Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von
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Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von
Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen Arbeitsgruppe Infrastrukturmanagement Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von Verkehrsflächen RStO 11 Ausgabe 2011 Stand: 09.11.2010 (Sitzung AA 4.5. am 28./29.09.2010 einschließlich überarbeiteter Beispiele) (verabschiedet im LA 4 am 24.11.2010) RStO 11 Arbeitsgruppe: Entwurf Stand: 07.11.2010 Infrastrukturmanagement Arbeitsausschuss: Dimensionierung Arbeitskreis: Neufassung RStO Im Rahmen der mehrjährigen Arbeit haben folgende Damen und Herren mitgewirkt: Leiter: BOR Dipl.-Ing. S i e b e r, Bonn Mitarbeiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. B e c k e d a h l, Wuppertal BOR Dipl.-Ing. B e d n o r z, Bonn Dipl.-Ing. B e y e r, Magdeburg Dipl.-Ing. B ö h m e, Leinfelden-Echterdingen Dipl.-Ing. G o l k o w s k i, Bergisch-Gladbach BDir. Dipl.-Ing. G i p p e r, Bonn Dipl.-Ing. H e l b i g, Hannover Dipl.-Ing. H e l b l, Rostock Dipl.-Ing. K i e h n e, Dresden Dipl.-Ing. K n a a k, Kiel Prof. Dr.-Ing. K o c h, Köln Dr.-Ing. L e c h n e r, München Akad. Dir. Dr.-Ing. L o r e n z l, Braunschweig Dipl.-Ing. L u d e w i g, Berlin Dipl.-Ing. L ü t k e W e r m e l i n g, Hamm Dipl.-Phys. N i c k o l, Halberstadt Dipl.-Ing. O h m e n, Hamburg Dipl.-Ing. P l e h m, Hoppegarten Univ.-Prof. Dr.-Ing. R a d e n b e r g, Bochum BDir. Dipl.-Ing. R o d e h a c k, Kempten Dipl.-Ing. (FH) S c h e i p e r s, Gelsenkirchen Dipl.-Ing. (FH) T ä u b e, Bonn Dipl.-Ing. V i l l a r e t, Hoppegarten Univ.-Prof. Dr.-Ing. W e l l n e r, Dresden Univ.-Prof. Dr.-Ing. Z a n d e r, Siegen Vorbemerkung Die „Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von Verkehrsflächen, Ausgabe 2011 (RStO 11)“ sind vom Arbeitskreis „Neufassung RStO“ im Arbeitsausschuss „Dimensionierung“ (Leiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wellner) erarbeitet worden. Die Überarbeitung der RStO 01 wurde auf Grund neuer Erkenntnisse insbesondere der Zunahme der Verkehrsbelastung und der Veränderung der Verkehrszusammensetzung erforderlich. Die RStO 11 wurden unter Mitwirkung von Vertretern der kommunalen Bauverwaltungen aufgestellt und mit dem Bundesminister für Verkehr, Bau- und Stadtentwicklung und den obersten Straßenbaubehörden der Länder abgestimmt. RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Inhaltsverzeichnis Seite 1 Allgemeines.......................................................................................................................... 8 2 Grundlagen........................................................................................................................... 9 2.1 Begriffe .......................................................................................................................... 9 2.1.1 Aufbau ................................................................................................................... 9 2.1.2 Erneuerung .......................................................................................................... 12 2.1.3 Verkehrsbelastung ............................................................................................... 12 2.1.4 Beanspruchung aus Verkehr ............................................................................... 12 2.2 Kriterien für die Dickenfestlegung des Straßenaufbaues ....................................... 12 2.3 Entwässerung ............................................................................................................. 12 2.4 Wahl der Bauweisen ................................................................................................... 13 2.4.1 Neubau ................................................................................................................ 13 2.4.2 Erneuerung .......................................................................................................... 13 2.5 Bauklassen und Verkehrsbelastung ......................................................................... 14 2.5.1 Fahrbahnen ......................................................................................................... 14 2.5.2 Busverkehrsflächen ............................................................................................. 15 2.5.3 Neben- und Rastanlagen..................................................................................... 16 2.5.4 Abstellflächen ...................................................................................................... 16 2.5.5 Weitere Verkehrsflächen ..................................................................................... 16 2.6 Besondere Beanspruchungen ................................................................................... 17 3 Neubau von Fahrbahnen ................................................................................................... 18 3.1 Untergrund und Unterbau .......................................................................................... 18 3.1.1 F2- und F3-Böden ............................................................................................... 18 3.1.2 F1-Böden ............................................................................................................. 18 3.2 Mindestdicke des frostsicheren Oberbaues............................................................. 19 3.2.1 Allgemeines ......................................................................................................... 19 3.2.2 Ausgangswerte für die Bestimmung der Mindestdicke ........................................ 19 3.2.3 Mehr- oder Minderdicken..................................................................................... 20 3.3 Oberbau ....................................................................................................................... 23 3.3.1 Bauweisen und Schichtdicken ............................................................................. 23 3.3.2 Tragschichten ...................................................................................................... 24 3.3.3 Asphaltdecken ..................................................................................................... 24 3.3.4 Betondecken........................................................................................................ 24 3.3.5 Pflasterdecken ..................................................................................................... 25 3.3.6 Besonderheiten ................................................................................................... 25 3.4 Ergänzende Hinweise für Verkehrsflächen in geschlossener Ortslage ................ 25 4 Erneuerung von Fahrbahnen ............................................................................................ 31 4.1 Bewertung der strukturellen Substanz der vorhandenen Befestigung ................. 31 4.1.1 Verkehrsbelastung und Alter................................................................................ 31 4.1.2 Ermittlung des Oberflächenzustandes und Feststellen von Schäden ................. 31 4.1.3 Tragfähigkeit ........................................................................................................ 32 4.1.4 Art und Zustand der vorhandenen Befestigung ................................................... 32 4.1.5 Entwässerungseinrichtungen .............................................................................. 32 4.2 Dicke des frostsicheren Oberbaues.......................................................................... 32 4.3 Erneuerungsbauweisen ............................................................................................. 33 -3- RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 4.4 Erneuerung bei vollständigem Ersatz der vorhandenen Befestigung................... 33 4.5 Erneuerung bei teilweisem Ersatz der vorhandenen Befestigung......................... 33 4.6 Erneuerung auf der vorhandenen Befestigung ....................................................... 33 4.6.1 Allgemeines ......................................................................................................... 33 4.6.2 Erneuerung in Asphaltbauweise .......................................................................... 33 4.6.3 Erneuerung in Betonbauweise ............................................................................ 35 4.6.4 Erneuerung in Pflasterbauweise.......................................................................... 35 5 Neubau und Erneuerung von sonstigen Verkehrsflächen ............................................. 36 5.1 Busverkehrsflächen ................................................................................................... 36 5.2 Rad- und Gehwege ..................................................................................................... 36 5.3 Neben- und Rastanlagen ............................................................................................ 37 5.4 Abstellflächen ............................................................................................................. 37 Anhang ...................................................................................................................................... 38 Anhang 1: Ermittlung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B .................. 47 Methode 1 – Bestimmung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B aus DTV(SV)-Werten...................................................................... 47 Methode 1.1 – Bestimmung von B bei variablen Faktoren ........................................ 47 Methode 1.2 – Bestimmung von B bei konstanten Faktoren ..................................... 48 Methode 2 – Bestimmung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B anhand von Achslastdaten ........................................................ 48 Methode 2.1 – Bestimmung von B bei variablen Faktoren ........................................ 48 Methode 2.2 – Bestimmung von B bei konstanten Faktoren ..................................... 49 Anhang 2: Beispiele ............................................................................................................ 53 Beispiele 1 bis 10 zur Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B ....................................................................................................... 53 Anhang 3: Technische Regelwerke .................................................................................... 78 -4- RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Verzeichnis der Bilder Bild 1 Beispielhafter Aufbau einer Befestigung außerhalb geschlossener Ortslage sowie in geschlossener Ortslage mit wasserdurchlässigen Randbereichen – Damm/Einschnitt – ................................................................................................ 11 Bild 2 Beispielhafter Aufbau einer Befestigung in geschlossener Ortslage mit teilweise wasserundurchlässigen Randbereichen sowie mit Entwässerungseinrichtungen ................................................................................... 11 Bild 3 Beispielhafter Aufbau einer Befestigung in geschlossener Ortslage mit wasserundurchlässigen Randbereichen und geschlossener seitlicher Bebauung sowie mit Entwässerungseinrichtungen ................................................................... 11 Bild 4 Bauweisen auf F1-Boden mit einem Verformungsmodul von mindestens Ev2 = 12 MN/m² (bei Bauklasse 1 von mindestens 100 MN/m²) ............................... 18 Bild 5 Bauweisen auf F1-Boden mit Verfestigung gemäß ZTV Beton-StB) ........................ 19 Bild 6 Frosteinwirkungszonen ............................................................................................ 22 Verzeichnis der Tabellen Tabelle 1 Dimensionierungsrelevante Beanspruchung und zugeordnete Bauklasse (siehe auch Anhang 1) ............................................................................................. 14 Tabelle 2 Mögliche Bauklassen für die typischen Entwurfssituationen nach den RASt ........... 15 Tabelle 3 Belastung von Busverkehrsflächen und zugeordnete Bauklasse ............................ 16 Tabelle 4 Verkehrsfläche in Neben- und Rastanlagen und zugeordnete Bauklasse ............... 16 Tabelle 5 Abstellfläche und zugeordnete Bauklasse ............................................................... 16 Tabelle 6 Ausgangswerte für die Bestimmung der Mindestdicke des frostsicheren Straßenaufbaues ...................................................................................................... 20 Tabelle 7 Mehr- oder Minderdicken infolge örtlicher Verhältnisse ........................................... 21 Tabelle 8 Anhaltswerte für aus Tragfähigkeitsgründen erforderliche Schichtdicken von Tragschichten ohne Bindemittel gemäß ZTV SoB-StB in Abhängigkeit von den Ev2-Werten der Unterlage sowie von der Tragschichtart (Dickenangaben in cm) ............................................................................................ 23 Tabelle 9 Erneuerungsklassen in Abhängigkeit von den Zustandsmerkmalen der vorhandenen Befestigung bei einer Erneuerung in Asphaltbauweise ...................... 34 Verzeichnis der Tafeln Tafel 1 Bauweisen mit Asphaltdecke für Fahrbahnen auf F2- und F3Untergrund/Unterbau ............................................................................................... 27 Tafel 2 Bauweisen mit Betondecke für Fahrbahnen auf F2- und F3Untergrund/Unterbau ............................................................................................... 28 Tafel 3 Bauweisen mit Pflasterdecke für Fahrbahnen auf F2- und F3Untergrund/Unterbau ............................................................................................... 29 Tafel 4 Bauweisen mit vollgebundenem Oberbau für Fahrbahnen auf F2- und F3Untergrund/Unterbau ............................................................................................... 30 Tafel 5 Erneuerung in Asphaltbauweise auf vorhandener Befestigung ............................... 35 Tafel 6 Bauweisen für Rad- und Gehwege auf F2- und F3-Untergrund/Unterbau ............... 37 -5- RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Verzeichnis der Tabellen im Anhang 1 Tabelle A 1.1 Achszahlfaktor fA ............................................................................................. 