Diese Broschüre soll allen, die Fahrbahndecken aus Beton – auch im kommunalen Bereich – planen, ausschreiben oder bauen ein praxisnahes Hilfs- und Lernmittel sein. Die Erläuterung der vorhandenen und der in Überarbeitung befindlichen Regelwerke der Forschungsgesellschaft für das Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) ist wesentlicher
Bestandteil der Neuauflage.
Die Betonbauweise hat sich in allen Arten von Verkehrsflächen gleichermaßen bewährt, ob in Bundesfernstraßen oder kommunalen Verkehrsflächen, wie Kreis- und Ortsumgehungsstraßen, Kreisverkehre, Kreuzungsbereiche oder innerstädtische Straßen und Plätze. Insbesondere im kommunalen Straßenbau nimmt die Anwendung der Betonbauweise seit Jahren stetig zu. Dies gründet vor allem auf der Tatsache, dass die Betonbauweise eine besonders gute Dauerhaftigkeit – vor allem gegen hohe Verkehrsbelastungen – bietet. Unter Beachtung dieser Merkmale stellt sich die Betonbauweise als eine wirtschaftliche und ressourcenschonende und damit zukunftsfähige Bauweise dar.
Insbesondere werden in dieser Broschüre Themen der Dimensionierung, sei es durch die RStO oder durch die RDO, die aktualisierten Anforderungen an die Baustoffzusammensetzung, an die Herstellung und den Einbau des Betons, das neu strukturierte Prüfwesen, die Planung und Ausführung von Betonflächen außerhalb von Autobahnen und die Regelungen zu Materialien und Verfahren der Erhaltung intensiv erläutert und diskutiert.
Aktualisiert: 2023-05-11
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S 173: Analyse der Auswirkungen von Witterungsextremen an bestehenden Straßenbefestigungen in Betonbauweise
Stephan Villaret, Thomas Beckenbauer, Axel Riwe, Tanja Tschernack
316 S., 230 Abb., 59 Tab., ISBN 978-3-95606-668-9, 2022
Aufgrund des Klimawandels muss auch in Deutschland zukünftig damit gerechnet werden, dass Witterungsextreme häufiger und starker ausfallen. Schon allein durch die prognostizierte Klimaverän-derung sind Auswirkungen auf die Nutzungseigenschaften der Betonfahrbahnen zu erwarten. Im Kontext mit einer signifikanten Erhöhung der Belastung durch Schwerverkehr sowie mit erhöhten Anfor-derungen an die Verfügbarkeit ergibt sich die Notwendigkeit, die Regelbauweise zu überprüfen und ggf. zu modifizieren. Es hat sich herausgestellt, dass bei der Dimensionierung die Witterungsbelastung von Betondecken mit einer Erhöhung der mittleren Plattentemperatur von 2 K und durch ungünstigere positive Temperaturverlaufe bzw. Temperaturgradienten berücksichtigt werden sollte. Zudem muss die Lage der Längsfügen nicht nur in den Kontext zur Markierung gebracht werden, sondern auch gewährleisten, dass mit Berücksichtigung neuer Anforderungen eine Aufrechterhaltung des Verkehrs mindestens eines Fahrstreifens im Zuge von Erhaltungsmaßnahmen möglich bleibt. Aus diesem Grund und mit Blick auf die Dauerhaftigkeit ist es sinnvoll, die Plattengeometrien signifikant zu verkleinern, wodurch Plattenverformungen und Spannungen reduziert werden können. Resultat kleinerer Platten-geometrien sind zudem kleinere Fugenöffnungsweiten, was sich einerseits positiv auf die Langlebigkeit der Fugenfüllung auswirkt und andererseits eine deutlich verbesserte Lärmminderung ergibt, wenn gleichzeitig die Fugenausbildung schmaler ausgeführt wird. Für den Beton selbst, der hinsichtlich der Dauerhaftigkeit der Konstruktion sowie fur die Erreichung dauerhafter Gebrauchseigenschaften eine entscheidende Rolle spielt, ist bei der Konzipierung anzustreben, einen geringen E-Modul und eine geringere Wärmedehnzahl zu erhalten, wobei die Festigkeit (Zugfestigkeit) ein gewisses Niveau nicht unterschreiten sollte.
