Schottertragschichten

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Frostschutzschichten oder Schottertragschichten
-
beide stabil und doch verschieden
8. Pfraundorfer Informationstag am 22. Januar 2015 - Dipl.-Min. Peter Melchior, Leiter Betriebslabor Pfraundorf
Frostschutzschichten oder Schottertragschichten - beide stabil und doch verschieden
2
1. Einleitung
2. Regelwerk
3. Anforderungen
4. Güteüberwachung
5. Ausblick
Gliederung
1.
Einleitung
2.
Regelwerk
3.
3.1
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.2.6
Anforderungen
grundlegende, gemeinsame Anforderungen
unterschiedliche Anforderungen an die
Ausgangsmaterialien
Sorten
Kornverteilung
Wasserdurchlässigkeit
Herstellung
eingebaute Schicht
4.
4.1
4.2
Güteüberwachung
Materialien
Leistungserklärung
5.
5.1
5.2
Ausblick
jetzige Situation
alternative Situation
3
1. Einleitung 2. Regelwerk 3. Anforderungen 4. Güteüberwachung 5. Ausblick
Technische Lieferbedingungen für Baustoffgemische und Böden zur Herstellung von
Schichten ohne Bindemittel im Straßenbau, Ausgabe 2004/Fassung 2007,
TL SoB - StB 04
Bekanntmachung der Obersten Baubehörde im
Bayerischen Staatsministerium des Innern, für Bau und Verkehr
Az.: IID9-43415-004/05 vom 08.05.2014
4
Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von
Schichten ohne Bindemittel im Straßenbau, Ausgabe 2004/Fassung 2007,
ZTV SoB - StB 04
Az.: IID9-43415-004/05 vom 08.05.2014
5
Technische Lieferbedingungen für Baustoffgemische und Böden zur Herstellung von
Schichten ohne Bindemittel im Straßenbau; Teil : Güteüberwachung, Ausgabe 2004,
TL G SoB - StB 04
Az.: IID9-43437-004/04 vom 31.03.2010 und 13.06.2008
6
DIN EN 13285
„Ungebundene Gemische – Anforderungen“
DIN EN 13242
„Gesteinskörnungen für ungebundene und hydraulisch
gebundene Gemische für Ingenieur- und Straßenbau“
TL Gestein-StB 04
„Technische Lieferbedingungen für Gesteinskörnungen im
Straßenbau“
DBS 918 062
„Technische Lieferbedingungen für Korngemische für Tragund Schutzschichten, Ausgabe März 2000, Fassung Juli
2007“
DIN 18196
Erd- und Grundbau – Bodenklassifikation für bautechnische
Zwecke
Empfehlungen für die Durchführung der Überwachung und Zertifizierung von
Gesteinskörnungen nach dem europäischenten Konformitätsnachweisverfahren
System 2+
7
3.1
... im eingebauten Zustand
♦
♦
♦
tragfähig
wasserdurchlässig
frostunempfindlich
... damit
...
vermieden werden
8
3.1
grundlegende, gemeinsame Anforderungen ... im eingebauten Zustand
♦
♦
♦
tragfähig
wasserdurchlässig
frostunempfindlich
...
9
3.1
Eigenschaft
♦ tragfähig
Maßnahme
▪ abgestufte Kornverteilung
▪ definierter Sandanteil
▪ Kornform
▪ Kornfestigkeit der Zuschläge
♦ wasserdurchlässig
▪ typische Kornverteilung
▪ definierter Sandanteil
♦ frostunempfindlich
▪ Verwitterungsbeständigkeit
der Zuschläge
▪ Begrenzung der Feinanteile
für einen frostsicheren
Kornaufbau
10
3.1
grundlegende, gemeinsame Anforderungen ... zu den Feinanteilen
11
3.1
Parameter / Eigenschaften
Überkorn OC90
... an das Gesteinsmaterial für
Schottertragschichten - STS
Frostschutzschichten - FSS
max. 10 M.-%
Schlecht geformte Körner (SI50)
< 50 M.-%
Frostbeständigkeit der Schotterkörnung
35/45 mm (F4)
≤ 4 M.-%
(Absplitterung kleiner 16 mm)
≤ 4 M.-%
Frostbeständigkeit der Splittkörnung
8/11 mm (F4)
(Absplitterung kleiner 4 mm)
Schlagzertrümmerung
Schotterkörnung 35/45 mm (SD10)
< 30 M.-%
(für Kalk und Dolomit)
12
3.1
Parameter / Eigenschaften
Mindesteinbaudicke
der fertigen Schicht
Abweichung von der Sollhöhe
... an die fertigen Schichten von
< 32 mm :
< 45 mm :
< 56 mm :
< 63 mm :
12 cm
15 cm
18 cm
20 cm
höchstens ± 2 cm
13
3.2.1
unterschiedliche Anforderungen an die ...
