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4. RStO 12 - Neuerungen

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PEBA Prüfinstitut für Baustoffe GmbH<br />

Köpenicker Landstraße 280, <strong>12</strong>437 Berlin<br />

1<br />

Tel.: (030) 63 95 80 - 0<br />

Fax: (030) 63 95 80 - 50<br />

Bemessung von Straßenkonstruktionen<br />

nach den <strong>RStO</strong> <strong>12</strong>


Inhalt<br />

2<br />

1. Anforderung an den Straßenkörper und die<br />

Straßenbefestigung<br />

2. Bemessung<br />

2.1 Standardisierung nach den <strong>RStO</strong>-<strong>12</strong><br />

2.2 Baugrund und Untergrundverhältnisse<br />

2.3 Oberbau<br />

3. Erneuerung von Fahrbahnen<br />

<strong>4.</strong> Fazit


<strong>RStO</strong> <strong>12</strong> - Warum eigentlich?<br />

3<br />

Neue Erkenntnisse insbesondere Zunahme der Verkehrsbelastung<br />

und Veränderung der Verkehrszusammensetzung<br />

Erfahrungen der Straßenbaulastträger mit den Bauweisen in der<br />

Fortschreibung berücksichtigt<br />

Konstruktive Veränderungen,<br />

bewährte Grundprinzipien wurden jedoch beibehalten


1. Anforderung an den Straßenkörper<br />

und die Straßenbefestigung<br />

4


1. Anforderung an den Straßenkörper<br />

und die Straßenbefestigung<br />

5<br />

Asphaltbauweise<br />

Damm<br />

Einschnitt


1. Anforderung an den Straßenkörper<br />

und die Straßenbefestigung<br />

6<br />

Asphalt (Deck- und Binderschicht)<br />

Beton, Pflaster<br />

• lastverteilende Wirkung<br />

• Verhinderung des Eindringens<br />

von Oberflächenwasser<br />

• lange Haltbarkeit<br />

(geringer Abrieb, Alterung)<br />

• guter Fahrkomfort<br />

(Ebenheit, Rollgeräusche)<br />

• Verkehrssicherheit (Griffigkeit)<br />

• geringe Lärmentwicklung<br />

Fahrbahndecke<br />

Straßenbefestigung<br />

Tragschicht<br />

Untergrund/ Unterbau<br />

(anstehender Boden/<br />

Aufschüttung bei Damm)