Aktualisiert: 2023-01-16
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S 167: Karl Villaret, Stephan Villaret, Thorsten Kathmann, Markus Oeser, Andreas Ückermann,
Stephan Schröder, Axel Riwe:
Aktualisierung und Anpassung der Straßenbelastungsdaten für die Dimensionierung
141 S., 153 Abb., 42 Tab., ISBN 978-3-95606-650-4, 2021
Die Verkehrsbelastung ist einer der maßgebenden Einflussfaktoren für Straßenkonstruktionen. In diesem Bericht werden detaillierte und aktuelle Achslastverteilungen für die Dimensionierung von Straßenoberbauten zur Verfügung gestellt. Grundlage sind Messdaten der Achslastwaagen im deutschen Autobahnnetz. Diese sind nicht flächendeckend vorhanden. Es wird eine Methode zur flächendeckenden Projektion der Achslastmessstellendaten vorgestellt, die die nahezu flächendeckend vorhandenen Daten der Dauerzählstellen nutzt. Mit dieser Methode können bei vorhandenen Dauerzählstelldaten streckenspezifische Verkehrsbelastungskollektive in Form von B-Zahl und Achslastverteilungen bei semiprobabilistischer bzw. Achslastverteilungsfunktionen für probabilistische Dimensionierungs- und Substanzbewertungsverfahren bereitgestellt werden. Des Weiteren werden repräsentative Achslastverteilungen für Autobahnen des Fern-, Misch- und Nahverkehrs sowie für Straßen des nachgeordneten Netzes vorgestellt.
Aktualisiert: 2023-01-16
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S 159: Stephan Villaret, Ralf Alte-Teigeler, Beate Altreuther, Thomas Beckenbauer, Bernd Frohböse, Christoph Gehlen, Markus Oeser, Jens Skarabis, Ralf Tulke, Dawei Wang:
Dauerhafte Betondecken - Optimierung der Fahrbahnoberfläche durch Texturierung mittels Grinding-Verfahren
178 S., 337 Abb., 61 Tab., ISBN 978-3-95606-633-7, 2021
Ziel des Projekts war die Entwicklung einer lärmtechnisch optimalen Grindingtextur auf Grundlage existierender theoretischer Berechnungsmodelle und dem Einsatz optimierter Oberbetone. Unter Einbeziehung der Erkenntnisse aus den [FE 08.0210/2010/ORB], [FE 08.0211/2011/OGB], [FE 08.0219/2012/IGB], den zusätzlich zu Testzwecken auf der A 92, der A 93 und der A 13 hergestellten Grinding- und Groovingtexturen, den im Labor für das Grinding entwickelten optimierten Betonrezepturen und den Texturen auf der ersten Erprobungsstrecke auf der A 12 wurden in Computersimulationen mit dem Rechenmodell SPERoN® Grindingteturen mit optimalen lärmmindernden Eigenschaften entwickelt. Nach kritischer Abwägung der theoretischen Berechnungen hinsichtlich der Anforderungen an die Dauerhaftigkeit und die zu erzielende Griffigkeit der Texturen wurden für eine zweite Erprobungsstrecke auf der A 5 drei verschiedene Grindingvarianten ausgewählt und auf drei verschiedenen Oberbetonen hergestellt. In Zusammenarbeit mit der BASt wurden auf allen in die Untersuchungen einbezogenen Grindingabschnitten umfangreiche Untersuchungen zur Bestimmung der - schalltechnischen Eigenschaften, - anforderungsgerechten Griffigkeit, - anforderungsgerechten Ebenheit, - Dauerhaftigkeit der erzeugten Textur, - Dauerhaftigkeit hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften des Oberbetons durchgeführt. Aus den Ergebnissen aller untersuchten Streckenabschnitte lassen sich folgende Erkenntnisse ziehen: Eine signifikante Lärmminderung durch das Grinding ist bei Einhaltung der vorab definierten Grindingparameter möglich. Der Einfluss der Oberbetone auf die Lärmentwicklung ist als eher gering einzustufen. Aus akustischer Sicht verhalten sich die Abschnitte der Erprobungsstrecken mit kombinierten Grinding-Grooving-Texturen neutral. Der Grindingvorgang sollte nicht zu früh nach der Betonherstellung erfolgen, damit nicht durch die geringe Anfangsfestigkeit des Oberbetons vermehrt Kornausbrüche verursacht werden. Ein langfristiges Monitoring zur Entwicklung des Lärm- und Griffigkeitsverhaltens und zur Dauerhaftigkeit der erzeugten Texturen ist notwendig.