50 Tabelle A 1.2 Lastkollektivquotient qBm ................................................................................. 50 Tabelle A 1.3 Fahrstreifenfaktor f1 ......................................................................................... 50 Tabelle A 1.4 Fahrstreifenbreitenfaktor f2 .............................................................................. 51 Tabelle A 1.5 Steigungsfaktor f3 ............................................................................................ 51 Tabelle A 1.6 Mittlere jährliche Zunahme des Schwerverkehrs p ......................................... 51 Tabelle A 1.7 Mittlerer jährlicher Zuwachsfaktor des Schwerverkehrs fz............................... 52 Verzeichnis der Beispiele im Anhang 2 Beispiel 1 Ermittlung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B und die zuzuordnende Bauklasse für einen Autobahnneubau .............................................. 54 Beispiel 2 Überprüfung, ob die 20 Jahre vor dem Betrachtungszeitpunkt nach Bauklasse 5 gebaute Autobahnbefestigung zur Aufnahme der Verkehrsbelastung in den nächsten 10 Jahren (Umbau geplant) ausreicht ............. 56 Beispiel 3 Überprüfung des vorhandenen Oberbaus der Bauklasse 2 einer Landesstraße auf seine Eignung als Umleitungsstrecke ......................................... 59 Beispiel 4 Stufenweiser Aufbau einer Fahrbahnbefestigung .................................................... 62 Beispiel 5 Ermittlung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B und die zuzuordnende Bauklasse für eine kommunale Busverkehrsfläche .......................... 64 Beispiel 6 Erneuerung im Tiefeinbau eines Autobahnstreckenabschnitt mit bekannten Achslastdaten ........................................................................................................... 67 Beispiel 7 Überprüfung des Aufbaues im Zuge einer Ausbauplanung ...................................... 69 Beispiel 8 Erneuerung einer Asphaltbefestigung auf einer Bundesstraße außerhalb der geschlossenen Ortslage .................................................................................... 73 Beispiel 9 Erneuerung einer Asphaltbefestigung im Hocheinbau bei teilweisem Ersatz der vorhandenen Befestigung .................................................................................. 75 Beispiel 10 Erneuerung einer Asphaltbefestigung auf einer Landesstraße ................................ 76 Tabellen der Beispiele im Anhang 2 Tabelle A 2.1 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 1 nach Methode 1.1 ............................................................................. 55 Tabelle A 2.2 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für die vergangenen 20 Jahre für Beispiel 2 nach Methode 1.1 ................................... 57 Tabelle A 2.3 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für die nächsten 10 Jahre für Beispiel 2 nach Methode 1.1 ......................................... 58 Tabelle A 2.4 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 3 für die Zeit vor der Umleitung nach Methode 1.1.............................. 61 Tabelle A 2.5 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 3 für die Zeit während der Umleitung nach Methode 1.1 ..................... 61 Tabelle A 2.6 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 3 für die Zeit nach der Umleitung nach Methode 1.1 ........................... 61 -6- RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Tabelle A 2.7 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 4 nach Methode 1.1 ............................................................................. 63 Tabelle A 2.8 Berechnung der äquivalenten durchschnittlichen täglichen Achsübergänge des Schwerverkehrs für Beispiel 5 für die Jahre 1 bis 6 ................................... 65 Tabelle A 2.9 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 5 nach Methode 2.1 für die Jahre 1 bis 6 ............................................ 65 Tabelle A 2.10 Berechnung der äquivalenten durchschnittlichen täglichen Achsübergänge des Schwerverkehrs für Beispiel 5 für die Jahre 7 bis 30 ................................. 65 Tabelle A 2.11 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 5 nach Methode 2.1 für die Jahre 7 bis 30 .......................................... 66 Tabelle A 2.12 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 6 nach Methode 2.1 ............................................................................. 68 Tabelle A 2.13 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 7 nach Methode 1.1 ............................................................................. 71 -7- RStO 11 1 Entwurf Stand: 07.11.2010 Allgemeines Die „Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von Verkehrsflächen“ Ausgabe 2011 (RStO 11) regeln die Standardfälle bei Neubau und Erneuerung für den standardisierten Oberbau von Verkehrsflächen innerhalb und außerhalb geschlossener Ortslage. Der stufenweise Aufbau wird mit Ausnahme der Regelungen in Abschnitt 3.4 nicht behandelt. Abweichende Lösungen können im Einzelfall mit Hilfe der Richtlinien zur rechnerischen Dimensionierung des Oberbaues (RDO Asphalt, RDO Beton) dimensioniert oder/und konstruktiv gelöst werden. Soll der Aufbau mit Hilfe der RDO dimensioniert werden, ist im Vorentwurf ein der zugeordneten Bauklasse entsprechender Aufbau vorzusehen. Hierbei sollten jedoch die sich aus der Dimensionierung gegebenenfalls ergebenden abweichenden Schichtdicken oder Anforderungen an die zu verwendenden Baustoffe durch entsprechende Ansätze berücksichtigt werden. Bei Fahrbahnen mit mehreren Fahrstreifen sind alle Fahrstreifen mit dem gleichen, nach dem Hauptfahrstreifen dimensionierten Oberbau auszuführen. Für ländliche Wege, Flugbetriebsflächen sowie durch Sonderlasten beanspruchte Verkehrsflächen gelten gesonderte technische Regelwerke. Die RStO dienen der Schaffung und Beibehaltung eines Befestigungsstandards für Fahrbahnen und sonstige Verkehrsflächen des Straßenverkehrs durch Anwendung technisch geeigneter und wirtschaftlicher Bauweisen. Sie berücksichtigen vor allem die Funktion der Verkehrsfläche, die Verkehrsbelastung, die Lage der Verkehrsfläche im Gelände, die Bodenverhältnisse, die Bauweise und den Zustand einer zu erneuernden Verkehrsfläche sowie die Bedingungen, die sich durch die freie Strecke oder die geschlossene Ortslage ergeben. Die RStO sind unter Berücksichtigung von Erfahrungen beim Bau und bei der Nutzung von Verkehrsflächenbefestigungen, von Erkenntnissen aus wissenschaftlichen Untersuchungen und Berechnungen zur Abschätzung des Verhaltens der verschiedenen Bauweisen aufgestellt worden. Für die Konstruktion und Ausführung gelten die einschlägigen Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien. -8- RStO 11 Entwurf 2 Grundlagen 2.1 Begriffe 2.1.1 Aufbau Stand: 07.11.2010 Der Aufbau einer Verkehrsfläche wird unterteilt in: Oberbau, Unterbau (gegebenenfalls), Untergrund. Lage und Begrenzung sowie Bezeichnungen der einzelnen Schichten sind aus den Bildern 1 bis 3 zu ersehen. Ferner dienen diese Prinzipskizzen der Erläuterung der in Tabelle 6, Zeilen 5.1 und 5.2, angegebenen örtlichen Verhältnisse. Oberbau Alle Schichten oberhalb des Planums. Vo l l g e b u n d e n e r Oberbau Oberbau, der nur aus Schichten mit Bindemitteln besteht und aufgrund seiner Gesamtdicke keine weiteren Frostschutzmaßnahmen erfordert. Decke Decke aus Asphalt, Beton, Plattenbelag oder Pflaster. Asphaltdecke Asphaltdeckschicht und ggf. Asphaltbinderschicht oder Asphalttragdeckschicht Betondecke Fahrbahndecken aus Beton sind der obere Teil des Oberbaus; sie liegen auf der Tragschicht oder einer anderen geeigneten Unterlage und können ein- oder zweischichtig hergestellt werden. Pflasterdecke Pflasterstein, Bettung und Fugenfüllung. Plattenbelag Platten, Bettung und Fugenfüllung. AsphaltzwischenAsphaltschicht nach Abschnitt 4.4.4 der RDO Beton 09 auf s c h i c h t u n t e r B e t o n Tragschicht mit hydraulischem Bindemittel bei Neubau oder (AZSuB) Erneuerung. Asphalttragdeckschicht Einschichtige Asphaltschicht, die gleichzeitig die Funktion von Trag- und Deckschicht erfüllt. Tragsc hi cht Tragschichten werden unterschieden in: Tragsc hi chten mi t Bin de mittel Asphalttragschicht Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln Verfestigung Hydraulisch gebundene Tragschicht (HGT) Betontragschicht Dränbetontragschicht (DBT) T r a g s c h i c h t e n o h n e B i n d e m i t t e l ( To B ) Frostschutzschicht (FSS) Schottertragschicht (STS) -9- RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Kiestragschicht (KTS) S c h i c h t a u s f r o s t - Schicht auf dem Untergrund bzw. Unterbau, die zusätzlich unempfindlichen unterhalb einer Tragschicht angeordnet werden kann, um eine Material (SfM) ausreichende Dicke des frostsicheren Oberbaues zu schaffen. Sie muss auch im verdichteten Zustand ausreichend wasserdurchlässig sein. Unterbau Künstlich hergestellter Erdkörper zwischen Untergrund und Oberbau. Untergrund Unmittelbar unter dem Ober- oder Unterbau angrenzender Boden bzw. Fels. Planum Bearbeitete Oberfläche des Untergrundes bzw. des Unterbaues (Abschluss des Erdbaues) - 10 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Damm Einschnitt Planum Unterbau Oberbau Untergrund Decke Tragschicht Tragschicht (z. B. Verfestigung) Bild 1 Beispielhafter Aufbau einer Befestigung außerhalb geschlossener Ortslage sowie in geschlossener Ortslage mit wasserdurchlässigen Randbereichen – Damm/Einschnitt – Geh-/ Radweg Geh-/ Radweg Fahrbahn Unterbau bzw. Untergrund Planum Oberbau Decke Tragschicht (z. B. Verfestigung) Bild 2 Decke Tragschicht Tragschicht (z. B. Verfestigung) Beispielhafter Aufbau einer Befestigung in geschlossener Ortslage mit teilweise wasserundurchlässigen Randbereichen sowie mit Entwässerungseinrichtungen Geh-/ Radweg Parkbucht Unterbau bzw. Untergrund Planum Geh-/ Radweg Oberbau Decke Tragschicht (z. B. Verfestigung) Bild 3 Parkbucht Fahrbahn Decke Tragschicht Tragschicht (z. B. Verfestigung) Beispielhafter Aufbau einer Befestigung in geschlossener Ortslage mit wasserundurchlässigen Randbereichen und geschlossener seitlicher Bebauung sowie mit Entwässerungseinrichtungen - 11 - RStO 11 2.1.2 Entwurf Stand: 07.11.2010 Erneuerung Als Erneuerung werden Maßnahmen zur Verbesserung der Substanz unter vollständiger Wiederherstellung des Gebrauchswertes einer vorhandenen Verkehrsflächenbefestigung bezeichnet. Die Erneuerung kann durch vollständigen oder teilweisen Ersatz des vorhandenen Oberbaues, gegebenenfalls bei gleichzeitiger Anpassung an geänderte Belastungsbedingungen, oder durch Einbau von einer oder mehreren Schichten auf die vorhandene Verkehrsflächenbefestigung erfolgen. 2.1.3 Verkehrsbelastung Schwerverkehr (SV) Fahrzeugarten des Schwerverkehrs sind Lastkraftwagen mit einem zulässigen Gesamtgewicht von mehr als 3,5 t ohne und mit Anhänger, Sattelzüge und Kraftomnibusse mit mehr als 9 Sitzplätzen einschließlich Fahrersitz. DTV(SV) [Fz/24h] Durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke der Fahrzeugarten des Schwerverkehrs. DTA(SV) [Aü/24h] Durchschnittliche Anzahl der täglichen Achsübergänge (Aü) des Schwerverkehrs. 2.1.4 Beanspruchung aus Verkehr Äquivalente 10 t-Achsübergänge Beanspruchung durch tatsächliche Achsübergänge, normiert auf die Beanspruchung durch 10 t-Achsübergänge. Dimensionierungsrelevante Summe der gewichteten äquivalenten 10 t-Achsübergänge, die bis Beanspruchung B zum Ende des vorgesehenen Nutzungszeitraumes in dem Fahrstreifen mit der höchsten Verkehrsbeanspruchung zu erwarten sind. Die Gewichtung erfolgt durch die Berücksichtigung von Fahrstreifen-, Fahrstreifenbreiten- und Steigungsfaktoren. 2.2 Kriterien für die Dickenfestlegung des Straßenaufbaues Die Dicke des Straßenaufbaues ist so festzulegen, dass ein ausreichender Ermüdungswiderstand gegen Belastung aus Verkehr und Witterung während der geplanten Nutzungsdauer sowie eine ausreichende Frostsicherheit gewährleistet ist. Für Rad- und Gehwege gilt Abschnitt 5.2. 2.3 Entwässerung Die im Folgenden festgelegten Dicken des Straßenaufbaues setzen dauerhaft wirksame Entwässerungsmaßnahmen, insbesondere für das Planum, voraus. Die vorzusehenden Entwässerungseinrichtungen zur Ableitung des Oberflächenwassers und zur Entwässerung von Böschungen, Untergrund, Unterbau und Frostschutzschicht sind in den RAS-Ew beschrieben. Weitere Regelungen zu Entwässerungsmaßnahmen sind in den ZTV Ew-StB enthalten. In Wasserschutzgebieten sind zusätzlich die Richtlinien für bautechnische Maßnahmen an Straßen in Wassergewinnungsgebieten (RiStWag) zu beachten. In Bereichen von Wannen, für Bauweisen mit vollgebundenem Oberbau sowie für Erneuerungs- und Verbreiterungsmaßnahmen können darüber hinausgehende Entwässerungseinrichtungen notwendig werden. Bei Erneuerungsmaßnahmen ist die Funktionsfähigkeit der Entwässerung zu prüfen. - 12 - RStO 11 Entwurf 2.4 Wahl der Bauweisen 2.4.1 Neubau Stand: 07.11.2010 Die Bauweisen mit Asphaltdecke (Tafel 1, Tafel 4) oder mit Betondecke (Tafel 2, Tafel 4) sind nach dem Grundsatz weitgehend technischer Gleichwertigkeit festgelegt, das heißt, die Bauweisen einer Bauklasse können die Verkehrsbelastung im vorgesehenen Nutzungszeitraum ohne strukturelle Schäden im Oberbau aufnehmen. Bei einigen Bauweisen wurden aus bautechnischen Gründen größere Dicken als aus Gründen des Tragverhaltens erforderlich festgelegt. Die Bauweisen mit Pflasterdecke (Tafel 3) können untereinander und im Vergleich zu den in dieselbe Bauklasse eingeordneten Bauweisen mit Asphalt- oder Betondecke hinsichtlich ihrer Tragverhalten und Nutzungsdauer ungleichwertig sein. Diese Bauweisen sind insbesondere unter Berücksichtigung der Anforderungen an Straßen in geschlossener Ortslage festgelegt. Die Bauweisen für Rad- und Gehwege (Tafel 6) sind untereinander nicht gleichwertig. Bei der Wahl der Bauweisen mit ihren angeführten Varianten sind örtliche Gegebenheiten, regionale Erfahrungen, technische und wirtschaftliche Gesichtspunkte sowie Umweltbedingungen zu berücksichtigen, wie zum Beispiel: Verwendung örtlicher Baustoffe Stufenweiser Aufbau Verwendung von industriell hergestellten Gesteinskörnungen und RecyclingBaustoffen Nutzungsbedingte Besonderheiten Erhaltungsstrategien. 