2. Bemessung<br />

7


2. Bemessung<br />

8<br />

wirtschaftlich<br />

ausführungstechnisch<br />

Aufgabe der Bemessung<br />

(Baustoffe und Schichtdicken)<br />

Keine unzulässigen<br />

Spannungen<br />

und Verformungen<br />

im Straßenoberbau/ Straßenuntergrund<br />

strategisch<br />

konstruktiv


2. Bemessung<br />

9<br />

Bemessung<br />

Rechnerisch<br />

(Theoretische<br />

Rechenverfahren)<br />

Empirisch<br />

(langjährige<br />

Erfahrungen)<br />

• idealisiert:<br />

elastisch isotroper Halbraum<br />

(Hooksches Gesetz: s = E e)<br />

• Überlagerung von Spannungen<br />

und Verformungen<br />

• aktueller Ergebnisse der<br />

Baustoffforschung<br />

• Einbeziehung vorh.<br />

Baugrundes, Klima etc …<br />

• Standardisierung<br />

(Mindestanforderungen)<br />

„Dimensionierungssoftware<br />

(FE-Methoden theoretische Berechnung von<br />

Deflektionsmulden z. B. BISAR)“<br />

<strong>RStO</strong> <strong>12</strong>


10<br />

2. Bemessung<br />

2.1 Standardisierung nach den <strong>RStO</strong>-<strong>12</strong>


2. Bemessung<br />

11<br />

bislang<br />

Neu:<br />

<strong>RStO</strong> 01<br />

<strong>RStO</strong> <strong>12</strong><br />

Bemessungsrelevante<br />

Beanspruchung B<br />

Bauklassen<br />

SV, I bis VI<br />

Dimensionierungsrelevante<br />

Beanspruchung B<br />

Belastungsklassen<br />

Bk100 bis Bk0,3


2. Bemessung<br />

<strong>12</strong><br />

Belastungsklasse Bk 3,2 - Bk 100: Besondere Beanspruchungen<br />

Verkehrsflächen können besonderen Beanspruchungen<br />

durch Schwerverkehr unterliegen, z. B.<br />

- bei spurfahrendem Verkehr und enger Kurvenfahrt<br />

- bei langsam fahrendem Verkehr<br />

- bei häufigen Brems- und Beschleunigungsvorgängen<br />

- in Kreuzungs- und Einmündungsbereichen<br />

- bei Stellflächen<br />

- bei stehendem oder „Stop-and-go-Verkehr“.


2. Bemessung<br />

13<br />

FORSCHUNGSGESELLSCHAFT FÜR STRASSEN_ UND VERKEHRSWESEN<br />

ARBEITSGRUPPE FAHRZEUG UND FAHRBAHN<br />

<strong>RStO</strong> <strong>12</strong><br />

Richtlinien<br />

für die<br />

Standardisierung des Oberbaues<br />

von Verkehrsflächen<br />

<strong>RStO</strong> 01<br />

Belastungsklassen<br />

Bk100 bis Bk0,3<br />

Ausgabe 2001<br />

Bestimmung der Belastungsklasse<br />

durch Verkehrsbelastung<br />

Belastungsklasse nach<br />

Dimensionierungsrelevanter<br />

Beanspruchung B<br />

(Verkehrszählung/ rechnerisch)


2. Bemessung<br />

14<br />

Belastungsklassen und Verkehrsbeanspruchung<br />

Für die Ermittlung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B ist i. d.<br />

R. Nutzungszeitraum von 30 Jahren und ein äquiv. 10 t- Achsübergang<br />

anzunehmen.<br />

Schadenwirkung nach <strong>4.</strong>Potenzgesetz<br />

9,5 t 7,5 t<br />

10,0 t 10,0 t<br />

1t<br />

1t<br />

PKW spielen bei der Bemessung keine Rolle, da 16.000 PKW nur soviel<br />

Schäden wie 1 LKW mit einer 10 t- Achse anrichten.<br />

Die Berechnungsformeln sind dem Anhang 1 der <strong>RStO</strong> <strong>12</strong> zu entnehmen.


2. Bemessung<br />

15<br />

Belastungsklassen und Verkehrsbeanspruchung<br />

Bei einer dimensionierungsrelevanten<br />

Beanspruchung<br />

größer 100 Mio. sollte der<br />

Aufbau mit Hilfe der RDO<br />

dimensioniert werden.<br />

BK III<br />

BK V und VI


2. Bemessung<br />

16<br />

Belastungsklassen und Verkehrsbeanspruchung<br />

Bestimmung der dimensionierungsrelevanten<br />

Beanspruchung B<br />

Methode 1: aus DTV (SV) –Werten<br />

wenn nur DTV (SV) Angaben vorliegen<br />

1.1 (variablen Faktoren)<br />

1.2 (konstante Faktoren)<br />

Methode 2: anhand von Achslastdaten<br />

setzt die Kenntnis von detaillierten Achslastdaten voraus<br />

2.1 (variablen Faktoren)<br />

2.2 (konstante Faktoren)