Aktualisiert: 2023-01-16
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S 155: Stephan Villaret, Gisela Augter, Sascha Kayser, Axel Riwe:
KiST-Zonen-Karte RDO und RSO Beton – Verteilungsfunktion und Extremwerte
104 S., 105 Abb., 45 Tab. ISBN 978-3-95606-601-6, 2021
KiST-Zonen sind klimainduzierte Straßentemperaturzonen, die Deutschland in Zonen einteilen, in denen die dargestellte Größe ähnliche Werte annimmt. Bei den Größen, für die KiST-Zonen bestimmt werden, handelt es sich um Größen, die für die Dimensionierung und die Substanzbewertung des Oberbaus benötigt werden und deren räumliche Verteilung von Klimafaktoren dominiert wird. Auf der Basis stündlicher meteorologischer Daten von 328 Messstationen des Deutschen Wetterdienstes der letzten 15 Jahre wurden Temperatursimulationen für typische Straßenbefestigungen mit Betondecke gerechnet. An 50 dieser Stationen sind die Temperaturverläufe in den Betondecken für unterschiedliche Deckendicken ermittelt worden. Für alle berechneten Temperaturverläufe wurden die Temperaturanteile berechnet, welche eine Plattenbiegung (mechanisch äquivalenter Temperaturgradient) bzw. Plattendehnung (mittlere Plattentemperatur) bewirken. Auf der Grundlage statistischer Auswertungen wurden die maßgebenden Temperaturgradienten für die Dimensionierung und Substanzbewertung mit ihren Häufigkeitsverteilungen für unterschiedliche Deckendicken ermittelt. Jeweils ein maßgebender Gradient und ein Verteilungsparameter ist dann für Deutschland auf ein 1 x 1 km – Raster umgerechnet worden. Im Ergebnis entstanden eine KiST-Zonen-Karte für die semiprobabilistische und die probabilistische Verfahrensweise, die als Entscheidungsgrundlage für die RDO Beton und RSO Beton vorliegen. Darüber hinaus wurde ein Vorschlag für die Änderung und Ergänzung der derzeit gültigen RDO Beton 09 mit ihrer semiprobabilistischen Verfahrensweise aufgestellt.