... Ausgangsmaterialien für
Baustoffgemische
•
•
•
technisch hergestellt
korngestuft
Kornoberfläche CNR
Baustoffgemische
•
•
•
technisch hergestellt
korngestuft
Kornoberfläche C90/3
überwiegend gebrochenes Korn
Böden nach DIN 18196
•
•
/
grobkörnig (GE, GW, GI)
sandig (SE, SW, SI)
14
3.2.1
Eigenschaft
Schlagzertrümmerung
(SZ)
SZ26
SZ26
SZ30
• unterhalb der oberen 20 cm
der FSS;
• bei FSS aus Kies-Rundkorn;
• FSS nicht unmittelbare Unterlage
der gebundenen Oberbauschicht;
15
3.2.2
... möglichen Sorten von
0/2 mm, 0/4 mm, 0/5 mm, 0/8 mm
0/11 mm, 0/16 mm, 0/22 mm
0/32 mm, 0/45mm, 0/56 mm
0/63 mm
... möglichen Sorten von
0/32 mm, 0/45 mm, 0/56 mm
oder
grobkörnige oder sandige Böden
(GE, GW, GI, SE, SW,SI)
(nach DIN 18196)
16
3.2.3
... Kornverteilungen von
→ lieferantentypische Kornverteilungen
in Bayern
... Kornverteilungen von
→ typische, gleichmäßige und stetige
Kornverteilungen im Bundesgebiet
17
3.2.3
unterschiedliche Anforderungen an die Kornverteilungen von FSS
• Hersteller erklärt den typischen Wert mit der zulässigen Grenzabweichung (±)
nach DIN EN 13242 : bei 0,063 mm (± 3 %) ,bei D/2 (± 10 %) und bei D (± 5 %)
• gilt in allen Schichthöhen für mehr Gleichmäßigkeit beim Einbau und für die
Sicherstellung einer ausreichenden Tragfähigkeit mit einem Sandgehalt ≥ 15 M,.%
18
3.2.3
unterschiedliche Anforderungen an die Kornverteilungen von STS
100
Siebdurchgang in M.-%
80
Baustoffgemische für Schottertragschichten 0/56
______ Korngrößenverteilung der Probe
- -  - - Allg.: max. zulässige Bandbreite für den Siebdurchgang
- - l - - SDV: Bandbreite für den lieferantentypischen Siebdurchgang
x
S: vom Hersteller erklärter Wert
0 Toleranz für den vom Hersteller erklärten Wert
60
40
20
0
0 ,0 6 3
0 ,12 5
0 ,2 5
0 ,5
1
2
4
5,6
8
11,2
16
2 2 ,4
3 1,5
45
56
63
80
90
Korngröße in mm
Hersteller erklärt die gesamte Sieblinie an jedem Punkt und gibt somit typische Werte
für jede Korngruppe an.
19
3.2.3
unterschiedliche Anforderungen ...
... an die Kornverteilungen von Schottertragschichten – STS
Zeile
1
Baustoffgemisch
Allg
0/32 .
SDV
Allg.
2
3
0/45
0/56
SDV
Durchgang in M.-%durch das Sieb (mm) in M. - %
0,5
1
5 - 35
9 - 40
5,6
8
11,2
16
16 - 47 22 - 60
--
35 - 68
--
55 - 85
10 - 30 14 - 35 23 - 40 30 - 52
--
43 - 60
--
63 - 77
5 - 35
9 - 40
2
4
22,4
16 - 47
--
22 - 60
--
35 - 68
--
55 - 85
10 - 30 14 - 35 23 - 40
--
30 - 52
--
43 - 60
--
63 - 77
31,5
Allg.
