüfverfahren, ein vertraglich belastbares Prüfverfahren zur Ermittlung des Frost-Taumittel-Widerstandes an gesondert hergestellten Probekörpern oder Probekörpern, die aus der Fahrbahndecke entnommen werden, erarbeitet. Vertragliche Anforderungen wurden aufgrund des fehlenden Bewertungshintergrundes für tolerable Abwitterungen in Bezug auf Texturveränderungen bislang nicht festgelegt. Ein Anforderungswert für die zulässige Abwitterung in der Größenordnung von ≤ 1.500 g/m², wie z. B. in den ZTV ING für Beton der Expositionsklasse XF4 festgelegt, ist hier nicht relevant. Für den Einsatz moderner Rechenmodelle zur Beschreibung des Beanspruchungs- und Verformungsverhaltens von Fahrbahndecken aus Beton haben sich die Materialparameter Wärmedehnzahl, Elastizitätsmodul sowie das Schwindverhalten als unabdingbar erwiesen. Aus diesem Grund ist im Rahmen der TP B-StB die Erarbeitung entsprechender Prüfvorschriften geplant. Der Abschnitt 4 der TP B-StB behandelt mit der „Prüfung an Verbundkörpern“ z. B. die Prüfung der Haftzugfestigkeit an Reaktionsharzmörtel bzw. die Ermittlung der maximalen Verbundspannung zwischen Dübeln und Beton. Der Abschnitt 5 beinhaltet für die „Prüfungen an der Unterlage und der fertigen Leistung in situ“ die Entnahme von Bohrkernproben, Bestimmung der Oberflächenzugfestigkeit, die Bestimmung der Ausziehkraft von Klebeankern sowie die Lagebestimmung von Dübeln und Ankern. Der Teil 5.1.00 der TP B-StB „Herstellung von Bohrkernproben“ steht kurz vor der Veröffentlichung und damit in Kürze zur Verfügung. Funktionale Anforderungen an die Betondecke, wie Griffigkeit, Ebenheit und Texturtiefe, werden in separaten Regelwerken behandelt. Ebenso werden für Fugen eigene Prüfvorschriften erarbeitet. Diese sind nicht Bestandteil der TP B-StB. 4 Präzision der PrüfverfahrenDie statistischen Kenngrößen der Präzision der Prüfverfahren werden, sofern bekannt, im Abschnitt 8 „Auswertung und Darstellung des Prüfergebnisses“ der jeweiligen Prüfvorschrift angegeben. Nur mit der Angabe zur Präzision werden quantitative Aussagen über das Ausmaß zufallsbedingter Prüfergebnisabweichungen ermöglicht, was insbesondere für die Bewertung der Prüfung vertragsrelevanter Parameter von elementarer Bedeutung ist. Die Tabelle gibt eine Übersicht über die veröffentlichten Teile der TP B-StB, deren Präzision ausreichend bekannt ist: Tabelle: Übersicht über die veröffentlichten Teile der TP B-StB 5 AusblickMit dem Stand September 2023 wurden von geplanten 88 Prüfvorschriften der TP B-StB 54 Prüfvorschriften veröffentlicht. Davon wurden im Arbeitskreis AK 8.5.1 „Überarbeitung der ZTV BEB-StB 02“ 33 Prüfvorschriften und in der ad-hoc-Gruppe „Überarbeitung der TP Beton-StB 10“ 21 Prüfvorschriften erarbeitet. Fünf Prüfvorschriften befinden sich zurzeit in der Umfrage der Arbeitsausschüsse bzw. zur Vorlage im Lenkungsausschuss LA 8. Neun Prüfvorschriften sind im Entwurfsstadium und 20 Prüfvorschriften müssen noch erarbeitet werden. Teile der TP Beton-StB 10, die zurzeit noch in Kraft bleiben, sind in der Gliederung der TP B-StB im jeweils betroffenen Teil aufgeführt. Ersetzt ein Teil der TP B-StB einen Abschnitt der TP Beton-StB 10, so wird das jeweils angegeben. Literaturverzeichnis
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