2.4.2 Erneuerung Hat die Bewertung der strukturellen Substanz der vorhandenen Verkehrsfläche ergeben, dass eine Erneuerung erforderlich wird und/oder die Befestigungsdicke an die gestiegenen Verkehrsbeanspruchungen angepasst werden muss, ist eine für den Verwendungszweck, die örtlichen Gegebenheiten und die Verkehrsführung im Bauzustand zweckmäßige und wirtschaftliche Erneuerungsart und -bauweise auszuwählen. Hierfür stehen grundsätzlich drei Erneuerungsarten zur Wahl: Erneuerung bei vollständigem Ersatz der vorhandenen Befestigung (siehe Abschnitt 4.4) Erneuerung bei teilweisem Ersatz der vorhandenen Befestigung (siehe Abschnitt 4.5) Erneuerung auf der vorhandenen Befestigung (siehe Abschnitt 4.6). Auswahlkriterien dafür sind neben wirtschaftlichen Gesichtspunkten: Verbesserung der Gradiente und/oder der Querneigung Höhenzwangspunkte Geplante Querschnittserweiterungen Dichte Folge von Überführungsbauwerken mit begrenzter lichter Höhe Verkehrsführung (Eignung eventueller Umleitungsstrecken) Streifenweise Erneuerung (Differenzierung der Maßnahme im Querschnitt entsprechend dem Zustand) Stufenweise Erneuerung (bei Asphaltbauweisen) - 13 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Überbaubarkeit (Belastbarkeit) von Bauwerken und Rohrleitungen Nicht frostsichere Verkehrsflächen Berücksichtigung der Art und Ausführung später geplanter Auf- und Ausbaustufen Eignung der vorhandenen Schichten für die künftige Funktion Wiederverwendbarkeit ausgebauter Materialien. 2.5 Bauklassen und Verkehrsbelastung Fahrbahnen, Busverkehrsflächen, Verkehrsflächen von Neben- und Rastanlagen, Stellflächen sowie Seiten-, Verzögerungs- und Beschleunigungsstreifen werden entsprechend der Beanspruchung aus Verkehr den Bauklassen 1 bis 7 zugeordnet. 2.5.1 Fahrbahnen Bei Fahrbahnen ist in der Regel die dimensionierungsrelevante Beanspruchung B für die Zuordnung zu einer Bauklasse gemäß Tabelle 1 zugrunde zu legen. Tabelle 1 Dimensionierungsrelevante Beanspruchung und zugeordnete Bauklasse (siehe auch Anhang 1) Dimensionierungsrelevante Beanspruchung B Äquivalente 10 t-Achsübergänge in Mio. 1) über 321) über 10 Bauklasse 7 bis 32 6 10 5 über 3,2 bis über 1,8 bis 3,2 4 über 1,0 bis 1,8 3 über 0,3 bis 1,0 2 bis 0,3 1 Bei einer dimensionierungsrelevanten Beanspruchung größer 100 Mio. sollte der Aufbau mit Hilfe der RDO dimensioniert werden. Die dimensionierungsrelevante Beanspruchung B kann auf der Grundlage des DTV(SV) unter Zuhilfenahme von straßenklassenspezifischen Lastkollektivquotienten oder anhand detaillierter Achslastdaten ermittelt werden (siehe Anhang 1). Sie wird berechnet für den Fahrstreifen mit der höchsten Verkehrsbelastung durch Schwerverkehr unter Berücksichtigung der zukünftigen Anzahl der Fahrstreifen im Querschnitt Breite des Fahrstreifens und Längsneigung. Gegebenenfalls ist statt der Breite des Fahrstreifens die zu erwartende Spurtreue des Verkehrs zu berücksichtigen. Anhang 2 enthält Beispiele für die Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B. - 14 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Die Berechnungen sind auch geeignet, bisherige Beanspruchungen einer Straße zu ermitteln. Für die Ermittlung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B ist in der Regel ein Nutzungszeitraum von 30 Jahren anzunehmen. Lässt sich für Verkehrsflächen in der geschlossenen Ortslage die dimensionierungsrelevante Beanspruchung B nicht ermitteln, so können die Bauklassen den typischen Entwurfssituationen nach den RASt gemäß Tabelle 2 zugeordnet werden. Die Auswahl der Bauklasse muss sich an der zu erwartenden Schwerverkehrsbelastung orientieren. In Kreuzungs- und Einmündungsbereichen ist die dimensionierungsrelevante Beanspruchung B des am stärksten belasteten Fahrstreifens der Anschlussstrecken maßgebend. Für Kreisverkehrsflächen ist - bezogen auf den am stärksten belasteten Abschnitt der Kreisverkehrsfläche - die nächst höhere Bauklasse vorzusehen. Tabelle 2 Mögliche Bauklassen für die typischen Entwurfssituationen nach den RASt Typische Entwurfssituation 2.5.2 Straßenkategorie Bauklasse Anbaufreie Straße VS II, VS III 5 bis 7 Verbindungsstraße HS III, HS IV 4/5 Industriestraße HS IV, ES IV, ES V 4 bis 7 Gewerbestraße HS IV, ES IV, ES V 3 bis 7 Hauptgeschäftsstraße HS IV, ES IV 3 bis 5 Örtliche Geschäftsstraße HS IV, ES IV 3 bis 5 Örtliche Einfahrtsstraße HS III, HS IV 4/5 Dörfliche Hauptstraße HS IV, ES IV 2 bis 4 Quartiersstraße HS IV, ES IV 2 bis 4 Sammelstraße ES IV 2 bis 4 Wohnstraße ES V 1/2 Wohnweg ES V 1 Busverkehrsflächen Busverkehrsflächen können auf Grund ihrer Verkehrsbelastung den Bauklassen gemäß Tabelle 3 zugeordnet werden. Wird eine Ermittlung der Bauklasse nach Abschnitt 2.5.1 durchgeführt, ist die verkehrsflächenspezifische Abweichung von Achszahlfaktor fA und Lastkollektivquotient qBm zu beachten. - 15 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Tabelle 3 Belastung von Busverkehrsflächen und zugeordnete Bauklasse Verkehrsbelastung Bauklasse über 1400 Busse / Tag 7 über 425 Busse / Tag bis 1400 Busse / Tag 6 über 130 Busse / Tag bis 425 Busse / Tag 5 über 65 Busse / Tag bis 130 Busse / Tag 4 bis 65 Busse / Tag 3 Wenn die Verkehrsbelastung weniger als 15 Busse/Tag beträgt, kann eine niedrigere Bauklasse gewählt werden. 2.5.3 Neben- und Rastanlagen Den Verkehrsflächen in Neben- und Rastanlagen – außer Abstellflächen – können die Bauklassen gemäß Tabelle 4 zugeordnet werden, sofern nicht eine Ermittlung der Bauklasse gemäß Abschnitt 2.5.1 erfolgt. Abstellflächen sind gemäß Tabelle 5 zuzuordnen. Tabelle 4 Verkehrsfläche in Neben- und Rastanlagen und zugeordnete Bauklasse Verkehrsart Bauklasse Schwerverkehr 4 Pkw-Verkehr einschließlich geringem Schwerverkehrsanteil 2.5.4 1/2 Abstellflächen Den Abstellflächen können die Bauklassen gemäß Tabelle 5 zugeordnet werden. Tabelle 5 Abstellfläche und zugeordnete Bauklasse Verkehrsart Bauklasse Schwerverkehr 4 Nicht ständig von Schwerverkehr genutzte Flächen 2 Pkw-Verkehr (Befahren durch Fahrzeuge des Unterhaltungsdienstes möglich) 1 2.5.5 Weitere Verkehrsflächen Verzögerungs- und Beschleunigungsstreifen sowie Seitenstreifen sind in der Regel in gleicher Bauweise und Dicke wie die Fahrstreifen der durchgehenden Fahrbahn vorzusehen. - 16 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Die Fahrstreifen in planfreien Knotenpunkten und in Anschlussstellen erhalten eine Bauweise nach Bauklasse 4, sofern nicht eine höhere dimensionierungsrelevante Beanspruchung nachgewiesen wird. Mittelstreifenüberfahrten erhalten eine Bauweise nach Bauklasse 4, sofern sie nicht beanspruchungsgerecht bemessen werden. Sonderflächen wie z.B. Containerumschlagplätze können Beanspruchungen unterliegen, die nicht durch die dimensionierungsrelevante Beanspruchung B darzustellen sind. Sie sind entsprechend besonderer Regelwerke bzw. im Einzelfall zu dimensionieren. 2.6 Besondere Beanspruchungen Verkehrsflächen der Bauklassen 4 bis 7 unterliegen besonderen Beanspruchungen. Verkehrsflächen der Bauklassen 1 bis 3 können besonderen Beanspruchungen durch Schwerverkehr unterliegen, z B. bei spurfahrendem Verkehr und enger Kurvenfahrt bei langsam fahrendem Verkehr bei häufigen Brems- und Beschleunigungsvorgängen in Kreuzungs- und Einmündungsbereichen bei Stellflächen. Der Einfluss von spurfahrendem Verkehr und von Verkehr auf Steigungsstrecken auf die Dicke des Oberbaues ist durch die Faktoren f2 und f3 berücksichtigt (siehe Anhang 1). Darüber hinaus ist zu prüfen, ob den besonderen Beanspruchungen bei der Wahl der Bauweise, bei der Wahl der Baustoffe, ihrer Zusammensetzung und bei der Herstellung einzelner Schichten des Oberbaues Rechnung getragen werden muss (siehe ZTV Asphalt/ZTV Pflaster). - 17 - RStO 11 Entwurf 3 Neubau von Fahrbahnen 3.1 Untergrund und Unterbau Stand: 07.11.2010 Anforderungen an den Untergrund bzw. Unterbau sind in den ZTV E-StB enthalten. 3.1.1 F2- und F3-Böden Die in Tafel 1 bis Tafel 4 ausgewiesenen Schichtdicken setzen auf dem Planum einen Verformungsmodul von mindestens Ev2 = 45 MN/m² voraus. Bei Bauweisen mit vollgebundenem Oberbau ist bei Böden der Frostempfindlichkeitsklasse F3, bei ungünstigen Wasserverhältnissen auch bei Böden der Frostempfindlichkeitsklasse F2, eine Bodenverfestigung des Untergrundes bzw. Unterbaues in einer Mindestdicke von 15 cm vorzusehen, die nicht anrechenbar ist. 3.1.2 F1-Böden Besteht der Untergrund bzw. Unterbau unmittelbar unter dem Oberbau aus Boden der Frostempfindlichkeitsklasse F1, kann die Frostschutzschicht entfallen, wenn die Tiefe 1,2 m (1,3 m bei Frosteinwirkungszone II; 1,5 m bei Frosteinwirkungszone III) unter Fahrbahnoberfläche beträgt. Der Boden muss in den unter dem Planum verbleibenden oberen 35 cm bezüglich des Verdichtungsgrades die Anforderungen der ZTV SoB-StB an Frostschutzschichten erfüllen. Wird auf dem F1-Boden ein Verformungsmodul von mindestens Ev2 = 120 MN/m² (Bauklassen 2 bis 7) bzw. Ev2 = 100 MN/m² (Bauklasse 1) erreicht, kann der Oberbau gemäß dem Aufbau ab Oberkante Frostschutzschicht angeordnet werden (Bild 4). Erfüllt der F1-Boden diese Anforderungen an den Verformungsmodul nicht, ist eine Verfestigung nach ZTV Beton-StB (Bild 5) vorzusehen oder alternativ der F1-Boden mechanisch zu verbessern oder die Dicke der darüberliegenden Tragschicht nach Tabelle 8 zu erhöhen. Die Schotter- oder Kiestragschicht der Bauweisen gemäß Tafel 1, Zeile 5, Tafel 2, Zeile 3 und Tafel 3, Zeile 3 kann unmittelbar auf dem F1-Boden angeordnet werden. Wahl und Dicke der restlichen Schichten des Oberbaues wie ab Oberkante Frostschutzschicht nach: Tafel 1, Zeilen 1, 2.1, 3 und 4 Tafel 2, Zeilen 1.1, 2 und 4 Tafel 3, Zeilen 1, 2 und 4 bis 7 Oberbau 120(100) MN/m² Planum Unterbau/ Untergrund F1F1Boden Boden Bild 4 Bauweisen auf F1-Boden mit einem Verformungsmodul von mindestens Ev2 = 120 MN/m² (bei Bauklasse 1 von mindestens 100 MN/m²) - 18 - RStO 11 Entwurf Wahl und Dicke der Schichten mit Bindemittel nach Tafel 1, Zeilen 2.2 und 2.3 Tafel 2, Zeilen 1.2 und 1.3 Oberbau Verfestigung gemäß ZTV Beton-StB (Bei dieser Bauweise entfällt das Planum) Stand: 07.11.2010 Unterbau/ Untergrund F1Boden Bild 5 Bauweisen auf F1-Boden mit Verfestigung gemäß ZTV Beton-StB) 3.2 Mindestdicke des frostsicheren Oberbaues 3.2.1 Allgemeines Die Mindestdicke des frostsicheren Straßenaufbaues soll neben der Lastverteilung sicherstellen, dass während der Frost- und Auftauperioden keine schädlichen Verformungen entstehen. Sofern nicht örtliche Erfahrungen oder spezielle Untersuchungen für die Bestimmung der Mindestdicke des frostsicheren Straßenaufbaues vorliegen, kann diese Dicke unter Berücksichtigung der Frostempfindlichkeit des Untergrundes/Unterbaues gemäß Abschnitt 3.2.2 für die jeweilige Bauklasse der nach Abschnitt 3.2.3 zu ermittelnden Mehr- oder Minderdicken errechnet werden. Die Ausführung einer Bodenverfestigung nach ZTV E-StB der oberen Zone eines frostempfindlichen Untergrundes bzw. Unterbaues ist bis zu einer Dicke von maximal 20 cm auf die Dicke des frostsicheren Oberbaues anrechenbar. Die Ausführung einer qualifizierten Bodenverbesserung von mindestens 25 cm kann dadurch berücksichtigt werden, dass der frostempfindliche Untergrund bzw. Unterbau in die Frostempfindlichkeitsklasse F2 eingestuft wird. Bei wechselnden örtlichen Verhältnissen ist es aus bautechnischen Gründen sinnvoll, die Dicke des frostsicheren Oberbaues über größere Abschnitte konstant zu halten. Das Verfahren zur Bestimmung der Mindestdicke des frostsicheren Oberbaues gilt nicht für vollgebundenen Oberbau Verkehrsflächen, die während des Frostaufganges auf ein bestimmtes zulässiges Gesamtgewicht der Fahrzeuge beschränkt werden. 3.2.2 Ausgangswerte für die Bestimmung der Mindestdicke Die Frostempfindlichkeit des Bodens ergibt sich aus seiner Klassifikation gemäß den ZTV EStB. Für Böden der Frostempfindlichkeitsklasse F2 und F3 gemäß den ZTV E-StB gelten in Abhängigkeit von der Bauklasse die Ausgangswerte für die Bestimmung der Mindestdicke des frostsicheren Straßenaufbaues nach Tabelle 6. - 19 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Tabelle 6 Ausgangswerte für die Bestimmung der Mindestdicke des frostsicheren Straßenaufbaues Frostempfindlichkeitsklasse 3.2.3 Dicke in cm bei Bauklasse 5/6/7 2/3/4 1 F2 55 50 40 F3 65 60 50 Mehr- oder Minderdicken Frosteinwirkung, Lage der Gradiente und der Trasse, Wasserverhältnisse, Ausführung der Randbereiche sowie Nutzungsdauer sind bei der Festlegung der Mindestdicke des frostsicheren Straßenaufbaues zu berücksichtigen. Die Mehr- oder Minderdicke zur Bestimmung der Mindestdicke aus den Einzelwerten für die verschiedenen Kriterien wird gemäß Tabelle 7 wie folgt bestimmt: Mehr- oder Minderdicke = A + B + C + D + E In Bild 6 sind die Frosteinwirkungszonen I, II und III dargestellt; die Grenzen zwischen den Zonen bilden dabei nur einen groben Anhalt. Die eingetragenen geografischen Merkmale (Flüsse, Gebirge, Städte) erleichtern die Zuordnung einer Baumaßnahme zu einer Region mit deren jeweiliger Frosteinwirkungszone. Örtliche Besonderheiten – z. B. wie tief eingeschnittene Täler, schmale Höhenzüge – können der Karte nicht entnommen werden. Solche topografischen Gegebenheiten sind bei der Bemessung der Dicke des frostsicheren Oberbaues je nach Lage einer Straße im Einzelfall zu berücksichtigen. Die Tiefe der Frosteindringung in den Boden hängt nicht nur von der Höhenlage des Geländes ab, sondern u. a. auch von der Wärmeleitfähigkeit im Untergrund/Unterbau, den Feuchtigkeitsverhältnissen im Boden und im Oberbau und den Wärmestrahlungsbedingungen, z. B. in bebauten Gebieten. Da Messungen für solche Einflussgrößen sehr aufwändig und somit ausschließlich in besonders gelagerten Fällen als sinnvoll zu betrachten sind, sollten bei der Bemessung eines Straßenoberbaues langjährige Erfahrungen und sonstige örtliche Kenntnisse in die Beurteilung der Frosteinwirkung im jeweiligen Einzelfall einbezogen werden. - 20 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Tabelle 7 Mehr- oder Minderdicken infolge örtlicher Verhältnisse Örtliche Verhältnisse Frosteinwirkung Kleinräumige Klimaunterschiede Wasserverhältnisse im Untergrund Lage der Gradiente Entwässerung der Fahrbahn / Ausführung der Randbereiche A Zone I 0 cm Zone II + 5 cm Zone III + 15 cm B ungünstige Klimaeinflüsse z.B. durch Nordhang oder in Kammlagen von Gebirgen +5 cm Keine besondere Klimaeinflüsse 0 cm günstige Klimaeinflüsse bei geschlossener seitlichen Bebauung entlang der Straße -5 cm C Kein Grund- und Schichtenwasser bis in eine Tiefe von 1,5 m unter Planum 0 cm Grund- oder Schichtenwasser dauernd oder zeitweise höher als 1,5 m unter Planum + 5 cm D Einschnitt, Anschnitt + 5 cm Geländehöhe bis Damm ≤ 2,0 m 0 cm Damm > 2,0 m - 5 cm E Entwässerung der Fahrbahn über Mulden, Gräben bzw. Böschungen 0 cm Entwässerung der Fahrbahn und Randbereiche über Rinnen bzw. Abläufe und Rohrleitungen 5 cm - 21 - RStO 11 Bild 6 Entwurf Stand: 07.11.2010 Frosteinwirkungszonen Die Karte ist detailliert auf der Homepage der Bundesanstalt für Straßenwesen (www.bast.de) abrufbar. - 22 - RStO 11 Entwurf 3.3 Oberbau 3.3.1 Bauweisen und Schichtdicken Stand: 07.11.2010 In den Tafeln 1 bis 3 sind die standardisierten Bauweisen mit Asphaltdecke, Betondecke und Pflasterdecke auf F2- und F3-Böden für die jeweiligen Bauklassen dargestellt. Für F1-Böden gilt Abschnitt 3.1.2. Tafel 4 enthält die standardisierten Bauweisen für den vollgebundenen Asphalt- und Betonoberbau. In den Tafeln 1 bis 3 sind die Dicken des frostsicheren Oberbaues auf F2- und F3-Böden in 10-cm-Schritten angegeben. Ergibt sich nach Abschnitt 3.2 eine andere Dicke des frostsicheren Oberbaues als in den Tafeln enthalten, so ist diese maßgebend. Den Dicken der Tragschichten ohne Bindemittel liegen die in den Tafeln angegebenen Mindestwerte für die Verformungsmoduln unter Berücksichtigung der Tabelle 8 zugrunde. Ergibt sich eine geringere Dicke des frostsicheren Oberbaues, so ist zu prüfen, ob mit der gewählten Bauweise die Anforderungen der ZTV SoB-StB an den Verformungsmodul erfüllt werden können. Wird auf dem Planum ein Ev2-Wert von mindestens 80 MN/m² erreicht, können die Dicken der Tragschichten ohne Bindemittel gemäß Tabelle 8 festgelegt werden. Dies gilt nicht für Schotter- oder Kiestragschichten nach Tafel 1, Zeile 5, und Tafel 3, Zeile 3, sowie für Schottertragschichten nach Tafel 2, Zeile 3, sowie Schichten aus frostunempfindlichem Material. 