2. Bemessung<br />

17<br />

Belastungsklassen und Verkehrsbeanspruchung<br />

B N DTA<br />

( SV)<br />

<br />

q<br />

<br />

Bm<br />

<br />

f<br />

1<br />

<br />

f<br />

2<br />

<br />

f<br />

3<br />

f<br />

z<br />

365<br />

Gewichtete äquival.<br />

10t-Achsübergänge<br />

Anzahl der Jahre des zugrunde<br />

gelegten Nutzungszeitraumes<br />

DTA<br />

( SV)<br />

<br />

DTV<br />

( SV)<br />

<br />

f A<br />

Fahrstreifenfaktor<br />

Fahrstreifenbreitenfaktor<br />

Steigungsfaktor<br />

Durchschnittl.<br />

Anzahl der tgl.<br />

Achsübergänge<br />

(Aü) des SV<br />

Durchschnittl.<br />

tgl. Verkehrsstärke<br />

des SV<br />

Durchschnittl.<br />

Achszahl pro<br />

Fahrzeug des SV<br />

(Achszahlfaktor)<br />

Mittlere jährl.<br />

Zunahme des SV<br />

Lastkollektivquotient<br />

Berechnung für Fahrstreifen<br />

mit der höchsten Verkehrsbelastung durch SV-Verkehr unter Berücksichtigung<br />

• geplanter Anzahl der Fahrstreifen im Querschnitt<br />

• Breite des Fahrstreifens<br />

• Längsneigung


2. Bemessung<br />

18<br />

Bestimmung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B<br />

Auswertung von Achslastmessungen<br />

der BASt<br />

fA leicht erhöht


2. Bemessung<br />

19<br />

Bestimmung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B<br />

qBm<br />

leicht erhöht


2. Bemessung<br />

21<br />

Bestimmung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B<br />

Daten einer<br />

Verkehrserhebung<br />

Äquvalente 10 t-Achsübergänge in Mio.<br />

Bemessungsrelevante<br />

Beanspruchung B<br />

Dimensionierungsrelevante<br />

Beanspruchung B<br />

DTV(SV) 2005 <strong>RStO</strong> 01 <strong>RStO</strong> <strong>12</strong><br />

6923 Kfz/ 24 h 60,26 Mio. 81,94 Mio.<br />

aus Sieber, R. "Die neuen Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen", 01/2013 asphalt<br />

+ 36%<br />

3.619 Kfz/ 24 h<br />

31,5 Mio.<br />

42,8 Mio.<br />

Bk 32 (Bk I) = Σ 30 cm<br />

Bk 100 (Bk SV) = Σ 34 cm


2.1 Standardisierung nach den <strong>RStO</strong> <strong>12</strong><br />

22<br />

FORSCHUNGSGESELLSCHAFT FÜR STRASSEN_ UND VERKEHRSWESEN<br />

ARBEITSGRUPPE FAHRZEUG UND FAHRBAHN<br />

<strong>RStO</strong> <strong>12</strong><br />

Richtlinien<br />

für die<br />

Standardisierung des Oberbaues<br />

von Verkehrsflächen<br />

<strong>RStO</strong> 01<br />

Belastungsklassen<br />

Bk100 bis Bk0,3<br />

Ausgabe 2001<br />

Bestimmung der Belastungsklasse<br />

durch Verkehrsbelastung<br />

Belastungsklasse nach<br />

dimensionierungsrelevanter<br />

Beanspruchung B<br />

(Verkehrszählung/ rechnerisch)<br />

Belastungsklasse<br />

nach<br />

Straßenkategorie<br />

(RASt)


2.1 Standardisierung nach den <strong>RStO</strong> <strong>12</strong><br />

23<br />

Belastungsklassen und Verkehrsbeanspruchung<br />

Größere Differenzierung der<br />

Belastungsklasse möglich !


2.1 Standardisierung nach den <strong>RStO</strong> <strong>12</strong><br />

24<br />

Bauklassen und Verkehrsbeanspruchung<br />

Belastungsklassen und Verkehrsbeanspruchung<br />

Wahl der Belastungsklasse<br />

nach der tatsächlich<br />

vorhandenen<br />

Verkehrsbelastung!