--
5 - 35
16 - 47
--
22 - 60
--
35 - 68
--
55 - 85
SDV
--
10 - 30 14 - 35 23 - 40
--
30 - 52
--
43 - 60
--
63 - 77
9 - 40
Allg.: maximal zulässige Bandbreite des Siebdurchgangs (s. a. Anhang E)
SDV: Bandbreite des Siebdurchgangs in der der lieferantentypische Siebdurchgang liegen muss (s. a. Anhang E)
typische, gleichmäßige und stetige Kornverteilung
20
3.2.3
... an die Kornverteilungen von Schottertragschichten – STS
Baustoffgemisch
Vergleich mit dem vom Hersteller erklärten Wert (S)
Toleranzen der Durchgänge in M.-% durch die Siebe (mm)
0,5
1
2
4
5,6
8
11,2
16
0/32
5
5
 71)
8
--
8
--
8
0/45
5
5
7
--
8
--
8
--
0/56
--
5
5
7
--
8
--
8
22,4
31,5
8
8
) Bei Schottertragschichten 0/32 unter Betondecken gilt eine Toleranz von  2,5 (s.a. Tab.9).
1
21
3.2.3
... an die Kornverteilungen bei Schottertragschichten – STS
Differenz der Siebdurchgänge zwischen zwei benachbarten Sieben ist eingeengt,
d.h. → keine Ausfallkörnungen mehr möglich
Differenz der Durchgänge in M.-%
durch die Siebe (mm)
Baustoffgemisch
0,5
1/2
2/4
2/5,6
4/8
5,6/11,2
8/16
11,2/22,4
16/31,5
0/32
--
4 – 15
7 – 20
--
10 – 25
--
10 – 25
--
--
0/45
--
4 – 15
--
7 – 20
--
10 – 25
--
10 – 25
--
0/56
--
--
4 – 15
--
7 – 20
--
10 – 25
--
10 – 25
22
3.2.4
...Wasserdurchlässigkeit von
Frostschutzschichten – FSS
... ...Wasserdurchlässigkeit von
k10 > 5 ∙ 10 – 5 m/s
k10 > 5 ∙ 10 – 5 m/s
... keine Anforderung
... keine Anforderung
Sonderregelung
...für tertiäre Kiessandgemische
k10 > 5 ∙ 10 – 6 m/s
Wasserdurchlässigkeit nach DIN 18130 – 1 (Verfahren ZY-ES-ST-2)
(nach Zertrümmerungsversuch gemäß DB 918 062)
23
3.2.4
... Wasserdurchlässigkeit von tertiären Kieslagerstätten
... erhöhte FeinsandAnteile findet man
in tertiären
Kiessandgemischen ...
24
3.2.4
unterschiedliche Anforderungen an die Wasserdurchlässigkeit
Damit die geforderte Wasserdurchlässigkeit erreicht wird, wird oft der Sandanteil
verringert oder es wird ausschließlich Natursand als Sandkomponente verwendet.
Dies führt bei der Verarbeitbarkeit zu Problemen :
1. Anhebung der Oberfläche hinter der Walze und Auflockerung im oberen Bereich
2. Ausschwemmen des Sandes
25
Anmerkung :
…zur gemeinsamen Anforderungen an den … :
Eigenschaft
... Frostschutzschicht - FSS
... Schottertragschicht - STS
Der Wassergehalt von Baustoffgemischen und Böden sollte dem für
Wassergehalt den Einbau und die Verdichtung erforderlichen Wassergehalt
entsprechen.
In der Regel sollten 90 % des nach DIN EN 13286-2 bestimmten
optimalen Wassergehaltes (w opt) nicht unterschritten werden.
26
3.2.5
... an die technische Herstellung von Frostschutzschichten - FSS
Die Baustoffgemische sind so herzustellen und zu lagern, dass sie gleich
bleibende Eigenschaften aufweisen. Die Böden sind so zu gewinnen und
zu transportieren, dass die bautechnischen Eigenschaften erhalten bleiben.
27
3.2.5
... an die technische Herstellung von Schottertragschichten - STS
♦ im Zentralmischverfahren aus
♦ mindestens einer Sandkomponente,
♦ mindestens zweier Splittkomponenten
mit Größtkorn bis 32 mm,
♦ und gegebenenfalls einer Schotter
körnung mit Größtkorn über 32 mm
Im Zuständigkeitsbereich der
Straßenbauverwaltung in Bayern
ist der Nachweis darüber zu führen.
Anmerkung :
Im Zentralmischverfahren erfolgt das (Quelle : blaue Mineralbeton –“Fibel“, 1993 der Naturstein Industrie)
Vermischen der Mineralstoffe unter dosierter Wasserzugabe.