120 150 120 150 180 150 25 15* 20 30 15* 20 Kiestragschicht [cm] 15* 15* 30 50** - 25 35 20 Art des Tragschichtmaterials 30 20 35 Ev2-Wert [MN/m²] Unterlage - 25 30 180 100 20 15* 20 150 - Frostschutzschicht [cm] überwiegend gebrochen Frostschutzschicht [cm] überwiegend ungebroh 120 15* 15* 25 35** 80 Schottertragschicht [cm] Ev2-Wert [MN/m²] auf Oberfläche SoB 100 Tabelle 8 Anhaltswerte für aus Tragfähigkeitsgründen erforderliche Schichtdicken von Tragschichten ohne Bindemittel gemäß ZTV SoB-StB in Abhängigkeit von den Ev2-Werten der Unterlage sowie von der Tragschichtart (Dickenangaben in cm) 20 15* 25 - 45 - 80 Planum 100 120 Frostschutzschicht nicht mögliche Kombination 15* technologische Mindestdicke mit 0/32 nicht gebräuchliche Kombination ** - 23 - bei örtlicher Bewährung auch geringere Dicke möglich RStO 11 3.3.2 Entwurf Stand: 07.11.2010 Tragschichten Die Anforderungen an Tragschichten sind in den ZTV Asphalt-StB, den ZTV Beton-StB und den ZTV SoB-StB enthalten. Für Tragschichten unter Pflasterdecken gelten zusätzlich die Anforderungen der ZTV Pflaster-StB. Tragsc hi chten oh ne Binde mittel Die Frostschutzschicht muss mindestens die in den Tafeln 1 bis 3 unter „Dicke der Frostschutzschicht“ angegebene Dicke aufweisen (siehe auch Abschnitt 3.1.2). Ist keine Dicke der Frostschutzschicht angegeben, so bedeutet dies, dass die erforderlichen Verformungsmoduln auf der Frostschutzschicht voraussichtlich nicht erreicht werden; dann ist entweder eine größere Dicke des frostsicheren Oberbaues oder eine andere Bauweise zu wählen. Tragsc hi chten mi t h ydraul ischen Binde mitteln Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln können als Verfestigung, hydraulisch gebundene Tragschicht oder Betontragschicht ausgebildet werden. Sie müssen unterschiedlichen Festigkeitsanforderungen gemäß ZTV Beton-StB in Abhängigkeit von der Art der Überbauung genügen. Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln unter Pflasterdecken müssen wasserdurchlässig ausgebildet werden (DBT). Auf Maßnahmen zur gezielten Rissbildung gemäß ZTV Beton-StB ist zu achten. Asphalttragschichten Die Dicke der Asphalttragschicht kann um bis zu 2 cm vermindert werden, wenn die Dicke der Asphaltbinderschicht um das gleiche Maß erhöht wird. Dabei darf die Mindesteinbaudicke der Asphalttragschicht nicht unterschritten werden. Asphalttragschichten unter Pflasterdecken müssen wasserdurchlässig ausgebildet werden (WDA). 3.3.3 Asphaltdecken Die Anforderungen an Asphaltdecken sind in den ZTV Asphalt-StB enthalten. Sofern planmäßig von den Schichtdicken in Tafel 1 und Tafel 4 abgewichen wird, sind die entsprechenden Vorgaben der ZTV Asphalt-StB zu beachten. Eine Mehr- oder Minderdicke ist in der Regel in der unmittelbar darunter liegenden Asphaltschicht auszugleichen. Ist dieser Ausgleich wegen Unterschreitung der Mindesteinbaudicke oder aus sonstigen bautechnischen Gründen nicht möglich, so kann er auch durch eine entsprechende Verminderung der Dicke der darunter liegenden Tragschicht vorgenommen werden. In Bauklasse 1 kann bis zu einer dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B von 0,1 Mio. auf einer Tragschicht ohne Bindemittel (FSS, KTS, STS) auch eine 10 cm dicke Asphalttragdeckschicht angewendet werden. Anstelle einer Asphalttragdeckschicht kann auch eine mindestens 8 cm dicke Asphalttragschicht mit einer Asphaltdeckschicht gemäß ZTV Asphalt-StB, gewählt werden. 3.3.4 Betondecken Die Anforderungen an Betondecken und an Vliesstoff sind in den TL Beton-StB bzw. den ZTV Beton-StB enthalten. Bei den Bauweisen der Tafel 2 und Tafel 4 wird von einer Verdübelung der Querfugen und einer Verankerung der Längsfugen ausgegangen. Abweichend von Tafel 2 können Bauweisen der Zeile 1.1 bei guter örtlicher Bewährung ohne Vliesstoff zur Anwendung kommen. In diesen Fällen kann die Betondecke um 1 cm reduziert werden. - 24 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Alternativ zu den Tafeln 2 und 4 kann bei der Bauweise Betondecke mit Vliesstoff auf Tragschicht mit hydraulischem Bindemittel anstelle des Vliesstoffes eine Asphaltzwischenschicht (AZSuB) gewählt werden. Dabei ist die Betondecke um 1 cm zu reduzieren. Die Dicke der AZSuB kann auf die Dicke der Frostschutzschicht oder der Schicht aus frostunempfindlichen Material angerechnet werden. Bei Verwendung der in Tafel 2 abgedruckten Deckendicken sind die zugrunde gelegten Plattengeometrien zu berücksichtigen: Plattenbreite im Hauptfahrstreifen 4,0 bis 4,5m Bauklassen 4 bis 7 Typische Plattenlänge 5,0 m Bauklassen 1 bis 3 Typische Plattenlänge 4,0 m bis 4,5 m Plattenbreite im Hauptfahrstreifen 3,0 bis 4,0m Alle Bauklassen Typische Plattenlänge 4,0 m Maßgebend sind die Festlegungen der ZTV Beton-StB. Bei Anwendung einer Bauweise nach Tafel 2, Zeile 3 wird empfohlen, die Anforderung an den EV2–Wert auf der Oberfläche der STSuB in Anlehnung an Methode M2 gemäß ZTV E-StB nachzuweisen. Auf eine ausreichende Wasserdurchlässigkeit ist zu achten. 3.3.5 Pflasterdecken Die Anforderungen an Pflasterdecken sind in den ZTV Pflaster-StB enthalten. In Tafel 3 sind Pflasterbauweisen mit ihren Regeldicken dargestellt. Es kann auch Pflaster mit größerer Dicke verwendet werden. Die Regelungen zur Bettungsdicke und zur Dicke von Pflasterdecken mit Naturstein sind in diesen Fällen den ZTV Pflaster-StB zu entnehmen. Kleinere Pflasterdicken, jedoch nicht unter 6,0 cm, können verwendet werden unter der Voraussetzung, dass ausreichende Erfahrungen mit bewährten regionalen Bauweisen vorliegen. Die Mehr- oder Minderdicke – auch bei abweichender Dicke der Bettung – ist im Aufbau auszugleichen. Minderdicken sind in der oberen Tragschicht, Mehrdicken in der Frostschutzschicht oder der Schicht aus frostunempfindlichem Material auszugleichen. 3.3.6 Besonderheiten Beim Vorliegen besonderer Gegebenheiten, z. B. im Bereich von Ver- oder Entsorgungsleitungen, oder aus technisch-wirtschaftlichen Gründen können Abweichungen von den Regelungen der Abschnitte 3.1 bis 3.3.5 erforderlich werden. 3.4 Ergänzende Hinweise für Verkehrsflächen in geschlossener Ortslage Die Regelungen der Abschnitte 3.1 bis 3.3 sowie des Abschnittes 4 gelten auch für Straßen in geschlossener Ortslage, soweit die Besonderheiten des kommunalen Straßenbaues dies zulassen und nicht noch anderen Ansprüchen Rechnung getragen werden muss. Zum Beispiel ergeben sich bei der Bauausführung Erschwernisse durch geringe Fahrbahnbreite Bauen unter Verkehr, insbesondere in Kreuzungsbereichen Vorhandensein von Ver- und Entsorgungsleitungen, Schiebern, Schächten, Abläufen sowie besondere Beanspruchungen durch verstärktes Spurfahren, auch infolge optisch eingeengter Fahrbahn in verkehrsberuhigten Bereichen. Je nach örtlichen Gegebenheiten sind neben der Wahl standfester Asphaltschichten zusätzliche Maßnahmen erforderlich, wie z.B. Anordnung einer weiteren Asphalttragschicht AC T L nach TL Asphalt-StB oder Vergrößerung der Dicke der Tragschicht mit Bindemittel unter Anrechnung auf die Dicke der Frostschutzschicht. Bei der Erschließung von Baugebieten ist in der Regel ein stufenweiser Aufbau der Fahrbahnbefestigung vorzusehen, dessen erste Baustufe den zu erwartenden Baustellenverkehr auf- 25 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 nehmen muss. Dafür sind in der Regel Bauweisen zu wählen, die Tragschichten mit Bindemittel aufweisen. Soll nach weitgehender Fertigstellung der angrenzenden Bebauung der vollständige Aufbau hergestellt werden, ist der Zustand der verbleibenden Teilbefestigung gemäß Abschnitt 4 zu berücksichtigen (Beispiel 8). Ist kein stufenweiser Aufbau der Fahrbahnbefestigung vorgesehen, ist bei der Ermittlung der Bauklasse der Baustellenverkehr zu berücksichtigen. - 26 - RStO 11 Tafel 1 Entwurf Stand: 07.11.2010 Bauweisen mit Asphaltdecke für Fahrbahnen auf F2- und F3Untergrund/Unterbau 7 6 5 4 3 2 5) Bei Kiestragschicht in Bauklassen 4 bis 7 in 40 cm Dicke, in Bauklassen 1 und 2 in 30 cm Dicke (in Bauklassen 3 bis 7) - 27 - 1 RStO 11 Tafel 2 Entwurf Stand: 07.11.2010 Bauweisen mit Betondecke für Fahrbahnen auf F2- und F3Untergrund/Unterbau 7 6 5 - 28 - 4 3 2 1 RStO 11 Tafel 3 Entwurf Stand: 07.11.2010 Bauweisen mit Pflasterdecke für Fahrbahnen auf F2- und F3Untergrund/Unterbau 7 6 5 4 3 2 11) Bei Kiestragschicht in Bauklassen 3 und 4 in 40 cm Dicke, in Bauklassen 1 und 2 in 30 cm Dicke - 29 - 1 RStO 11 Tafel 4 Entwurf Stand: 07.11.2010 Bauweisen mit vollgebundenem Oberbau für Fahrbahnen auf F2- und F3Untergrund/Unterbau 7 6 5 - 30 - 4 3 2 1 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 4 Erneuerung von Fahrbahnen 4.1 Bewertung der strukturellen Substanz der vorhandenen Befestigung Zur Bewertung der strukturellen Substanz der vorhandenen Befestigung sowie zur Festlegung einer technisch und wirtschaftlich zweckmäßigen Erneuerungsbauweise sind heranzuziehen: Ermittlung der bisherigen Verkehrsbelastung und des Alters der Befestigung Oberflächenzustand Tragfähigkeit Art und Zustand der vorhandenen Befestigung, einschließlich des Untergrundes/Unterbaues, und ihre Eignung für die vorgesehene Funktion Zustand der Entwässerungseinrichtungen. 4.1.1 Verkehrsbelastung und Alter Zur Abschätzung der ertragenen Belastung ist die bisherige dimensionierungsrelevante Beanspruchung (siehe Anhang 2, Beispiel 2) zu ermitteln. Des Weiteren ist das Alter der Schichten des Oberbaus zu ermitteln. 4.1.2 Ermittlung des Oberflächenzustandes und Feststellen von Schäden Zur Bewertung der Schäden wie Gefügestörungen, Einzelrisse und Netzrisse ist eine systematische visuelle Erfassung des Oberflächenbildes mittels Streckenbegehung durchzuführen. Darüber hinaus sind vorhandene Zustandserfassungen und -bewertungen (ZEB) auszuwerten. In die Bewertung einzubeziehen sind dabei nur solche Zustandsmerkmale, die den Zustandswert von 4,5 (Schwellenwert) bis zur Maßnahmenrealisierung erreichen oder überschreiten werden. Bereits beim Erreichen eines Zustandswertes von 3,5 (Warnwert) sollte eine Analyse der Ursachen für das jeweils angetroffene Oberflächenmerkmal erfolgen. Liegt keine Zustandserfassung vor, sollte in Abhängigkeit von der Objektgröße und der Verkehrsbedeutung der Straße eine messtechnische Zustandserfassung erfolgen. Zur Bewertung des Oberflächenzustandes und der Schäden werden im Wesentlichen folgende Merkmale herangezogen: Längsunebenheit (nicht infolge von Setzungen des Untergrundes/Unterbaues oder im Hinterfüllungsbereich von Bauwerken) Bei Asphaltbauweise: Häufung von Einzelrissen, Netzrisse, Spurrinnen (nicht infolge mangelhafter Verformungsbeständigkeit der Asphaltdeck- und -binderschichten), Flickstellen. Bei Betonbauweise: Einzelrisse (längs, quer und schräg), Netzrisse (infolge chemischer Reaktionen), Plattenversatz, Plattenbewegung vertikal. Bei einer Erneuerung in Asphaltbauweise sind die Zustandsmerkmale maßgebend für die Zuordnung zu einer Erneuerungsklasse. - 31 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Darüber hinaus sind die sonstigen im Rahmen der Zustandserfassung und -bewertung erfassten Zustandsmerkmale, Schäden und deren Ursachen bei der Festlegung einer zweckmäßigen Erneuerungsbauweise zu berücksichtigen (siehe Abschnitt 4.3). 4.1.3 Tragfähigkeit Die Bestimmung der Tragfähigkeit einer vorhandenen Befestigung kann ergänzend zu der Bewertung des Zustandes der Befestigung herangezogen werden, z.B. zur Ermittlung visuell nicht erkennbarer Schwachstellen, zur Festlegung von Erneuerungsabschnitten gleicher Tragfähigkeit, in Kombination mit Georadarmessungen zur Ermittlung homogener Abschnitte für die Festlegung von Bohrkernentnahmestellen. Bei entsprechender Erfahrung können auch Messungen der Tragfähigkeit unmittelbar zur Ermittlung der erforderlichen Dicke der Schichten für die Erneuerung herangezogen werden. 4.1.4 Art und Zustand der vorhandenen Befestigung Für die Zuordnung der maßgebenden Zustandsmerkmale zu den Erneuerungsklassen und zur Festlegung einer zweckmäßigen Erneuerungsart und -bauweise ist es unerlässlich, die Ursachen für einen angetroffenen Oberflächenzustand und die Eignung der vorhandenen Befestigung, einzelner Schichten und gegebenenfalls des Untergrundes/Unterbaues zu ermitteln. Insbesondere sind festzustellen: Art, Dicke und Eigenschaften der einzelnen Schichten Art des Untergrundes/Unterbaues (insbesondere Frostempfindlichkeitsklasse, Wasserverhältnisse) Schichtenverbund. Die Prüfung und Bewertung des Schichtenaufbaus erfolgt an Bohrkernen, die aus den homogenen Abschnitten entnommen werden. Es empfiehlt sich in den Bauklassen 5 bis 7 die Materialeigenschaften nach den AL Sp-Asphalt bzw. AL Sp-Beton zu bestimmen. Die rechnerische Abschätzung der Nutzungsdauer basiert dann für Asphaltbauweisen auf den RDO-Asphalt, für Betonbauweisen auf den RDO-Beton. 