Aktualisiert: 2023-01-16
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S 148: Stephan Freudenstein, Martin Eger, Stefan Pichottka, Axel Riwe, Karl Villaret, Stephan Villaret Bernd Frohböse
Ermittlung und Prognose von Spannungszuständen in Betonfahrbahndecken
87 S., 138 Abb., 4 Tab. ISBN 978-3-95606-561-3, 2021
Die Spannungszustände in Betonfahrbahndecken werden von den Temperaturverläufen über den Querschnitt im Kontext mit den Klimadaten, den Materialkennwerten, der Nullspannungstemperatur und der Reibung zwischen Platte und Unterlage beeinflusst. Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Informationssystems zur Ermittlung und Prognose dieser Spannungszustände. Zur Realisierung wurden folgende Arbeitsschritte durchgeführt: • Konzipierung eines geeigneten Messverfahrens mit den zu bestimmenden physikalischen Größen, • Recherche bisher in der Praxis angewendeter Mess- und Aufnahmesysteme, • messtechnische Ermittlung erforderlicher Daten und rechnerische Ermittlung der Spannungszustände in der Fahrbahn, • Entwicklung eines Ablaufschemas zur Datenerfassung, -übertragung und -speicherung, • Entwicklung eines Rechenalgorithmus und Softwaretools zur automatischen Datenauswertung mit Anbindung an Klimaprognosedaten sowie Definition von Grenzen, • Modul zur automatisierten Umsetzung von Maß nahmen (z. B. Warnsignale an die Autobahnmeistereien), • Herstellung eines Demonstrators unter Einsatz des gesamten Informations- bzw. Prognosesystems und wissenschaftliche Auswertung. Nach Eruierung der erforderlichen Daten wurden als Demonstratoren an drei Standorten Messstationen zur Erfassung von Fugenbewegungen, Betontemperaturen über den Querschnitt und Klimadaten konzipiert und errichtet bzw. erweitert, deren Daten automatisch in eine Datenbank übermittelt, normalisiert und weiter verarbeitet werden. Es wurde ein Softwaretool für die automatische Datenauswertung entwickelt, das auf Basis von Klimadaten den Temperaturverlauf und qualitative Spannungszustände in der Betondecke berechnet, um dann eine Risikobewertung durchführen zu können. Zur Entscheidungshilfe wurde ein Modul entwickelt, das in der Lage ist, aus der Klimaprognose und den vorliegenden Materialparametern realistische Spannungsprognosen zu berechnen und das jeweilige Niveau zu bewerten. Des Weiteren wurde die Möglichkeit einer automatisierten Deformationsanalyse auf einem 70 m langen Betonfahrbahnabschnitt mit einem Messsystem getestet, mit dem hochauflösende Lasermodel le zur Bewertung der momentanen Deformation im Kontext zu den umgebenden klimatischen Bedingungen erstellt werden.
Aktualisiert: 2023-01-16
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Diese Broschüre soll allen, die Fahrbahndecken aus Beton – auch im kommunalen Bereich – planen, ausschreiben oder bauen ein praxisnahes Hilfs- und Lernmittel sein. Die Erläuterung der vorhandenen und der in Überarbeitung befindlichen Regelwerke der Forschungsgesellschaft für das Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) ist wesentlicher
Bestandteil der Neuauflage.
Die Betonbauweise hat sich in allen Arten von Verkehrsflächen gleichermaßen bewährt, ob in Bundesfernstraßen oder kommunalen Verkehrsflächen, wie Kreis- und Ortsumgehungsstraßen, Kreisverkehre, Kreuzungsbereiche oder innerstädtische Straßen und Plätze. Insbesondere im kommunalen Straßenbau nimmt die Anwendung der Betonbauweise seit Jahren stetig zu. Dies gründet vor allem auf der Tatsache, dass die Betonbauweise eine besonders gute Dauerhaftigkeit – vor allem gegen hohe Verkehrsbelastungen – bietet. Unter Beachtung dieser Merkmale stellt sich die Betonbauweise als eine wirtschaftliche und ressourcenschonende und damit zukunftsfähige Bauweise dar.
Insbesondere werden in dieser Broschüre Themen der Dimensionierung, sei es durch die RStO oder durch die RDO, die aktualisierten Anforderungen an die Baustoffzusammensetzung, an die Herstellung und den Einbau des Betons, das neu strukturierte Prüfwesen, die Planung und Ausführung von Betonflächen außerhalb von Autobahnen und die Regelungen zu Materialien und Verfahren der Erhaltung intensiv erläutert und diskutiert.