28
3.2.5
... an die technische Herstellung von Schottertragschichten - STS
29
3.2.6
... an die eingebaute Schicht nach ZTV SoB-StB
Eigenschaften
Zwischenlagerung
… so zu entladen und
auf der Baustelle einzubauen, daß keine schädliche
Entmischung eintritt …
… nicht zulässig
Fertiger
Einbaugeräte
Ebenheit
≤ 3 cm auf 4 m (ATV)
≤ 2 cm auf 4 m (ATV)
Einbaudicke
Mindesteinbaudicke
Einbaudicke - 10 %
30
3.2.6
Eigenschaft
Frostschutzschicht - FSS
1.
0/8 - 0/63 mm und
GW, GI in den oberen 20 cm
≥ 103 % in Bkl. SV, I – V
Verdichtungsgrade
DPr
2.
... Schottertragschicht - STS
≥ 103 %
≥ 100 % in Bkl. VI
3. unterhalb der oberen 20 cm
≥ 100 %
( ≥ 100 %
bei behindertem Einbau
in geschlossener Ortslage )
4. bei behindertem Einbau in
geschlossener Ortslage
31
3.2.6
Eigenschaft
Verformungsmodul
EV2
EV2 ist ein
rechnerischer Wert
aus Belastung und
Setzung einer Lastplatte, aus dem die
Tragfähigkeit des
Bodens abgeleitet
werden kann.
Frostschutzschicht - FSS
Schottertragschicht - STS
≥ 120 MN/m²
„Bauklassen“ SV, I – IV
≥ 120, 150 oder 180 MN/m²
≥ 100 MN/m²
„Bauklassen“ V – IV
sowie bei behindertem Einbau in
geschlossener Ortslage
(100 MN/m²)
Bei Rad- und Gehwegen entfällt
dieser Nachweis.
je nach Material,
Schichtdicke und
Verformungsmodul der
Unterlage
32
4.1
Güteüberwachung der verwendeten Materialien
... Nachweise vom Hersteller zu erbringen :
1.
Bei der Anlieferung von Baustoffgemischen ist die Güteüberwachung nach
TL G SoB-StB auf den Lieferscheinen anzugeben (... Lieferscheingestaltung ...)
2.
Eignungsnachweis nach TL G SoB-StB (... Prüfbericht übersenden ...)
3.
Lieferantenzulassung (... mit der OBB-Liste kontrollieren und nachweisen ...)
4.
Sortenverzeichnis ( ... erstellen ...) mit Angaben zu
- D, D/2 und Feinanteil, Art, Herkunft,
- Korngrößenverteilung mit D, D/2 und Feinanteil
- Proctordichte, optimaler Wassergehalt,
- Wasserdurchlässigkeit nach Zertrümmerungsversuch;
33
4.1
... Material aus Seitenentnahmen ... oftmals regional günstig verfügbar ...
Bei Seitenentnahmen von
1.
Böden und
2.
von Materialien aus offen gelassenen, alten Gewinnungsstätten
muss ebenfalls zwingend eine Güteüberwachung vorliegen und die
Prüfzeugnisse zur vollständig durchgeführten Güteüberwachung sollten auch
eingefordert werden.
Ein Eignungsnachweis entsprechend Abschnitt 3.2 der TL G SoB-StB 04 ist in jedem
Fall durchzuführen.
34
4.1
... Material aus mobilen Anlagen und Recyclinghöfen ... oftmals regional
günstig verfügbar ...
Bei Materialien
1.
aus mobilen Anlagen und
2.
Recyclinghöfen
muss ebenfalls zwingend eine Güteüberwachung vorliegen und die
Prüfzeugnisse zur vollständig durchgeführten Güteüberwachung sollten auch
eingefordert werden.
Ein Eignungsnachweis entsprechend Abschnitt 3.2 der TL G SoB-StB 04 ist in jedem
Fall durchzuführen.
35
4.1
... zu den Kontrollprüfungen nach ZTV SoB-StB
Die Bauämter sollten im Rahmen von Kontrollprüfungen gemäß ZTV SoB-StB
Rückstellproben am angelieferten Baustoffgemisch / Boden entnehmen
(mindestens 60 kg).
Bei Verdacht auf eine zu geringe Durchlässigkeit sind diese zu untersuchen.
Auf Grund von ....
•
•
•
•
Streuung durch die Probenahme
Streuung durch die Probeteilung
herstellungsbedingte Ungleichmäßigkeiten
Vertrauensbereich des Prüfverfahrens
...wird ein Ergebnis für die Wasserdurchlässigkeit mit k10 > 1 ∙ 10 – 5 m/s akzeptiert .