4.1.5 Entwässerungseinrichtungen Zur Ermittlung der Funktionsfähigkeit der vorhandenen Entwässerung sind entsprechende Untersuchungen, z. B. durch Erkundung der Leitungen mit Videokameras, durchzuführen. Auch die Funktionsfähigkeit der Wassereinleitung in den Vorfluter ist zu überprüfen. Die Ergebnisse sind der Entscheidung zugrunde zu legen, inwieweit die Entwässerungseinrichtungen zu sanieren sind. 4.2 Dicke des frostsicheren Oberbaues Die erforderliche Dicke des frostsicheren Oberbaues der Befestigung für die Erneuerung ist in Anlehnung an die entsprechenden Festlegungen in Abschnitt 3.2 zu ermitteln. Ergibt sich eine größere Dicke des frostsicheren Oberbaues, als durch die Befestigung nach erfolgter Erneuerung gewährleistet wäre, so ist unter Berücksichtigung der frostsicheren Schichten der vorhandenen Befestigung die Dicke der aufzubringenden Schichten entsprechend zu erhöhen. Frostschutzmaßnahmen können entfallen, wenn die Gesamtdicke der gebundenen Schichten nach erfolgter Erneuerung der in Tafel 4 ausgewiesenen Dicke des vollgebundenen Oberbaues entspricht. - 32 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Frostschutzmaßnahmen sind ebenfalls nicht erforderlich, wenn vorhandenen Schäden nicht auf mangelnde Frostsicherheit zurückzuführen sind und die zukünftige Verkehrsbelastung höchstens in eine Bauklasse höher als bisher einzuordnen ist. 4.3 Erneuerungsbauweisen In die Entscheidung, welche der Bauweisen technisch zweckmäßig und für den vorgesehenen Nutzungszeitraum wirtschaftlich ist, sind neben dem Gesichtspunkt der Wiederverwendung von Baustoffen auch die örtlichen Gegebenheiten, z. B. hinsichtlich der Möglichkeiten der Verkehrsführung während der Bauzeit, sowie auch die Bauzeitvorgabe und die Länge des Erneuerungsabschnittes einzubeziehen. Grundsätzlich sind die Ursachen struktureller Schädigungen zu analysieren und die Maßnahmen darauf abzustellen. Für die Überbauung ungeeignete Schichten sind auszubauen. Bei häufig wechselnden örtlichen Verhältnissen ist es bautechnisch sinnvoll, möglichst lange Abschnitte in gleicher Dicke zu erneuern. 4.4 Erneuerung bei vollständigem Ersatz der vorhandenen Befestigung Bei vollständigem Ersatz der Befestigung sind die Regelungen für den Neubau (Abschnitt 3) anzuwenden. 4.5 Erneuerung bei teilweisem Ersatz der vorhandenen Befestigung Sind tiefer greifende Schäden zu beseitigen, die einen Teilausbau der vorhandenen Befestigung erforderlich machen, so ist die Dicke der einzubauenden Schichten in Abhängigkeit von der Art und dem Zustand der Schicht, auf der neu aufzubauen ist, in Anlehnung an die Tafeln 1 bis 4 festzulegen (Beispiel siehe Anhang 2). Eine Erneuerung kann nur erfolgen, wenn die vorhandene Unterlage ausreichend tragfähig und eben ist. Bei der Pflasterbauweise muss zudem eine ausreichende Wasserdurchlässigkeit gewährleistet sein. Besteht die Unterlage aus einer Tragschicht ohne Bindemittel, so ist die Filterstabilität zwischen Bettungs- und Tragschichtmaterial nachzuweisen. Hierbei sind die ZTV Pflaster-StB zu beachten. 4.6 Erneuerung auf der vorhandenen Befestigung 4.6.1 Allgemeines Die Ausführungen zum Neubau (Abschnitt 3) gelten sinngemäß auch für die Erneuerung auf der vorhandenen Befestigung. 4.6.2 Erneuerung in Asphaltbauweise Grundsätzlich sollte die Erneuerung auf der vorhandenen Befestigung auf Grundlage einer fundierten Untersuchung und Bewertung der strukturellen Substanz erfolgen. Alternativ kann in den Bauklassen 1 bis 4 den Zustandsmerkmalen, die einzeln oder in ihrer Kombination auf eine strukturelle Schädigung der vorhandenen Befestigung hinweisen, eine Erneuerungsklasse gemäß Tabelle 9 zugeordnet werden. Die zugehörigen Dicken der Erneuerungsschichten sind Tafel 5 zu entnehmen. Des Weiteren sind die ZTV BEA-StB und auf vorhandener Betondecke die ZTV BEB-StB zu beachten. - 33 - RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Tabelle 9 Erneuerungsklassen in Abhängigkeit von den Zustandsmerkmalen der vorhandenen Befestigung bei einer Erneuerung in Asphaltbauweise Zustandsmerkmale Erneuerungsklasse Vorhandene Asphaltbefestigung Einzelrisse (längs, quer und schräg) Netzrisse E1 E2 1) Betonbefestigung Häufung von Einzelrissen (auch Längsrisse neben den Rollspuren) Netzrisse (infolge chemischer Reaktionen) Plattenversatz, Plattenbewegung vertikal Längsunebenheit Spurrinnen 1) Infolge mangelnder Tragfähigkeit, nicht infolge unzureichender Verformungsbeständigkeit der Asphaltdeck- und -binderschichten Die Überbauung von wiederverwendbarem Natursteinpflaster sollte vermieden werden. - 34 - RStO 11 Tafel 5 Entwurf Stand: 07.11.2010 Erneuerung in Asphaltbauweise auf vorhandener Befestigung Vorhandene Befestigung: Bauweise mit Asphaltdecke oder nach ZTV BEB-StB entspannter Betondecke ) 7 6 5 4 3 2 1 6) 6) Bei Erneuerung in Asphaltbauweise auf nach ZTV BEB-StB entspannter Betondecke sind Tragfähigkeitsmessungen nicht sinnvoll. 4.6.3 Erneuerung in Betonbauweise Bei der Erneuerung in Betonbauweise sind die Anforderungen an Tragfähigkeit, Frostsicherheit und Entwässerung, siehe Abschnitt 2.2 und 2.3, einzuhalten. Dabei sind die Dicken der Betondecke nach Tafel 2 bzw. Tafel 4 nicht zu unterschreiten. Erforderliche Ausgleichsschichten sind nach Abschnitt 4.4.4 der RDO Beton 09 auszuführen. Des Weiteren sind die ZTV BEB-StB zu beachten. 4.6.4 Erneuerung in Pflasterbauweise Eine Erneuerung in Pflasterbauweise auf der vorhandenen Befestigung ist in der Regel nicht wirtschaftlich. - 35 - RStO 11 Entwurf 5 Neubau und Erneuerung von sonstigen Verkehrsflächen 5.1 Busverkehrsflächen Stand: 07.11.2010 Die Zuordnung einer Busverkehrsfläche zu einer Bauklasse erfolgt nach Abschnitt 2.5.2. Für Bauweisen und Schichtdicken gelten die Tafeln 1 bis 5 sowie Abschnitt 3.1 entsprechend. Die erforderliche Dicke des frostsicheren Oberbaues ist entsprechend Abschnitt 3.2 zu ermitteln. 5.2 Rad- und Gehwege In Tafel 6 sind die standardisierten Bauweisen für Rad- und Gehwege dargestellt. Die Bauweisen und Schichtdicken sind so gewählt, dass diese Flächen von Fahrzeugen des Unterhaltungsdienstes befahren werden können. Eine auch nur gelegentliche Nutzung durch andere Kraftfahrzeuge ist nicht berücksichtigt. Auf Ebenheit und Entwässerung der Oberfläche ist bei der Wahl der Bauweise besonders zu achten. Böden der Frostempfindlichkeitsklasse F1 erfordern keine Frostschutzmaßnahmen (siehe Abschnitt 3.1.2). Weist ein F1-Boden einen EV2-Wert von mindestens 45 MN/m² auf, kann die ToB gemäß Tafel 6, Zeile 2 unmittelbar auf dem F1-Boden angeordnet werden. Die Dicke ist nach Tabelle 8 festzulegen. Für Böden der Frostempfindlichkeitsklassen F2 und F3 beträgt die Mindestdicke des frostsicheren Oberbaues 30 cm. Mehrdicken gemäß Tabelle 7 sind zu berücksichtigen. Im Bereich von Überfahrten für Kraftfahrzeuge ist die Befestigungsdicke auf die Verkehrsbelastung abgestimmt zu wählen. Bei einer dichten Folge von Überfahrten sind die für die Überfahrten gewählte Bauweise und Dicke auch in den Zwischenbereichen zu überprüfen. Bauweisen mit Plattenbelägen sollten hierfür nicht vorgesehen werden. Neben den in Tafel 6 dargestellten Bauweisen können auch dünnere Befestigungen ausreichend sein. Werden Rad- und Gehwege am tiefer liegenden Rand der Straße angeordnet, so ist es insbesondere aus entwässerungstechnischen Gründen zweckmäßig, Planum und Frostschutzschicht der Fahrbahn unter der Rad- und Gehwegbefestigung hindurchzuführen. - 36 - RStO 11 Tafel 6 5.3 Entwurf Stand: 07.11.2010 Bauweisen für Rad- und Gehwege auf F2- und F3-Untergrund/Unterbau Neben- und Rastanlagen Die Zuordnung einer Verkehrsfläche in Neben- und Rastanlagen zu einer Bauklasse erfolgt nach Tabelle 4 bzw. 5. Für Bauweisen und Schichtdicken gelten die Tafeln 1 bis 5 sowie Abschnitt 3.1 entsprechend. Die erforderliche Dicke des frostsicheren Oberbaues ist entsprechend Abschnitt 3.2 zu ermitteln. Im Bereich von Zapfstellen für Kraftstoffe ist eine gegen Kraftstoffe unempfindliche Befestigung zu wählen. 5.4 Abstellflächen Die Zuordnung der Abstellfläche zu einer Bauklasse erfolgt nach Tabelle 5. Für Bauweisen und Schichtdicken gelten die Tafeln 1 bis 5 sowie Abschnitt 3.1 entsprechend. Die erforderliche Dicke des frostsicheren Oberbaues ist entsprechend Abschnitt 3.2 zu ermitteln. Für gelegentlich benutzte Abstellflächen können je nach Nutzungsart Einfachbauweisen (z. B. Schotterrasen gemäß Richtlinie für die Planung, Ausführung und Unterhaltung von begrünbaren Flächenbefestigungen der FLL oder Deckschicht ohne Bindemittel) verwendet werden. Darüber hinaus können auch ästhetische und gestalterische Gesichtspunkte durch die Wahl einer geeigneten Befestigungsart berücksichtigt werden. - 37 - RStO 11 Entwurf Anhang - 38 - Stand: 07.11.2010 RStO 11 Entwurf Anhang 1: Stand: 07.11.2010 Ermittlung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B Bei der Ermittlung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B (gewichtete äquivalente 10-t-Achsübergänge) werden zwei Methoden unterschieden: kommt zur Anwendung, wenn nur DTV(SV)-Angaben vorliegen setzt die Kenntnis von detaillierten Achslastdaten voraus.1) Methode 1 Methode 2 − − Beide Methoden können beim Vorliegen konstanter Faktoren vereinfacht werden (Methoden 1.2 und 2.2). Da bei beiden Methoden sich für lange Zeiträume und unterschiedliche Rahmenbedingungen dieselben Zahlenwerte für B ergeben müssen, wurden die Beispiele stellengenau berechnet. Methode 1 – Bestimmung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B aus DTV(SV)-Werten Methode 1.1 – Bestimmung von B bei variablen Faktoren Stehen für jedes Nutzungsjahr die dimensionierungsrelevanten geometrischen Straßendaten und Verkehrsdaten zur Verfügung, wird die dimensionierungsrelevante Beanspruchung B wie folgt ermittelt: N B 365 q Bm f 3 [ DTAi(SV1 ) f1i f 2 i (1 pi )] i 1 Darin bedeuten: B Gewichtete äquivalente 10-t-Achsübergänge im zugrunde gelegten Nutzungszeitraum N Anzahl der Jahre des zugrunde gelegten Nutzungszeitraumes; in der Regel 30 Jahre qBm Einer bestimmten Straßenklasse zugeordneter mittlerer Lastkollektivquotient (siehe Tabelle A 1.2), der die straßenklassenspezifische mittlere Beanspruchung der jeweiligen tatsächlichen Achsübergänge ausdrückt (Quotient aus der Summe der äquivalenten 10-t-Achsübergänge und der Summe der tatsächlichen Achsübergänge des Schwerverkehrs (SV) für einen festgelegten Zeitraum in einem Fahrstreifen). f3 Steigungsfaktor (siehe Tabelle A 1.5) (SV) DTA i-1 Durchschnittliche Anzahl der täglichen Achsübergänge (Aü) des Schwerverkehrs im ( SV ) ( SV ) Nutzungsjahr i-1 [Aü/24h] mit DTAi 1 DTVi 1 f Ai 1 DTV(SV)i-1 Durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke des Schwerverkehrs im Nutzungsjahr i-1 [Fz/24h] fAi-1 Durchschnittliche Achszahl pro Fahrzeug des Schwerverkehrs (Achszahlfaktor) im Nutzungsjahr i-1 [A/Fz] (siehe Tabelle A 1.1) f1i Fahrstreifenfaktor im Nutzungsjahr i (siehe Tabelle A 1.3) f2i Fahrstreifenbreitenfaktor im Nutzungsjahr i (siehe Tabelle A 1.4) pi Mittlere jährliche Zunahme des Schwerverkehrs im Nutzungsjahr i (siehe Tabelle A 1.6). 1) Achslastdaten werden von der Bundesanstalt für Straßenwesen erfasst und vorgehalten. _____________________________________________________________________ 47 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Die Achszahlfaktoren fAi und die mittleren Lastkollektivquotienten qBm wurden aus Silhouettenerhebungen in Verbindung mit Achslastwägungen ermittelt. Gesondert erhobene Achszahlfaktoren können ebenfalls verwendet werden. Methode 1.2 – Bestimmung von B bei konstanten Faktoren Der Gesamtzeitraum kann in Teilbetrachtungszeiträume mit jeweils konstanten Werten für f1, f2, f3, fA, qBm und fz unterteilt werden. Die Berechnung vereinfacht sich je Teilbetrachtungszeitraum (N > 1) zu: B N DTA ( SV ) q Bm f 1 f 2 f 3 f z 365 ( SV ) DTV ( SV ) f A mit DTA Für die Zunahme des Schwerverkehrs in den Folgejahren gilt: fZ (1 p ) N 1 pN Darin bedeuten: p Mittlere jährliche Zunahme des Schwerverkehrs (siehe Tabelle A 1.6). fz Mittlerer jährlicher Zuwachsfaktor des Schwerverkehrs (siehe Tabelle A 1.7) Methode 2 – Bestimmung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B anhand von Achslastdaten Methode 2.1 – Bestimmung von B bei variablen Faktoren Stehen Achslastdaten aus Achslastwägungen zur Verfügung, so kann die dimensionierungsrelevante Beanspruchung B wie folgt ermittelt werden: N B 365 f 3 [ EDTAi(SV1 ) f1i f 2i (1 pi )] i 1 Darin bedeuten: B Gewichtete äquivalente 10-t-Achsübergänge im zugrunde gelegten Nutzungszeitraum N Anzahl der Jahre des zugrunde gelegten Nutzungszeitraumes; in der Regel 30 Jahre Steigungsfaktor (siehe Tabelle A 1.5) f3 (SV) EDTA i-1 Durchschnittliche Anzahl der täglichen äquivalenten Achsübergänge des Schwer( SV ) i 1 verkehrs im Nutzungsjahr i-1 mit EDTA ) DTA((iSV 1) k k L k L0 4 _____________________________________________________________________ 48 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 DTA(SV)i-1 Durchschnittliche Anzahl der täglichen Achsübergänge (Aü) des Schwerverkehrs im Nutzungsjahr i-1 [Aü/24h] k Lastklasse, als Gruppe von Einzelachslasten definiert Lk Mittlere Achslast in der Lastklasse k L0 Bezugsachslast: 10 t f1i Fahrstreifenfaktor im Nutzungsjahr i (siehe Tabelle A 1.3) f2i Fahrstreifenbreitenfaktor im Nutzungsjahr i (siehe Tabelle A 1.4) pi Mittlere jährliche Zunahme des Schwerverkehrs im Nutzungsjahr i (siehe Tabelle A 1.6). Für das erste Jahr wird p1 = 0 angesetzt. Methode 2.2 – Bestimmung von B bei konstanten Faktoren Der Gesamtzeitraum kann in Teilbetrachtungszeiträume mit jeweils konstanten Werten für f1, f2, f3, und fz unterteilt werden. Die Berechnung vereinfacht sich je Teilbetrachtungszeitraum (N > 1) zu: B N EDTA ( SV ) f1 f 2 f 3 f Z 365 Für die Zunahme des Schwerverkehrs in den Folgejahren gilt: fZ (1 p ) N 1 pN Darin bedeuten: p Mittlere jährliche Zunahme des Schwerverkehrs (siehe Tabelle A 1.6). fz Mittlerer jährlicher Zuwachsfaktor des Schwerverkehrs (siehe Tabelle A 1.7) _____________________________________________________________________ 49 RStO 11 Tabelle A 1.1 Entwurf Stand: 07.11.2010 Achszahlfaktor fA Straßenklasse Faktor fA Bundesautobahnen bzw. Straßen mit SV-Anteil > 6% 4,5 Bundesstraßen bzw. Straßen mit SV-Anteil > 3% und ≤ 6% 4,0 Landes- und Kreisstraßen bzw. Straßen mit SV-Anteil ≤ 3% 3,3 Tabelle A 1.2 Lastkollektivquotient qBm Straßenklasse Quotient qBm Bundesautobahnen bzw. Straßen mit SV-Anteil > 6% 0,33 Bundesstraßen bzw. Straßen mit SV-Anteil > 3% und ≤ 6% 0,25 Landes- und Kreisstraßen bzw. Straßen mit SV-Anteil ≤ 3% 0,23 Tabelle A 1.3 Fahrstreifenfaktor f1 Zahl der Fahrstreifen, Faktor f1 bei Erfassung des DTV(SV) die durch den DTV(SV) in beiden