25<br />

2. Bemessung<br />

2.1 Standardisierung nach den <strong>RStO</strong>-<strong>12</strong><br />

2.2 Baugrund und Untergrundverhältnisse


2.2 Baugrund/ Untergrundverhältnisse<br />

26<br />

• Trag- und Verformungsverhalten des Untergrundes/ Unterbaues und<br />

Frostempfindlichkeit sind heranzuziehen<br />

• Frostsicherer Straßenaufbau ist so zu bemessen, dass auch während<br />

der Frost- und Auftauperioden keine schädlichen Verformungen<br />

entstehen<br />

• jeweilige Frostempfindlichkeitsklasse des Untergrundes, in dem das<br />

Bauvorhaben liegt, zu berücksichtigen.<br />

Es werden folgende Frostempfindlichkeitsklassen unterschieden:<br />

F 1<br />

F 2<br />

F 3<br />

- frostsicher, nicht frostempfindlich<br />

- gering bis mittel frostempfindlich<br />

- sehr frostempfindlich


2.3 Oberbau<br />

27<br />

Auswirkungen der Frostempfindlichkeit auf d. Dimens. d. Oberbaus<br />

erforderliche Mindestdicke richtet sich nach:<br />

• Frostempfindlichkeitsklasse des Bodens<br />

• maximalen Frosteindringtiefe des betreffenden Gebietes.<br />

als Richtwert<br />

F1-Boden: FSS kann entfallen, wenn:<br />

• bzgl. Verdichtungsgrades die Anforderungen der ZTV SoB-StB an FSS erfüllt<br />

• bis in eine Tiefe von 1,20 m Frostzone I,<br />

1,30 m Frostzone II,<br />

1,50 m Frostzone III unter Fahrbahnoberfläche reicht.


2.3 Oberbau<br />

28<br />

Beurteilung der Frostempfindlichkeit<br />

Auswirkungen auf den Oberbau<br />

Örtliche Verhältnisse:<br />

Verringerung/ Erhöhung der Dicke der Frostschutzschicht<br />

bewirken (Mehr- oder Minderdicken)<br />

• Frosteinwirkzone<br />

• Lage der Gradiente<br />

• Wasserverhältnisse<br />

<strong>RStO</strong> <strong>12</strong>:<br />

Mehr- oder Minderdicke = A + B + C + D + E


2.3 Oberbau<br />

Örtliche Verhältnisse:<br />

Frosteinwirkzone<br />

Aktualisierte Frostzonenkarte<br />

• Max. Frostindex FI 30 ohne Berücksichtigung<br />

der Beeinflussung d. Bebauung<br />

• Auswertung der Daten von 221 Wetterstationen<br />

(1955/56 – 2004/5)<br />

Frosteinwirkzone I Frosteinwirkzone II Frosteinwirkzone 29 III


2.3 Oberbau<br />

30<br />

Örtliche Verhältnisse:<br />

Ausführung der Randbereiche


2.3 Oberbau<br />

31<br />

Örtliche Verhältnisse:<br />

Wasserverhältnisse<br />

Zuschläge aufgrund<br />

regionaler Erfahrungen<br />

Ungünstige<br />

Wasserverhältnisse:<br />

• Grundwasser < 1,50m unter<br />

Planum<br />

• kalten Zonen mit<br />

maximalen Frosteindringtiefen<br />

> 1,0 m und mit im<br />

Regelfall häufigen Frost-<br />

Tauwechseln


2.3 Oberbau<br />

32<br />

Örtliche Verhältnisse:<br />

Lage der Gradiente


2.3 Oberbau<br />

33


2.3 Oberbau<br />

Mehr- oder Minderdicken infolge örtlicher Verhältnisse gem. <strong>RStO</strong> <strong>12</strong><br />

34<br />

<strong>RStO</strong> <strong>12</strong>: Mehr- oder Minderdicke = A + B + C + D + E<br />