36
4.1
37
4.1
OBB - Liste „Güteüberwachte Baustoffgemische für Schichten ohne Bindemittel“
Die güteüberwachten und lieferfähigen Werke werden von der Obersten Baubehörde
im Bayerischen Staatsministerium des Innern in der Liste „Güteüberwachte
Baustoffgemische für Schichten ohne Bindemittel“ geführt.
Veröffentlichung im Internet:
x x x
Fremdüberwachung
0/32
0/22
0/16
DoB
0/11
0/56
STSuB 0/32
0/45
0/32
STS
0/56
x
0/45
x
KTS
0/32
unter geb.
Oberbau
x x x
0/63
0/56
0/45
0/32
0/22
geeignet f.
obere
20 cm
Kalkstein
0/16
Gesteinsart
0/11
Werk
0/8
UFr
Name PLZ Anschrift
FSS
0/4
Regierungsbezirk
1
Lieferfirma
0/2
Lfd.Nr.
https://www.innenministerium.bayern.de/vum/strasse/bauunderhalt/regelwerke/technischeregelwerke/index.php
TUM
38
4.2
Leistungserklärung nach EU – Normung
... für die verwendeten Gesteinskörnungen in ungebundenen Gemischen
39
4.2
Leistungserklärung nach EU – Normung
... für die hergestellten ungebundenen Baustoffgemische
Stand der Europäischen Normung zur Harmonisierung der EN 13285
„ungebundene Gemische“
Zeitplan der Umsetzung :
•
Bearbeitung technischer Kommentare bis Ende Januar 2015
•
ab Herbst 2015 formelle Abstimmung
•
Entscheidung zur Einführung evtl. Anfang 2016
•
danach Veröffentlichung im EU-Amtsblatt mit entsprechenden Übergangsfristen
•
parallel zur Harmonisierung der EN 13285 : Anpassung der TL SoB-StB
und Rückzug der TL G SoB-StB
40
5.1
jetzige Situation
Bundesautobahnen
Aus welchem Grund werden bevorzugt Frostschutzschichten in hohen
Belastungsklassen anstelle von Schottertragschichten ausgeschrieben ?
Rad- und Gehwege
Aus welchem Grund werden bevorzugt Schottertragschichten in niedrigen
Belastungsklassen anstelle von Frostschutzschichten ausgeschrieben ?
41
5.1
jetzige Situation
... ein weiteres Fallbeispiel für eine interpretierbare Ausschreibung ...
Anmerkung : Deckschichten nach TL SoB-StB besitzen Feinanteile
< 0,063 mm von 5 – 15 M.%
42
5.1
jetzige Situation
... ein weiteres Fallbeispiel für eine interpretierbare Ausschreibung ...
Anmerkung : FSS wird nicht direkt erwähnt...jedoch GW, GI ...
43
5.1
jetzige Situation
44
5.1
jetzige Situation
45
5.2
mögliche Alternative
Belastungsklassen
(Bauklassen)
Baukörper,
Schicht
... dafür
eingesetztes
Material ...
Vorteil
in allen
Belastungsklassen
Schottertragschicht
Schottertragschicht
-material
Dicke der
Asphalttragschicht
verringert sich.
(Bauklassen S, I – VI)
nach RStO 12,
Tafel 3 und 5
... preisgünstigere
Befestigung ...
46
5.2
mögliche Alternative
Belastungsklassen
(Bauklassen)
Baukörper,
Schicht
... dafür
eingesetztes
Material ...
Vorteil
Bk 100 – Bk 3,2
Frostschutzschicht
Schottertragschicht
-material
(SV,I – III)
nach RStO 12,
Tafel 1
Die Dicke der
Asphalttragschicht
bleibt bestehen.
... kontrolliertere
Qualität der
Befestigung...
Bk 1,6 – Bk 0,3
Frostschutzschicht
Schottertragschicht
-material
(IV – VI, RadGehwege)
nach RStO 12,
Tafel 1
Dicke der
Asphalttragschicht
verringert sich.
... preisgünstigere
Befestigung ...
47
Für jede Verkehrsflächenbefestigung in kontrollierter Qualität :
... mit Schottertragschicht-Materialien die Frostschutzschichten bauen ...
48
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit !
Philipp Textor 13.11.2013
Anhang
50
5.1
jetzige Situation
Bauklassen
SV, I
II
III
IV
V
VI
Rad- und Gehwege
51
5.1
bisherige Ausschreibungspraxis
52
5.1
bisherige Ausschreibungspraxis
53

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