Fahrt- für jede Fahrt- erfasst sind richtungen richtung getrennt 1 - 1,00 2 0,50 0,90 3 0,50 0,80 4 0,45 0,80 5 0,45 0,80 6 und mehr 0,40 0,80 _____________________________________________________________________ 50 RStO 11 Entwurf Tabelle A 1.4 Stand: 07.11.2010 Fahrstreifenbreitenfaktor f2 Fahrstreifenbreite [m] unter 2,50 Faktor f2 2,00 2,50 bis unter 2,75 1,80 2,75 bis unter 3,25 1,40 3,25 bis unter 3,75 1,10 3,75 und mehr Tabelle A 1.5 1,00 Steigungsfaktor f3 Höchstlängsneigung [%] unter 2 Faktor f3 1,00 2 bis unter 4 1,02 4 bis unter 5 1,05 5 bis unter 6 1,09 6 bis unter 7 1,14 7 bis unter 8 1,20 8 bis unter 9 1,27 9 bis unter 10 1,35 10 und mehr Tabelle A 1.6 1,45 Mittlere jährliche Zunahme des Schwerverkehrs p Straßenklasse p Bundesautobahnen 0,03 Bundesstraßen 0,02 Landes- und Kreisstraßen 0,01 _____________________________________________________________________ 51 RStO 11 Tabelle A 1.7 Entwurf Stand: 07.11.2010 Mittlerer jährlicher Zuwachsfaktor des Schwerverkehrs fz Mittlere jährliche Zunahme des Schwerverkehrs p N 0,01 0,02 0,03 5 1,020 1,041 1,062 10 1,046 1,095 1,146 15 1,073 1,153 1,240 20 1,101 1,215 1,344 25 1,130 1,281 1,458 30 1,159 1,352 1,586 _____________________________________________________________________ 52 RStO 11 Anhang 2: Entwurf Stand: 07.11.2010 Beispiele Beispiele 1 bis 10 zur Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B Die Berechnungsbeispiele beinhalten in der Regel lange Betrachtungszeiträume, so dass Auf- und Abrundungen bei Anwendung der verschiedenen Methoden zu merklichen Unterschieden führen können. Daher sind die Berechnungen mit mehreren Stellen hinter dem Komma durchgeführt worden. Zum Vergleich werden hier die Berechnungen nach beiden Methoden dargestellt. _____________________________________________________________________ 53 RStO 11 Beispiel 1 Entwurf Ermittlung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B und die zuzuordnende Bauklasse für einen Autobahnneubau 1. Ausgangsdaten 1.1 Allgemeine Planungsdaten 1.2 Stand: 07.11.2010 Nutzungszeitraum: N = 30 Jahre Anzahl der Fahrstreifen (konstant): 6 f1 = 0,4 (Tabelle A 1.3) Breite der Fahrstreifen mit der höchsten Verkehrsbelastung (konstant): 3,75 m f2 = 1,0 (Tabelle A 1.4) Höchstlängsneigung: 4% f3 = 1,05 (Tabelle A 1.5) Verkehrsdaten DTV(SV) im 1. Nutzungsjahr: 1900 Fz/24h p1 = 0 Mittlere jährliche Zunahme des Schwerverkehrs vom 2. bis 4. Nutzungsjahr: p2...4 = 0,02 Der Neubauabschnitt erhält erst im 5. Jahr nach Verkehrsfreigabe die geplante Verkehrsbedeutung: p5...30 = 0,03 (Tabelle A 1.6) Die durchschnittliche Achszahl pro Fahrzeug des Schwerverkehrs fA und der durchschnittliche Lastkollektivquotient qBm sind aus Silhouetten- und Achslasterhebungen zum Zeitpunkt der Planung bekannt: fA = 4,5 A/Fz und qBm = 0,33. 2. Berechnung Methode 1.1: N B 365 q Bm f 3 [ DTAi(SV1 ) f1i f 2i (1 pi )] i 1 Die Berechnung ist in Tabelle A 2.1 dargestellt. Methode 1.2: Der Nutzungszeitraum von 30 Jahren wird in zwei Betrachtungszeiträume (Jahre 1 bis 4, Jahre 5 bis 30) mit jeweils konstanten Faktoren unterteilt. B N DTA( SV ) q Bm f1 f 2 f 3 f Z 365 Zur Bestimmung des Zuwachsfaktors gilt: fZ (1 p ) N 1 pN Damit ergibt sich fz 1...4 = 1,030 fz 5...30 = 1,483 für die Jahre 1 bis 4: für die Jahre 5 bis 30: DTV(SV) = 1900 Kfz/24h B1...4 = 1,78 Mio. DTA(SV)1 = 8550 äqui. A/24h DTA(SV) im 4.Nutzungsjahr DTA(SV)4 = 8550 äqui. A/24h * (1,02)³ = 9073,33 Kfz/24h (Verkehrssteigerung in den Jahren 2 bis 4) _____________________________________________________________________ 54 RStO 11 Entwurf DTA(SV) im 5.Nutzungsjahr B5...30 = 18,23 Mio. Stand: 07.11.2010 DTA(SV)5 = DTA(SV)4 * 1,03 = 9345,53 äqui. A/24h Bges. = B1...4 + B5...30 = 20,01 Mio. 3. Ergebnis Die dimensionierungsrelevante Beanspruchung beträgt nach beiden Methoden B = 20,01 Mio. äquivalente 10-t-Achsübergänge. Dieser Beanspruchung ist die Bauklasse 6 zuzuordnen (siehe Tabelle 1). Tabelle A 2.1 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 1 nach Methode 1.1 Jahr pi ) DTVi (SV 1 fA ) DTAi(SV 1 1 - 1900,00 4,5 2 0,02 1900,00 8550,00 1,02 441186,67 3 0,02 1938,00 8721,00 1,02 450010,40 4 0,02 1976,76 8895,42 1,02 459010,61 5 0,03 2016,30 9073,33 1,03 472780,93 6 0,03 2076,78 9345,53 1,03 486964,36 7 0,03 2139,09 9625,89 1,03 501573,29 8 0,03 2203,26 9914,67 1,03 516620,49 9 0,03 2269,36 10212,11 1,03 532119,10 10 0,03 2337,44 10518,47 1,03 548082,67 11 0,03 2407,56 10834,03 1,03 564525,15 12 0,03 2479,79 11159,05 1,03 581460,91 13 0,03 2554,18 11493,82 1,03 598904,74 14 0,03 2630,81 11838,64 1,03 616871,88 15 0,03 2709,73 12193,79 1,03 635378,03 16 0,03 2791,02 12559,61 1,03 654439,37 17 0,03 2874,75 12936,40 1,03 674072,56 18 0,03 2961,00 13324,49 1,03 694294,73 19 0,03 3049,83 13724,22 1,03 715123,57 20 0,03 3141,32 14135,95 1,03 736577,28 21 0,03 3235,56 14560,03 1,03 758674,60 22 0,03 3332,63 14996,83 1,03 781434,84 23 0,03 3432,61 15446,73 1,03 804877,88 24 0,03 3535,59 15910,14 1,03 829024,22 25 0,03 3641,65 16387,44 1,03 853894,95 26 0,03 3750,90 16879,06 1,03 879511,80 27 0,03 3863,43 17385,44 1,03 905897,15 28 0,03 3979,33 17907,00 1,03 933074,06 29 0,03 4098,71 18444,21 1,03 961066,29 30 0,03 4221,67 18997,53 1,03 989898,27 8550,00 qBm f1 f2 f3 Tage/Jahr 1+pi Bi 0,33 0,4 1 1,05 365 - 432535,95 B 1 bis 30 = 20009886,75 B 1 bis 30 [Mio] = 20,01 _____________________________________________________________________ 55 RStO 11 Beispiel 2 Entwurf Stand: 07.11.2010 Überprüfung, ob die 20 Jahre vor dem Betrachtungszeitpunkt nach Bauklasse 5 gebaute Autobahnbefestigung zur Aufnahme der Verkehrsbelastung in den nächsten 10 Jahren (Umbau geplant) ausreicht Es ist zu überprüfen, ob die 20 Jahre vor dem Betrachtungszeitpunkt nach Bauklasse 5 gebaute Autobahnbefestigung zur Aufnahme der Verkehrsbelastung in den nächsten 10 Jahren (Umbau geplant) ausreicht. 1. Ausgangsdaten 1.1 Allgemeine Planungsdaten Anzahl der Fahrstreifen (konstant): 4 f1 = 0,45 (Tabelle A 1.3) Breite der Fahrstreifen mit der höchsten Verkehrsbelastung (konstant): 3,50 m f2 = 1,1 (Tabelle A 1.4) f3 = 1,0 (Tabelle A 1.5) Höchstlängsneigung: 1.2 unter 2 % Verkehrsdaten Für den Autobahnabschnitt liegen Verkehrszählergebnisse, u. a. DTV(SV)-Werte der letzten 20 Jahre vor, wie in Tabelle A 2.2 aufgeführt. Da auf der Autobahn bis zum Betrachtungszeitpunkt sich der Schwerverkehr überwiegend aus 2- und 3-achsigen Einzelfahrzeugen und aus Lastzügen 2+2 zusammensetzte, wird die durchschnittliche Achszahl pro Fahrzeug des Schwerverkehrs, das heißt der Faktor fA = 3,1 A/Fz gesetzt und für die vergangenen 20 Jahre als konstant angenommen. In den nächsten 10 Jahren erhöht sich der Faktor fA auf durchschnittlich 4,5 A/Fz (Tabelle A 1.1). Der durchschnittliche Lastkollektivquotient wird für die vergangenen 20 Jahre mit qBm = 0,26 und für die nächsten 10 Jahre mit qBm = 0,33 angenommen. Der mittlere jährliche Zuwachs des Schwerverkehrs lässt sich für die Vergangenheit aus den gemessenen DTV(SV)-Werten ableiten. Für den Schwerverkehr der nächsten 10 Jahre wird eine mittlere jährliche Zunahme von p = 0,03 angesetzt. 2. Berechnung Zur Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B der letzten 20 Jahre wird Methode 1.1 gewählt, da die Belastung durch die durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke des Schwerverkehrs für jedes Jahr vorgegeben ist. Für die nächsten 10 Jahre wird die Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B mit Methode 1.1 und Methode 1.2 durchgeführt. Methode 1.1: N B 365 q Bm f 3 [ DTAi(SV1 ) f1i f 2 i (1 pi )] i 1 Die Berechnung für die vergangenen 20 Jahre ist in Tabelle A 2.2 dargestellt. B1...20 = 9,48 Mio. Die Berechnung für die nächsten 10 Jahre ist in Tabelle A 2.3 dargestellt. Dabei ist der DTV(SV) des 20. Jahres als Ausgangswert für die Berechnungen im 21. Jahr einzusetzen. B21...30 = 20,28 Mio. Die Gesamtbeanspruchung beträgt: B1...30 = B1...20 + B21...30 = 9,48 Mio. + 20,28 Mio. = 27,50 Mio. _____________________________________________________________________ 56 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Methode 1.2: Für die 20 Jahre vor dem Betrachtungszeitpunkt liegen die DTV(SV)-Werte vor. B N DTA( SV ) q Bm f1 f 2 f 3 f Z 365 mit DTA( SV ) DTV ( SV ) f A Zuwachs im 21. Nutzungsjahr, daher gilt: DTA(SV)21 = DTA(SV)20 * 1,03 = 29664,0 äqui. A/24h Für die Jahre 21 bis 30 gilt: (1 p) N 1 fZ pN fz 21...30 = 1,146 3. B21...30 = 20,28 Mio. Ergebnis Die Gesamtbeanspruchung beträgt 29,76 Mio. äquivalente 10-t-Achsübergänge. Diese Beanspruchung erfordert einen Fahrbahnaufbau nach Bauklasse 6 (siehe Tabelle 1). Die vorhandene Befestigung, Bauklasse 5, ist dementsprechend zu verstärken. Tabelle A 2.2 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für die vergangenen 20 Jahre für Beispiel 2 nach Methode 1.1 Jahr pi ) DTVi (SV 1 fA 1 - 1100,00 3,1 DTAi(SV1 ) qBm f1 f2 f3 Tage/Jahr Bi 3410 0,26 0,45 1,1 1 365 160186,46 2 1400,00 4340 203873,67 3 1700,00 5270 247560,89 4 1900,00 5890 276685,70 5 2100,00 6510 305810,51 6 2300,00 7130 334935,32 7 2400,00 7440 349497,72 8 2500,00 7750 364060,13 9 2700,00 8370 393184,94 10 2900,00 8990 422309,75 11 3100,00 9610 451434,56 12 3400,00 10540 495121,77 13 3600,00 11160 524246,58 14 3800,00 11780 553371,39 15 4100,00 12710 597058,61 16 4300,00 13330 626183,42 17 4600,00 14260 669870,63 18 5100,00 15810 742682,66 19 5700,00 17670 830057,09 20 6400,00 19840 931993,92 B 1 bis 20 = 9480125,66 B 1 bis 20 [Mio] = 9,48 _____________________________________________________________________ 57 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Tabelle A 2.3 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für die nächsten 10 Jahre für Beispiel 2 nach Methode 1.1 Jahr pi ) DTVi (SV 1 fA DTAi(SV1 ) qBm f1 f2 f3 Tage/Jahr 1+pi Bi 21 0,03 6400,00 4,5 28800,00 0,33 0,45 1,1 1 365 1,03 1768649,26 22 0,03 6592,00 29664,00 1,03 1821708,73 23 0,03 6789,76 30553,92 1,03 1876360,00 24 0,03 6993,45 31470,54 1,03 1932650,80 25 0,03 7203,26 32414,65 1,03 1990630,32 26 0,03 7419,35 33387,09 1,03 2050349,23 27 0,03 7641,93 34388,71 1,03 2111859,71 28 0,03 7871,19 35420,37 1,03 2175215,50 29 0,03 8107,33 36482,98 1,03 2240471,96 30 0,03 8350,55 37577,47 1,03 2307686,12 B 21 bis 30 = 20275581,62 B 21 bis 30 [Mio] = 20,28 _____________________________________________________________________ 58 RStO 11 Entwurf Beispiel 3 Stand: 07.11.2010 Überprüfung des vorhandenen Oberbaus der Bauklasse 2 einer Landesstraße auf seine Eignung als Umleitungsstrecke 1. Ausgangsdaten 1.1 Allgemeine Planungsdaten Nutzungszeiträume − Geplant bei Verkehrsfreigabe: 20 Jahre − Zwischen Verkehrsfreigabe und Beginn der Umleitungsmaßnahme: 12 Jahre Dauer der Umleitungsmaßnahme: 4 Jahre − Anzahl der Fahrstreifen (konstant): 2 f1 = 0,5 (Tabelle A 1.3) Breite der Fahrstreifen mit der höchsten Verkehrsbelastung (konstant): 3,50 m f2 = 1,1 (Tabelle A 1.4) f3 = 1,0 (Tabelle A 1.5) Höchstlängsneigung: 1.2 unter 2 % Verkehrsdaten DTV(SV) im Jahr der Verkehrsfreigabe: (SV) DTV im ersten Jahr der Umleitung: 200 Fz/24h p1 = 0 240 Fz/24h p13 = 0 Für die Zeiten ohne und mit Umleitungsverkehr werden fA = 3,3 A/Fz und qBm = 0,23 als konstant angesetzt. Die mittlere jährliche Zunahme des Schwerverkehrs beträgt p = 0,01 (Tabelle A 1.6). 2. Berechnung Die Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B kann mit Methode 1.1 und mit Methode 1.2 bei Unterteilung in Betrachtungszeiträume mit jeweils konstanten Faktoren erfolgen. Vor der Umleitung Methode 1.1: N B 365 q Bm f 3 [ DTAi(SV1 ) f1i f 2 i (1 pi )] i 1 B1...12 = 0,39 Mio. Die Berechnung ist in Tabelle A 2.4 dargestellt. Methode 1.2: B N DTA( SV ) q Bm f1 f 2 f 3 f Z 365 Für die Jahre 1 bis 12 (ohne Zuwachs im 1. Jahr) gilt: fZ (1 p ) N 1 pN fz 1...12 = 1,057 B1...12 = 0,39 Mio. _____________________________________________________________________ 59 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Während der Umleitung Methode 1.1: N B 365 q Bm f 3 [ DTAi(SV1 ) f1i f 2 i (1 pi )] i 1 DTV(SV)13 = 240 (DTV(SV) unmittelbar vor der Umleitung) B13...16 = 0,15 Mio. Die Berechnung ist in Tabelle A 2.5 dargestellt. Methode 1.2: B N DTA( SV ) q Bm f1 f 2 f 3 f Z 365 Für die Jahre 13 bis 16 (ohne Zuwachs im 13. Jahr) gilt: fZ fz 13...16 = 1,015 (1 p ) N 1 pN B13...16 = 0,15 Mio. Nach der Umleitung Methode 1.1: N B 365 q Bm f 3 [ DTAi(SV1 ) f1i f 2 i (1 pi )] i 1 B17...20 = 0,15 Mio. Die Berechnung ist in Tabelle A 2.6 dargestellt. Methode 1.2: B N DTA( SV ) q Bm f1 f 2 f 3 f Z 365 Für die Jahre 17 bis 20 gilt: Zuwachs im 17. Nutzungsjahr DTA(SV)17 = DTA(SV)16 * 1,01 = 824,16 äqui. A/24h fZ (1 p ) N 1 pN fz 17...20 = 1,015 B17...20 = 0,15 Mio. Gesamtbeanspruchung B Bges = B1...12 + B13...16 + B17...20 = 0,39 + 0,15 + 0,15 = 0,69 Mio. _____________________________________________________________________ 60 RStO 11 3. Entwurf Stand: 07.11.2010 Ergebnis Für die Bemessung der Straße ist eine Bauweise zu wählen, die mindestens den Anforderungen der Bauklasse 2 entspricht. Die vorhandene Bauweise hält deshalb auch dem Umleitungsschwerverkehr stand. Tabelle A 2.4 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 3 für die Zeit vor der Umleitung nach Methode 1.1 Jahr pi ) DTVi (SV 1 fA 1 - 200,00 3,3 2 0,01 200,00 3 0,01 202,00 4 0,01 204,02 5 0,01 6 7 DTAi(SV1 ) qBm f1 f2 f3 Tage/Jahr 1+pi 0,23 0,5 1,1 1 365 - 30473,85 660,00 1,01 30778,59 666,60 1,01 31086,37 673,27 1,01 31397,24 206,06 680,00 1,01 31711,21 0,01 208,12 686,80 1,01 32028,32 0,01 210,20 693,67 1,01 32348,61 8 0,01 212,30 700,60 1,01 32672,09 9 0,01 214,43 707,61 1,01 32998,81 33328,80 660,00 Bi 10 0,01 216,57 714,69 1,01 11 0,01 218,74 721,83 1,01 33662,09 12 0,01 220,92 729,05 1,01 33998,71 B 1 bis 12 = 386484,69 B 1 bis 12 [Mio] = 0,39 Tabelle A 2.5 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 3 für die Zeit während der Umleitung nach Methode 1.1 Jahr pi ) DTVi (SV 1 fA 3,3 DTAi(SV1 ) 792,00 qBm f1 f2 f3 Tage/Jahr 0,23 0,5 1,1 1 365 1+pi Bi 13 - 240,00 - 36568,62 14 0,01 240,00 792,00 1,01 36934,31 15 0,01 242,40 799,92 1,01 37303,65 16 0,01 244,82 807,92 1,01 37676,69 B 13 bis 16 = 148483,26 B 13 bis 16 [Mio] = 0,15 Tabelle A 2.6 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 3 für die Zeit nach der Umleitung nach Methode 1.1 Jahr pi ) DTVi (SV 1 fA 17 0,01 247,27 3,3 18 0,01 249,74 19 0,01 20 0,01 DTAi(SV1 ) qBm f1 f2 f3 Tage/Jahr 1+pi 0,23 0,5 1,1 1 365 1,01 38053,45 824,16 1,01 38433,99 252,24 832,40 1,01 38818,33 254,76 840,72 1,01 39206,51 816,00 Bi B 17 bis 20 = 154512,28 B 17 bis 20 [Mio] = 0,15 _____________________________________________________________________ 61 RStO 11 Entwurf Beispiel 4 Stand: 07.11.2010 Stufenweiser Aufbau einer Fahrbahnbefestigung Im Rahmen der Erschließung eines Baugebietes in geschlossener Ortslage ist ein stufenweiser Aufbau einer Fahrbahnbefestigung vorzusehen, die nach Abschluss der Baumaßnahmen die Funktion einer Anliegerstraße erfüllen soll. Die erste Baustufe ist so tragfähig herzustellen, dass der in der Bauzeit von drei Jahren zu erwartende Baustellenverkehr aufgenommen werden kann. 1. Ausgangsdaten 1.1 Allgemeine Planungsdaten Der vollständige Aufbau der Anliegerstraße wird der Bauklasse 2 zugeordnet. Es wird ein Aufbau gemäß Tafel 1, Zeile 5, gewählt, mit einer 8 cm dicken Asphalttragschicht auf einer 25 cm dicken Schottertragschicht (1. Ausbaustufe). Der Untergrund ist der Frostempfindlichkeitsklasse F2 zuzuordnen. Die Mindestdicke des frostsicheren Straßenaufbaues beträgt gemäß Tabelle 6 somit 40 cm. Die Faktoren zur Berücksichtigung der örtlichen Verhältnisse bei der Ermittlung der Mehroder Minderdicken gemäß Tabelle 7 ergeben sich wie folgt: 2. A = + 15 cm (Frosteinwirkungszone III) − B = 0 cm (Geländegleiche Lage) − C = 0 cm (Günstige Wasserverhältnisse) − D=- 5 cm (Teilweise wasserdurchlässiger Randbereich mit Entwässerungs einrichtungen). Es ergibt sich somit eine Dicke des frostsicheren Oberbaues von 40 + 10 = 50 cm. Anzahl der Fahrstreifen (konstant): Breite der Fahrstreifen mit der höchsten 1.2 − 2 f1 = 0,5 (Tabelle A 1.3) Verkehrsbelastung (konstant): 2,60 m f2 = 1,8 (Tabelle A 1.4) Höchstlängsneigung: 1% f3 = 1,0 (Tabelle A 1.5) Verkehrsdaten während des Baustellenverkehrs Der DTV(SV)-Wert wird für die gesamte Bauzeit von drei Jahren konstant mit 30 Fz/24h angenommen pi = 0, fz = 1. Die durchschnittliche Achszahl pro Baustellenfahrzeug ist mit fA = 3,5 A/Fz (projektbezogen bestimmt) anzusetzen, der durchschnittliche Lastkollektivquotient mit qBm = 0,26. Berechnung Methode 1.1: N B 365 q Bm f 3 [ DTAi(SV1 ) f1i f 2 i (1 pi )] i 1 B1...3 = 0,03 Mio. Die Berechnung ist in Tabelle A 2.7 dargestellt. Methode 1.2: B N DTA( SV ) q Bm f1 f 2 f 3 f Z 365 fz = 1 B1...3 = 0,03 Mio. _____________________________________________________________________ 62 RStO 11 3. Entwurf Stand: 07.11.2010 Überprüfung der beanspruchungsadäquaten Bemessung der 1. Baustufe 4. Der Aufbau der ersten Baustufe setzt sich aus einer 8 cm dicken Asphalttragschicht und einer 25 cm dicken Schottertragschicht zusammen. Er ist damit etwa der Bauklasse 1 (z. B. Tafel 1, Zeile 5) zuzuordnen. Die Bauklasse 1 kann 100.000 äquivalente 10-t-Achsübergänge gemäß Tabelle 1 der RStO in einem Nutzungszeitraum von 30 Jahren aufnehmen. Damit stände für die erste Baustufe als Teil des vollständigen Aufbaues noch eine „Restbeanspruchung" von 73.096 äquivalenten 10-t-Achsübergängen zur Verfügung. Beurteilung der verkehrsadäquaten Bemessung des vollständigen Aufbaues der Fahrbahnbefestigung Bis auf oberflächennahe Schäden, welche vor Einbau der 2. Baustufe (4 cm Asphaltdeckschicht auf der Asphalttragschicht) beseitigt werden könnten, ist keine strukturelle Beeinträchtigung der Nutzungsdauer für die vollständige Fahrbahnbefestigung zu befürchten. Tabelle A 2.7 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 4 nach Methode 1.1 Jahr pi DTV ( SV ) fA DTA( SV ) qBm f1 f2 f3 Tage/Jahr 1+pi 1 0,00 30,00 3,5 105 0,26 0,5 1,8 1 365 1,00 8968,05 2 0,00 30,00 105 1,00 8968,05 3 0,00 30,00 105 Bi 1,00 8968,05 B 1 bis 3 = 26904,15 B 1 bis 3 [Mio] = 0,03 _____________________________________________________________________ 63 RStO 11 Entwurf Beispiel 5 Ermittlung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B und die zuzuordnende Bauklasse für eine kommunale Busverkehrsfläche 1. Ausgangsdaten 1.1 Allgemeine Planungsdaten Nutzungszeitraum: Anzahl der Fahrstreifen (konstant): 1 f1 = 1,0 (Tabelle A 1.3) Breite der Fahrstreifen mit der höchsten Verkehrsbelastung (konstant): 3,0 m f2 = 1,4 (Tabelle A 1.4) Höchstlängsneigung: 3% f3 = 1,02 (Tabelle A 1.5) 1.2 30 Jahre Verkehrsdaten Anzahl der Busüberfahrten (entspricht DTV(SV)) Aufteilung des Schwerverkehrs, 2 verschiedene Fahrzeugtypen: 2. Stand: 07.11.2010 p1...6 = 0 150 Fz/24h 100 Fz 3-Achser, Achslast Vorderachse: hintere Doppelachse 50 Fz 2-Achser, Achslast Vorderachse: Hinterachse: 6,6 t 1. Achse: 10,0 t 2. Achse: 11,0 t 6,6 t 11,0 t Nach 6 Jahren kommt eine Buslinie mit 2-Achsern gleicher Achslast dazu, wodurch sich der DTV(SV) um 20 Fz/24 erhöht ( p7...30 = 0). Berechnung Methode 2.1: In den Teilbetrachtungszeiträumen (Jahre 1 bis 6 und 7 bis 30) bleibt die jeweilige Verkehrsbelastung (Busüberfahrten) konstant. N B 365 f 3 [ EDTA i 1 ( SV ) f1i f 2i ] mit EDTA ( SV ) 4 ( SV ) Lk DTAik k L0 Die Berechnungen der äquivalenten durchschnittlichen täglichen Achsübergänge des Schwerverkehrs sowie die dimensionierungsrelevante Beanspruchung B sind in Tabelle A 2.8 bis Tabelle A 2.11 dargestellt. ( SV ) 1...6 EDTA 6,6 4 10 4 11 4 6,6 4 11 4 50 348,08 100 10 10 10 10 10 B1...6 = 1,09 Mio. ( SV ) 7...30 EDTA 6,6 4 10 4 11 4 6,6 4 11 4 100 70 381,07 10 10 10 10 10 B7...30 = 4,77 Mio. Bges = B1...6 + B7...30 = 1,09 + 4,77 = 5,86 Mio. _____________________________________________________________________ 64 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Methode 2.2: Die Berechnungen der äquivalenten durchschnittlichen täglichen Achsübergänge des Schwerverkehrs sind in Tabelle A 2.9 und Tabelle A 2.10 dargestellt. B N EDTA ( SV ) f1 f 2 f 3 f Z 365 Bges = B 1...6 + B 7...30 = 1,09 + 4,77 = 5,86 Mio. 3. Ergebnis Die dimensionierungsrelevante Beanspruchung beträgt B = 5,86 Mio. äquivalente 10-t-Achsübergänge. Diese Beanspruchung ist der Bauklasse 5 zuzuordnen. Tabelle A 2.8 Berechnung der äquivalenten durchschnittlichen täglichen Achsübergänge des Schwerverkehrs für Beispiel 5 für die Jahre 1 bis 6 SV LK L0 LK/L0 (LK/L0)4 DTA(SV) 3-Achser 6,60 10 0,66 0,19 100 2-Achser 4 (LK/L0) DTA 18,97 10,00 1,00 1,00 100 100,00 11,00 1,10 1,46 100 146,41 0,66 0,19 50 9,49 1,10 1,46 50 73,21 6,60 10 11,00 EDTA(SV) (SV) EDTA(SV)1 bis 6 265,38 82,69 = 348,08 Tabelle A 2.9 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 5 nach Methode 2.1 für die Jahre 1 bis 6 Jahr EDTAi( SV ) f1 f2 f3 Tage/Jahr fz Bi 1 348,08 1,0 1,4 1,02 365 1,0 181426,26 2 348,08 181426,26 3 348,08 181426,26 4 348,08 181426,26 5 348,08 181426,26 6 348,08 181426,26 B 1 bis 6 = 1088557,55 B 1 bis 6 [Mio] = 1,09 Tabelle A 2.10 Berechnung der äquivalenten durchschnittlichen täglichen Achsübergänge des Schwerverkehrs für Beispiel 5 für die Jahre 7 bis 30 SV 3-Achser 2-Achser LK L0 LK/L0 (LK/L0)4 DTA(SV) 6,60 10 (LK/L0)4 DTA(SV) 0,66 0,19 100 18,97 10,00 1,00 1,00 100 100,00 11,00 1,10 1,46 100 146,41 0,66 0,19 70 13,28 1,10 1,46 70 6,60 11,00 10 EDTA(SV) 265,38 102,49 115,77 EDTA(SV)7 bis 30 = 381,15 _____________________________________________________________________ 65 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Tabelle A 2.11 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 5 nach Methode 2.1 für die Jahre 7 bis 30 Jahr EDTAi( SV ) f1 f2 f3 Tage/Jahr 7 381,15 1 1,4 1,02 365 8 381,15 198663,00 9 381,15 198663,00 10 381,15 198663,00 11 381,15 198663,00 12 381,15 198663,00 13 381,15 198663,00 14 381,15 198663,00 15 381,15 198663,00 16 381,15 198663,00 17 381,15 198663,00 18 381,15 198663,00 19 381,15 198663,00 20 381,15 198663,00 21 381,15 198663,00 22 381,15 198663,00 23 381,15 198663,00 24 381,15 198663,00 25 381,15 198663,00 26 381,15 198663,00 27 381,15 198663,00 28 381,15 198663,00 29 381,15 198663,00 30 381,15 198663,00 Bi 198663,00 B 7 bis 30 = 4767912,07 B 7 bis 30 [Mio] = 4,77 _____________________________________________________________________ 66 RStO 11 Beispiel 6 Entwurf Erneuerung im Tiefeinbau eines Autobahnstreckenabschnitt mit bekannten Achslastdaten 1. Ausgangsdaten 1.1 Allgemeine Daten Nutzungszeitraum N: 30 Jahre Anzahl der Fahrstreifen (konstant): 6 f1 = 0,4 (Tabelle A 1.3) Breite der Fahrstreifen mit der höchsten Verkehrsbelastung (konstant): 3,75m f2 = 1,0 (Tabelle A 1.4) Höchstlängsneigung: 4% f3 = 1,05 (Tabelle A 1.5) 1.2 Stand: 07.11.2010 Verkehrsdaten EDTA(SV) im Jahr der Erneuerung: 1.326 [Aü/24h] p1 = 0 Die mittlere jährliche Zunahme des Schwerverkehrs beträgt p = 0,03 (siehe Tabelle A 1.6). 2. Berechnung Methode 2.1: Eine detaillierte Berechnung ist in Tabelle A 2.6.1 dargestellt. B1...30 = 9,67 Mio. Methode 2.2: B N EDTA( SV ) f1 f 2 f 3 f Z 365 Für die Jahre 1 bis 30 (ohne Zuwachs im 1. Jahr) gilt: (1 p ) N 1 fZ pN fz 1...30 = 1,58585 3. B 1...30 = 9,67 Mio. Ergebnis Die dimensionierungsrelevante Beanspruchung beträgt B = 9,67 Mio. äquivalente 10-t-Achsübergänge. Dieser Beanspruchung ist die Bauklasse 5 zuzuordnen. _____________________________________________________________________ 67 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Tabelle A 2.12 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 6 nach Methode 2.1 Jahr pi EDTAi(SV1 ) 1 - 1326,00 2 0,03 3 0,03 4 f1 f2 f3 Tage/Jahr 1+pi Bi 0,4 1,0 1,05 365 - 203275,80 1326,00 1,03 209374,07 1365,78 1,03 215655,30 0,03 1406,75 1,03 222124,96 5 0,03 1448,96 1,03 228788,70 6 0,03 1492,42 1,03 235652,36 7 0,03 1537,20 1,03 242721,94 8 0,03 1583,31 1,03 250003,59 9 0,03 1630,81 1,03 257503,70 10 0,03 1679,74 1,03 265228,81 11 0,03 1730,13 1,03 273185,68 12 0,03 1782,03 1,03 281381,25 13 0,03 1835,49 1,03 289822,68 14 0,03 1890,56 1,03 298517,37 15 0,03 1947,28 1,03 307472,89 16 0,03 2005,69 1,03 316697,07 17 0,03 2065,86 1,03 326197,99 18 0,03 2127,84 1,03 335983,92 19 0,03 2191,68 1,03 346063,44 20 0,03 2257,43 1,03 356445,35 21 0,03 2325,15 1,03 367138,71 22 0,03 2394,90 1,03 378152,87 23 0,03 2466,75 1,03 389497,45 24 0,03 2540,75 1,03 401182,38 25 0,03 2616,98 1,03 413217,85 26 0,03 2695,48 1,03 425614,38 27 0,03 2776,35 1,03 438382,82 28 0,03 2859,64 1,03 451534,30 29 0,03 2945,43 1,03 465080,33 30 0,03 3033,79 1,03 479032,74 B 1 bis 30 = 9670930,69 B 1 bis 30 [Mio] = 9,67 _____________________________________________________________________ 68 RStO 11 Entwurf Beispiel 7 Stand: 07.11.2010 Überprüfung des Aufbaues im Zuge einer Ausbauplanung Aufgrund des sprunghaft gestiegenen Verkehrsaufkommens auf DTV(SV) 910 Fz/24h soll der Querschnitt einer Bundesstraße, Bauklasse 5, um je einen Fahrstreifen je Fahrtrichtung erweitert werden. Es ist zu überprüfen, ob der vorhandene Oberbau nach bereits 3,80 Mio. ertragenen äquivalenten 10-t-Achsübergängen die Zeit bis zum Umbau schadlos aufnehmen kann. Für den Umbau ist die zuzuordnende Bauklasse, unter Annahme einer mittleren jährlichen Zuwachsrate von p = 0,02 % für den Nutzungszeitraum von weiteren 20 Jahren, zu ermitteln. 1. Ausgangsdaten 1.1 Allgemeine Planungsdaten Vor Umbau Zeitraum zwischen Bestimmung des DTV(SV) und des Baubeginns: 5 Jahre Anzahl der Fahrstreifen: 2 f1 = 0,50 (Tabelle A 1.3) Breite des Fahrstreifens mit der höchsten Belastung: 3,00 m f2 = 1,40 (Tabelle A 1.4) Höchstlängsneigung: 4% f3 = 1,05 (Tabelle A 1.5) f1 = 0,45 (Tabelle A 1.3) f1 = 0,05 (0,50 – 0,45) Nach Umbau Nutzungsdauer nach Umbau: 20 Jahre Anzahl der Fahrstreifen: 4 Da der Fahrstreifen mit der höchsten Belastung nach dem Umbau des 2-streifigen Querschnitts zum Überholfahrstreifen wird, ist hier anzusetzen: 1.2 Breite des Fahrstreifens mit der höchsten Belastung: 3,50 m f2 = 1,10 (Tabelle A 1.4) Höchstlängsneigung: 4% f3 = 1,05 (Tabelle A 1.5) Verkehrsdaten Vor Umbau Bereits ertragenen 10-t-Achsübergänge in beiden Fahrtrichtungen: (SV) DTV nach sprunghaftem Anstieg: 3,80 Mio. 510 Fz/24h p1 = 0 Mittlere jährliche Zuwachsrate: 2% p = 0,02 Durchschnittlicher Lastkollektivquotient qBm: 0,25 Durchschnittliche Achszahl pro Fahrzeug: 4,0 fA = 4,0 A/Fz (Tabelle A 1.1) Mittlere jährliche Zuwachsrate: 2% p = 0,02 Durchschnittlicher Lastkollektivquotient qBm: 0,25 Durchschnittliche Achszahl pro Fahrzeug: 4,0 (Tabelle A 1.6) (Tabelle A 1.2) Nach Umbau 2. (Tabelle A 1.6) (Tabelle A 1.2) fA = 4,0 A/Fz (Tabelle A 1.1) Berechnung Die dimensionierungsrelevanten Beanspruchungen müssen für die Fälle „alter Fahrstreifen“ und „neuer Fahrstreifen“ berechnet werden. _____________________________________________________________________ 69 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Methode 1.1 N B 365 q Bm f 3 [ DTAi(SV1 ) f1i f 2 i (1 pi )] i 1 Die Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B ist in Tabelle A 2.13 dargestellt. Alter Fahrstreifen Bbereits ertragen = 3,80 0,5 = 1,9 Mio. B1...5 = 1,27 Mio. Bvor Umbau = Bbereits ertragen + B1...5 = 3,17 Mio. Bnach Umbau = B6...25 = 0,46 Mio. Bgesamt = Bbereits ertragen + Bvor Umbau + Bnach Umbau = 3,68 Mio. Neuer Fahrstreifen Bnach Umbau = B6...25 = 4,63 Mio. Methode 1.2 B N DTA( SV ) q Bm f1 f 2 f 3 f z 365 Alter Fahrstreifen Bbereits ertragen = 3,80 0,5 = 1,9 Mio. fz 1...5 = 1,041 B1...5 = 1,27 Mio. Bvor Umbau = Bbereits ertragen + B1...5 = 3,17 Mio. Bnach Umbau = B6...25 = 0,51 Mio. Bgesamt = Bbereits ertragen + Bvor Umbau + Bnach Umbau = 3,68 Mio. Neuer Fahrstreifen Bnach Umbau = B6...25 Zuwachs im 6. Nutzungsjahr DTA(SV) = DTA(SV)5 * 1,02 = 4018,85 äqui. A/24h fz 6...25 = 1,215 Bnach Umbau = 4,63 Mio. _____________________________________________________________________ 70 RStO 11 3. Entwurf Stand: 07.11.2010 Ergebnis Alter Fahrstreifen Bis zum Zeitpunkt des Umbaues beträgt die dimensionierungsrelevante Beanspruchung B = 3,17 Mio. äquivalente 10-t-Achsübergänge, diese Beanspruchung kann von dem vorhandenen Oberbau der Bauklasse 5 ohne strukturelle Schädigung aufgenommen werden (siehe Tabelle 1). Die dimensionierungsrelevante Beanspruchung für den Gesamtzeitraum beträgt B = 3,68 Mio. äquivalente 10-t-Achsübergänge. Dieser Beanspruchung ist die Bauklasse 5 zuzuordnen (siehe Tabelle 1). Neuer Fahrstreifen Die dimensionierungsrelevante Beanspruchung beträgt B = 4,63 Mio. äquivalente 10-tAchsübergänge. Dieser Beanspruchung ist die Bauklasse 5 zuzuordnen (siehe Tabelle 1). Schlussfolgerung Der Aufbau der beiden neuen Fahrstreifen kann gemäß dem Aufbau des Oberbaues der vorhandenen Fahrstreifen erfolgen. Tabelle A 2.13 Berechnung der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B für Beispiel 7 nach Methode 1.1 Jahr pi ) DTVi (SV 1 fAi DTAi(SV1 ) qBm 1 2 3 4 5 0,02 0,02 0,02 0,02 910,00 910,00 928,20 946,76 965,70 4,0 3640,00 3640,00 3712,80 3787,06 3862,80 0,25 f1i f2i Vor Umbau 0,5 1,4 f3i Tage/Jahr 1+pi Bi 1,05 365 1,00 1,02 1,02 1,02 1,02 244130,25 249012,86 253993,11 259072,97 264254,43 1270463,63 1,27 B 1 bis 5 = B 1 bis 5 [Mio] = 