Neue Frostzonenkarte<br />

Kleinräumige Klimaunterschiede<br />

zusätzlich mit aufgenommen<br />

Neuregelung:<br />

Bis 1,5 m Grund- oder Schichtenwasser<br />

Neuregelung:<br />

Kein Zuschlag im Bereich + 0,0 bis 2,0 m<br />

Außerhalb geschl. Ortslage: konkretisiert<br />

Innerhalb geschl. Ortslage: zusammengefasst<br />

Abzug reduziert


2.3 Oberbau<br />

Erforderliche Schichtdicke von Tragschichten ohne Bindemittel<br />

35<br />

Wahl des Schichtenaufbaus in<br />

Abhängigkeit<br />

• der Belastungsklasse<br />

• der im Oberbau zu verwendenden<br />

Materialien und<br />

• des Untergrundes


2.3 Oberbau<br />

Erforderliche Schichtdicke von Tragschichten ohne Bindemittel<br />

36<br />

1 MN/m² = 1 MPa


3. Erneuerung von Fahrbahnen<br />

37


3. Erneuerung von Fahrbahnen<br />

38<br />

Festlegung einer Erneuerungsbaubauweise<br />

Art und Zustand,<br />

Alter und Eignung<br />

für vorgesehene Funktion<br />

(einschl. Untergrund/ Unterbau)<br />

Oberflächenzustand und<br />

bisherige Verkehrsbelastung<br />

Restsubstanz<br />

Zustand/ Leistungsfähigkeit der<br />

Entwässerungseinrichtungen<br />

Tragfähigkeit


3. Erneuerung von Fahrbahnen<br />

39<br />

Bewertung der strukturellen Substanz der vorhandenen Befestigung


3. Erneuerung von Fahrbahnen<br />

40<br />

Zustandsmerkmale einzeln oder in Kombination<br />

Darüber hinaus sind die sonstigen im Rahmen der Zustandserfassung und -<br />

bewertung erfassten Zustandsmerkmale, Schäden und deren Ursachen bei der<br />

Festlegung einer zweckmäßigen Erneuerungsbauweise zu berücksichtigen.<br />

• Ermittlung der Ursachen für Oberflächenzustand<br />

• Eignung der vorhandenen Befestigung<br />

(einzelner Schichten des Untergrundes/Unterbaues)<br />

Insbesondere sind festzustellen:<br />

• Art, Dicke und Eigenschaften (Mischgut- ggf. Bindemitteluntersuchungen)<br />

der einzelnen Schichten<br />

• Art des Untergrundes/Unterbaues (insbesondere Frostempfindlichkeitsklasse,<br />