Aktualisiert: 2023-02-13
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Diese Broschüre soll allen, die Fahrbahndecken aus Beton – auch im kommunalen Bereich – planen, ausschreiben oder bauen ein praxisnahes Hilfs- und Lernmittel sein. Die Erläuterung der vorhandenen und der in Überarbeitung befindlichen Regelwerke der Forschungsgesellschaft für das Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) ist wesentlicher
Bestandteil der Neuauflage.
Die Betonbauweise hat sich in allen Arten von Verkehrsflächen gleichermaßen bewährt, ob in Bundesfernstraßen oder kommunalen Verkehrsflächen, wie Kreis- und Ortsumgehungsstraßen, Kreisverkehre, Kreuzungsbereiche oder innerstädtische Straßen und Plätze. Insbesondere im kommunalen Straßenbau nimmt die Anwendung der Betonbauweise seit Jahren stetig zu. Dies gründet vor allem auf der Tatsache, dass die Betonbauweise eine besonders gute Dauerhaftigkeit – vor allem gegen hohe Verkehrsbelastungen – bietet. Unter Beachtung dieser Merkmale stellt sich die Betonbauweise als eine wirtschaftliche und ressourcenschonende und damit zukunftsfähige Bauweise dar.
Insbesondere werden in dieser Broschüre Themen der Dimensionierung, sei es durch die RStO oder durch die RDO, die aktualisierten Anforderungen an die Baustoffzusammensetzung, an die Herstellung und den Einbau des Betons, das neu strukturierte Prüfwesen, die Planung und Ausführung von Betonflächen außerhalb von Autobahnen und die Regelungen zu Materialien und Verfahren der Erhaltung intensiv erläutert und diskutiert.
Aktualisiert: 2020-01-06
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Ziel des Forschungsprojekts war die Weiterentwicklung des Dimensionierungsverfahrens für Betondecken im Straßenbau hinsichtlich der Belastung durch Temperatur.
Aktualisiert: 2023-01-16
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Ziel des Forschungsprojektes war, aufbauend auf dem in den vergangenen Jahren aufgestellten Verfahren nach PFEIFER/VILLARET, die rechnerische Dimensionierung von Betondecken in Fahrbahnbefestigungen in eine probabilistische Verfahrensweise zu überführen. Es wird gezeigt, dass die probabilistische Methodik für die Dimensionierung im Straßenbau möglich und sinnvoll ist. Das bisher in der Praxis verwendete Verfahren ist semiprobabilistisch, d. h., es wird das Teilsicherheitskonzept (Last-, Anpassungs- und Materialfaktoren) angewendet. Die rund 40 Einzeleinflüsse gehen in das einwirkende bzw. in das aufnehmbare Moment ein, deren Gegenüberstellung zum Dimensionierungsergebnis führt. Im FE 04.218/2008/ARB wurden für die probabilistische Dimensionierung praxisnahe Verteilungsfunktionen der vier maßgebenden Einflussgrößen Radlast, Temperaturverlauf über die Deckendicke, Deckendicke und Betonfestigkeit (Spaltzug) auf Grundlage empirischer Daten ermittelt. Für die zeitlich veränderlichen Größen, Verkehrs- und Temperaturbelastungen, werden neben den Momentanwertverteilungen auch die Extremwertverteilungen ermittelt. Es werden die wichtigsten Methoden für die Berechnungen der Versagenswahrscheinlichkeit erläutert und hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit für die Dimensionierung im Straßenbau bewertet. Für die Implementierung in das Dimensionierungsprogramm wurde die Methode der Integration über den Versagensbereich ausgewählt. Im Zuge der probabilistischen Dimensionierung werden konkrete Ausfallraten berechnet. Damit wird es möglich, die Unterschiede einzelner Deckenaufbauten auch quantitativ zu bewerten.
Aktualisiert: 2023-01-16
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