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 985,01 1004,71 1024,81 1045,30 1066,21 1087,53 1109,28 1131,47 1154,10 1177,18 1200,73 1224,74 1249,23 1274,22 1299,70 1325,70 1352,21 1379,26 1406,84 1434,98 4,0 Nach Umbau – alter Fahrstreifen 3940,05 0,25 0,05 1,4 1,05 4018,85 4099,23 4181,22 4264,84 4350,14 4437,14 4525,88 4616,40 4708,73 4802,90 4898,96 4996,94 5096,88 5198,82 5302,79 5408,85 5517,03 5627,37 5739,91 365 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 B 6 bis 25 = B 6 bis 25 [Mio] = 21178,11 21601,67 22033,70 22474,37 22923,86 23382,34 23849,99 24326,99 24813,53 25309,80 25815,99 26332,31 26858,96 27396,14 27944,06 28502,94 29073,00 29654,46 30247,55 30852,50 514572,26 0,51 _____________________________________________________________________ 71 RStO 11 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Entwurf 985,01 1004,71 1024,81 1045,30 1066,21 1087,53 1109,28 1131,47 1154,10 1177,18 1200,73 1224,74 1249,23 1274,22 1299,70 1325,70 1352,21 1379,26 1406,84 1434,98 4,0 Nach Umbau – neuer Fahrstreifen 3940,05 0,25 0,45 1,4 1,05 4018,85 4099,23 4181,22 4264,84 4350,14 4437,14 4525,88 4616,40 4708,73 4802,90 4898,96 4996,94 5096,88 5198,82 5302,79 5408,85 5517,03 5627,37 5739,91 Stand: 07.11.2010 365 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 B 6 bis 25 = B 6 bis 25 [Mio] = 190602,95 194415,01 198303,31 202269,37 206314,76 210441,06 214649,88 218942,87 223321,73 227788,17 232343,93 236990,81 241730,62 246565,24 251496,54 256526,47 261657,00 266890,14 272227,95 277672,50 4631150,31 4,63 _____________________________________________________________________ 72 RStO 11 Entwurf Beispiel 8 Erneuerung einer Asphaltbefestigung auf einer Bundesstraße außerhalb der geschlossenen Ortslage 1. Ausgangsdaten 1.1 Allgemeine Planungsdaten 1.2 Stand: 07.11.2010 − Zeitraum seit der Verkehrsfreigabe: 25 Jahre − Vorgesehener Nutzungszeitraum nach der Erneuerung: 20 Jahre − Vorgesehener Aufbau: Bauklasse 4 − Besondere Beanspruchungen durch Schwerverkehr Bewertung der strukturellen Substanz der vorhandenen Befestigung − Oberflächenzustand Das Zustandsmerkmal AUN (Längsunebenheit) weist einen Zustandswert von 4,7 auf und liegt damit über dem Warnwert von 4,5. Daneben gibt es einige Bereiche mit Netzrissen, teilweise behandelt (Flickstellen). − Tragfähigkeit In den Bereichen mit Netzrissen, teilweise behandelt (Flickstellen), wurden Einsenkungsmessungen mit dem Benkelman-Balken durchgeführt, welche die vermuteten Schwachstellen bestätigen. − Art und Zustand der vorhandenen Befestigung Vorhandene Befestigung Asphaltdeckschicht Asphaltbinderschicht Asphalttragschicht Schottertragschicht Frostschutzschicht Gesamtaufbau 3,0 cm 5,0 cm 6,0 cm 10,0 cm 25,0 cm 49,0 cm Untergrund Überwiegend Böden der Frostempfindlichkeitsklasse F3; ungünstige Wasserverhältnisse gemäß ZTV E-StB. Schichtenverbund Bis auf die Bereiche mit Flickstellen scheint ein ausreichender Schichtenverbund vorhanden zu sein. Entwässerungseinrichtungen Die Einrichtungen für die Längsentwässerung (Mulden und Gräben) sollen mit der Erneuerungsmaßnahme instand gesetzt werden. 2. Auswahl einer zweckmäßigen Erneuerungsart und -bauweise 2.1 Erneuerungsart Da keine Höhenzwangspunkte einzuhalten sind und keine dichte Folge von Überführungsbauwerken mit begrenzter Höhe vorhanden ist, wird eine Erneuerung der vorhandenen Befestigung im Hocheinbau festgelegt. Dieser erfolgt nacheinander in beiden Fahrstreifen. 2.2 Erneuerungsbauweise Die vorhandene Befestigung wird in Asphaltbauweise erneuert, wobei in den Bereichen mit Flickstellen die Decke auszubauen und durch geeignetes Mischgut zu ersetzen ist. 3. Festlegung der Erneuerungsklasse 3.1 Bereiche ohne Netzrisse und ohne Flickstellen Das Zustandsmerkmal „Längsunebenheit“ ist der Erneuerungsklasse E 2 zuzuordnen. 3.2 Bereiche mit Netzrissen (ohne oder mit Flickstellen) Das Zustandsmerkmal „Netzrisse“ ist der Erneuerungsklasse E 1 zuzuordnen. _____________________________________________________________________ 73 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 4. Erforderliche Dicke der Erneuerungsschichten aus Gründen des Tragverhaltens 4.1 Bereiche ohne Netzrisse und Flickstellen (Erneuerungsklasse E 2) Asphaltdeckschicht 4 cm Asphaltbinderschicht 8 cm 12 cm 4.2 Bereiche mit Netzrissen ohne Flickstellen (Erneuerungsklasse E 1) Asphaltdeckschicht 4 cm Asphaltbinderschicht 4 cm Asphalttragschicht 8 cm 16 cm 4.3 Bereiche mit Netzrissen und Flickstellen (Erneuerungsklasse E 1) Ersatz der vorhandenen Decke mit Tragschichtmaterial; weiterer Aufbau wie unter 4.2 5. Erforderliche Dicke der Erneuerungsschichten aus Gründen der Frostsicherheit 5.1 Solldicke des frostsicheren Bodens Für die Frostempfindlichkeitsklasse F3 und die Bauklasse 4 ergibt sich die Mindestdicke des frostsicheren Straßenaufbaues von 60 cm. Die örtlichen Verhältnisse bedingen folgende Mehrdicken: - Frosteinwirkungszone II: + 5 cm - Ungünstige Wasserverhältnisse gemäß ZTV E-StB: + 5 cm Damit ergibt sich eine Solldicke von 70 cm. 5.2 Istdicke des frostsicheren Oberbaues nach erfolgter Erneuerung: - Bereiche ohne Flickstellen 12 + 49 = 61 cm - Bereiche mit Netzrissen (ohne/mit Flickstellen) 16 + 49 = 65 cm Damit ist die Dicke der aufzubringenden Schichten aus Frostsicherungsgründen um 9 cm bzw. 5 cm zu erhöhen. 6. Gewählte Dicken der Erneuerungsschichten Da die Flickstellen zum großen Teil der Beseitigung von Frostschäden dienten, andererseits in den Bereichen ohne Flickstellen mehr als 10 Jahre lang keine Frostschäden beobachtet wurden, wird in beiden Bereichen eine zusätzliche Dicke der aufzubringenden Erneuerungsschichten von 4 cm als ausreichend erachtet. 6.1 Bereiche ohne Netzrisse und Flickstellen Asphaltdeckschicht 4 cm Asphaltbinderschicht 4 cm Asphalttragschicht 8 cm 16 cm 6.2 Bereiche mit Netzrissen (ohne/mit Flickstellen) Asphaltdeckschicht 4 cm Asphaltbinderschicht 4 cm Asphalttragschicht 12 cm 20 cm Es ist zu prüfen, inwieweit es wirtschaftlich ist, die größere Dicke der Erneuerungsschichten über die gesamte zu erneuernde Fläche einzubauen. _____________________________________________________________________ 74 RStO 11 Beispiel 9 1. 2. Entwurf Stand: 07.11.2010 Erneuerung einer Asphaltbefestigung im Hocheinbau bei teilweisem Ersatz der vorhandenen Befestigung Ausgangsdaten Vorhandene Befestigung Asphaltdeckschicht 4,0 cm Asphaltbinderschicht 8,0 cm Asphalttragschicht 10,0 cm Verfestigung 15,0 cm Frostunempfindliches Material 43,0 cm Gesamtaufbau 80,0 cm Dieser Aufbau ist der Bauweise gemäß Tafel 1, Zeile 2.2, der Bauklasse 5 zuzuordnen. Zukünftige Bauklasse: 7 Bewertung der strukturellen Substanz der vorhandenen Befestigung Der Oberflächenzustand (strukturell bedingte Verformungen in Quer- und Längsrichtung, gelegentliche Netzrisse in den Verformungsmulden) wies auf tiefer greifende Mängel hin. Aufgrabungen und Sondierungen bestätigten die Vermutung, dass neben der Asphaltbinderschicht auch die Asphalttragschicht Mängel aufwies. Die Verfestigung zeigte dagegen keine Schäden. Auswahl einer zweckmäßigen Erneuerungsart und -bauweise Die Erneuerung kann im Hocheinbau gemäß Tafel 1, Zeile 2.2, Bauklasse 7 erfolgen, wobei die Asphaltschichten einschließlich der Asphalttragschicht auszubauen und zu ersetzen sind. 3. Gewählter Aufbau Erneuerungsschichten: Asphaltdeckschicht Asphaltbinderschicht Asphalttragschicht Dicke der Erneuerungsschichten: 4 cm 8 cm 18 cm 30 cm Im Oberbau verbleibende Schichten: Verfestigung Frostunempfindliches Material Dicke des erneuerten Aufbaues: 15 cm 43 cm 88 cm Der Straßenaufbau erfüllt damit nicht nur die Anforderungen an ein ausreichendes Tragverhalten, sondern auch die an eine ausreichende Frostsicherheit. _____________________________________________________________________ 75 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Beispiel 10 Erneuerung einer Asphaltbefestigung auf einer Landesstraße 1. Ausgangsdaten 1.1 Allgemeine Planungsdaten 1.2 − Zeitraum seit der Verkehrsfreigabe: 20 Jahre − Vorgesehener Nutzungszeitraum nach der Erneuerung: 20 Jahre − Dimensionierungsrelevante Beanspruchung B 1,0 Mio äquivalente 10 tAchsübergänge Bewertung der strukturelle Substanz der vorhandenen Befestigung − Oberflächenzustand Schwachstellen sind visuell nicht erkennbar. − Art und Zustand der vorhandenen Befestigung Die vorhandene Befestigung besteht aus einem 10 cm Asphaltpaket auf überbauter Pflasterdecke. − Art und Zustand der Entwässerungseinrichtungen Die Einrichtungen sind voll funktionstüchtig. − Tragfähigkeit Die Tragfähigkeit ist mit dem Benkelman-Balken gemäß A FGSV-Arbeitspapier 33, Teil B1 „Benkelman-Balken: Gerätebeschreibung, Messdurchführung“ bestimmt worden. Die für dieses Beispiel ermittelten Einsenkungswerte wurden last- sowie temperaturkorrigiert und sind in Abbildung 1 als blaue Linie grafisch dargestellt. − Einteilung in homogene Abschnitte Augenscheinlich sind zwei Abschnittsgrenzen und somit 3 homogene Abschnitte gleicher Tragfähigkeiten zu erkennen. Die genaue Festlegung der homogenen Abschnitte erfolgt gemäß FGSV-Arbeitspapier 431 „Grundlagen zur Ermittlung homogener Abschnitte zur Bewertung der strukturellen Substanz von Straßenbefestigungen“, Ausgabe 2009. Die Abschnittsbildung wurde anhand des vorgegebenen Ablaufschemas durchgeführt. Die Homogenitätsprüfung ergab eine relative Spanne der Messwerte über den Gesamtabschnitt von etwa 109 %. Ab einem Wert von 10 % kann das Vorliegen von homogenen Abschnitten nicht ausgeschlossen werden. Die ermittelten kumulativen Summen sind in die Abbildung 1 als rote Linie grafisch dargestellt. Eindeutig lassen sich zwei Steigungswechsel an den Stationen 1.600 m und 4.000 m ablesen. _____________________________________________________________________ 76 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Tragfähigkeitsmessungen Einsenkung [mm] 400 800 1.200 1.600 2.000 2.400 2.800 0,00 3.200 3.600 4.000 4.400 4.800 5.200 5.600 6.000 5,0 0,10 4,5 0,20 4,0 0,30 3,5 0,40 3,0 0,50 2,5 0,60 2,0 0,70 1,5 Kumulative Summe [mm] Station [m] 0 1,0 0,80 Einsenkung [mm] 0,90 0,5 Kumulative Summe [mm] 0,0 1,00 Abbildung 1: Profil der last- sowie temperaturkorrigierten Einsenkungen einer Landesstraße und der kumulative Summe zur Einteilung in homogene Abschnitte 2. Festlegung der Erneuerungsklassen Die Auswertung und Bewertung der Tragfähigkeitsmessungen erfolgte anhand des FGSVArbeitspapiers 33 Teil C1 „ Benkelman-Balken: Auswertung und Bewertung von Einsenkungswerten“. Für die drei homogene Abschnitte gleicher Tragfähigkeiten sind die maßgebenden Einsenkungen als Summe aus Mittelwert und Standardabweichung der Einsenkung ( w 0,BB,20 s ) des jeweiligen Bereiches zu ermitteln. Die Erneuerungsklasse wird gemäß Tafel 5 festgelegt. Tabelle 1: Festlegung der Erneuerungsklassen anhand der maßgebenden Einsenkung ( w 0,BB,20 s ) ( w 0,BB,20 s ) [mm] Erneuerungsklasse Bereich 1 von Station 0 m bis 1.600m 0,79 E1 Bereich 2 von Station 1.600 m bis 4.000m 0,47 E2 Bereich 3 von Station 4.000 m bis 6.000m 0,29 Keine Erneuerung Bereiche 3. Gewählte Dicken der Erneuerungsschichten 3.1 Bereich 1 Asphaltdeckschicht Asphalttragschicht 3.2 Bereich 2 Asphaltdeckschicht Asphalttragschicht 4 cm 10 cm 14 cm 4 cm 6 cm 10 cm _____________________________________________________________________ 77 RStO 11 Anhang 3: DIN Entwurf Stand: 07.11.2010 Technische Regelwerke VOB/C Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen Teil C: Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) insbesondere: DIN 18299 Allgemeine Regelungen für Bauarbeiten jeder Art DIN 18300 Erdarbeiten DIN 18315 Verkehrswegebauarbeiten; Oberbauschichten ohne Bindemittel DIN 18316 Verkehrswegebauarbeiten; Oberbauschichten mit hydraulischen Bindemitteln DIN 18317 Verkehrswegebauarbeiten; Oberbauschichten aus Asphalt DIN 18318 Verkehrswegebauarbeiten; Pflasterdecken, Plattenbeläge, Einfassungen FGSV ZTV Asphalt-StB ZTV Beton-StB ZTV Pflaster-StB ZTV SoB-StB ZTV E-StB ZTV Ew-StB ZTV BEA-StB ZTV BEB-StB TL Asphalt-StB TL Beton-StB RAS-Ew RASt RIN RDO Asphalt RDO Beton FLL Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Fahrbahndecken aus Asphalt (FGSV 799) Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton (FGSV 899) Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien zur Herstellung von Pflasterdecken, Plattenbelägen und Einfassungen (FGSV 699) Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Schichten ohne Bindemittel im Straßenbau (FGSV 698) Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau (FGSV 599) Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Entwässerungseinrichtungen im Straßenbau (FGSV 598) Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Bauliche Erhaltung von Verkehrsflächenbefestigungen - Asphaltbauweisen (FGSV 798) Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für die bauliche Erhaltung von Verkehrsflächenbefestigungen - Betonbauweisen (FGSV 898) Technische Lieferbedingungen für Asphaltmischgut für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen (FGSV 797) Technische Lieferbedingungen für Baustoffe und Baustoffgemische für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton (FGSV 897) Richtlinien für die Anlage von Straßen – RAS –, Teil: Entwässerung (FGSV 539) Richtlinien für die Anlage von Stadtstraßen (FGSV 200) Richtlinien für integrierte Netzgestaltung (FGSV 121) Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung des Oberbaues von Verkehrsflächen mit Asphaltdeckschicht (FGSV 498) Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung von Betondecken im Oberbau von Verkehrsflächen (FGSV 497) Merkblatt für wasserdurchlässige Befestigungen für Verkehrsflächen (FGSV 947) Merkblatt für Dränbetontragschichten (DBT) (FGSV 827) Wassergebundene Wege Fachbericht zu Planung, Bau und Instandhaltung von wassergebundenen Wegen _____________________________________________________________________ 78 RStO 11 Entwurf Stand: 07.11.2010 Bezugsquellen: Beuth Verlag GmbH Anschrift: Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin Fon: 030 / 26 01-22 60, Fax: 26 01-1260, E-Mail: [email protected], Internet: www.beuth.de FGSV Verlag GmbH Anschrift: Wesselinger Straße 17, 50999 Köln Fon: 022 36 / 38 46 30, Fax: 38 46 40, E-Mail: [email protected], Internet: www.fgsv-verlag.de Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung, Landschaftsbau e.V. (FLL) Anschrift: Colmantstr. 32, 53115 Bonn Fon: 0228 / 96 50 10 - 0, Fax: 96 50 10 - 20, E-Mail: [email protected], Internet: www.fll.de _____________________________________________________________________ 79