Wasserverhältnisse)<br />

• Schichtenverbund<br />

• Umfang der Untersuchungen in Abhängigkeit des vorhandenen Schadensbildes


3. Erneuerung von Fahrbahnen<br />

41<br />

Bestimmung der Tragfähigkeit ergänzend zur Zustandsbewertung<br />

Erfahrungshintergrund:<br />

Messungen der Tragfähigkeit unmittelbar zur Ermittlung der erforderl.<br />

Schichtdicke für die Erneuerung herangezogen werden.<br />

Benkelman- Messungen zur Ermittlung der<br />

Durchbiegung (Tragfähigkeit)<br />

• auch zur Ermittlung visuell nicht erkennbarer Schwachstellen<br />

• zur Festlegung von Erneuerungsabschnitten gleicher Tragfähigkeit.<br />

• in Kombination mit Georadarmessungen zur Ermittlung homogener<br />

Abschnitte für die Festlegung von BK-EST


3. Erneuerung von Fahrbahnen<br />

42<br />

Festlegung der Erneuerungsmaßnahme<br />

Abschätzung der Restsubstanz<br />

Erneuerung der Fahrbahn<br />

erforderlich<br />

Tragfähigkeitsuntersuchungen<br />

(Bewertung visuell nicht erkennbarer<br />

Schwachstellen)<br />

Wahl der Erneuerungsart<br />

Befestigungsdicke muss an die<br />

gestiegene Verkehrsbeanspruchung<br />

angepasst werden<br />

1. Vollständiger Ersatz der vorhandenen Befestigung<br />

2. Teilweiser Ersatz der vorhandenen Befestigung<br />

3. Erneuerung auf der vorhandenen Befestigung


3. Erneuerung von Fahrbahnen<br />

43<br />

Auswahlkriterien:<br />

• Verbesserung der Gradiente und/ oder der Querneigung<br />

• Höhenzwangspunkte (ggf. grundhaft oder zeitbefristet)<br />

• Geplante Querschnittserweiterung<br />

• Dichte Folge von Überführungsbauwerken mit begrenzter lichter Höhe<br />

• Verkehrsführung (Umleitungsstecken)<br />

• Streifenweise Erneuerung<br />

• Stufenweise Erneuerung (bei Asphaltbauweisen)<br />

• Überbaubarkeit (Belastbarkeit) von Bauwerken und Rohrleitungen<br />

• Nicht frostsichere Verkehrsflächen<br />

• Berücksichtigung der Art und Ausführung später geplanter Auf- und<br />

Ausbaustufen<br />

• Eignung der vorhandenen Schichten für die künftige Funktion<br />

• Verwendbarkeit (Wiederverwendbarkeit) ausgebauter Materialien<br />

(auch Kaltbauweise KRC-Verfahren)


3. Erneuerung von Fahrbahnen<br />

44<br />

Asphaltbauweise Betonbauweise Pflasterbauweise<br />

Die Entscheidung für eine der 3 Bauweisen wird entsprechend den örtlichen<br />

und wirtschaftlichen Gegebenheiten getroffen.


<strong>4.</strong> Fazit<br />

45<br />

Konstruktive Veränderungen, bewährte Grundprinzipien wurden beibehalten<br />

Begrifflichkeiten<br />

• „Asphaltdecke“ = Asphaltdeck- + Asphaltbinderschicht<br />

• Bauklasse = Belastungsklasse (eindeutiger Bezug auf die vorh.<br />

Verkehrsbelastung, Bezug auf gemessene Achslasten)<br />

Bk III Bk 3,2 und Bk 1,8<br />

Bk V und VI Bk 0,3<br />

Annahmen zur Verkehrsbelastung<br />

• Flexible Anpassung der Dimensionierung an tatsächl. Verkehrsbeanspruchung<br />

• Annahmen zur Verkehrsbelastung (fA und qBM) realitätsnäher <br />

Dimensionierung auf der „sicheren Seite“<br />

• „Deckelung“ der höchsten Belastung (Bk 100) Dimensionierung sollte<br />

nach RDO erfolgen (BAB) bauvertragliche Regelungen werden derzeit noch<br />

erstellt<br />

• Detailliertere Zuordnung der Verkehrsflächen zu den Belastungsklassen<br />

Bessere Einschätzung der Entwurfssituation im Kommunalen Bereich


<strong>4.</strong> Fazit<br />

46<br />

Konstruktive Veränderungen, bewährte Grundprinzipien wurden beibehalten<br />

Annahmen zu den örtlichen Verhältnissen<br />

• F1 –Böden Konkretisierung der Anforderungen<br />

• Frosteindringtiefe: neue Frostzonenkarte - relativierte Betrachtung unter<br />

Einbeziehung des Extremwinters 1962/63<br />

• Örtliche Verhältnisse insgesamt konkretisiert<br />

Erneuerung von Fahrbahnen<br />

• Erneuerungsklassen fallen weg<br />

Insgesamt höhere Sicherheit gegenüber vorzeitigem Versagen<br />

Kritische Anwendungen für hohe Verkehrsbelastungen<br />

ausgeschlossen


Prof. Dr.-Ing. D. Großhans, Dipl.-Ing. Sandra Kaden<br />

47<br />

…Grenzen für die standardisierte Bemessung


Prof. Dr.-Ing. D. Großhans, Dipl.-Ing. Sandra Kaden<br />

48<br />

PEBA Prüfinstitut für Baustoffe GmbH<br />

Köpenicker Landstraße 280<br />

<strong>12</strong>437 Berlin<br />

asphalt@peba.de<br />

Tel.: (030) 63 95 80 - 0<br />

Fax: (030) 63 95 80 - 50

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