Anforderung der Tragschichten von Pflasterflächen

Der Zweck der Tragschichten besteht in der Verteilung der Verkehrslasten aus der Pflasterdecke und der Ableitung in den Untergrund. Die Anforderung an Tragschichten ist eine ausreichende Wasserdurchlässigkeit (Versickerung von Oberflächenwasser), weiterhin dürfen sie sich aufgrund der Lasten nicht dauerhaft verformen.


Die verwendeten Baumaterialien müssen den technischen Anforderungen entsprechen.


Als Grundlage für Planung, Ausschreibung und Ausführung von Verkehrsflächen gelten in erster Linie folgende Verordnungen und Vorschriften:


  • ATV DIN 18315 Verkehrswegebauarbeiten, Oberbauschichten ohne Bindemittel
  • ATV DIN 18316 Verkehrswegebauarbeiten, Oberbauschichten mit hydraulischen Bindemitteln
  • ATV DIN 18317 Verkehrswegebauarbeiten, Oberbauschichten aus Asphalt


Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Schichten ohne Bindemittel im Straßenbau (ZTV SoB-StB)

Merkblatt für die Herstellung von Trag- und Deckschichten ohne Bindemittel

Merkblatt für wasserdurchlässige Asphaltbefestigungen (M WDA, z. Zt. im Entwurf)

Merkblatt für Dränbetontragschichten


Klassifizierung von Tragschichten:


  • ungebundene Tragschichten (ohne Bindemittel)
  • gebundene Tragschichten (mit hydraulischen Bindemitteln, Asphalttragschichten)
  • Ungebundene Tragschichten eignen sich aufgrund ihrer Durchlässigkeit in erster Linie für Pflasterdecken. Die Ausführung kann mit Gemischen der Körnungen 0/32 oder 0/45 erfolgen, geeignet sind Kies, Sand, Schotter oder Split.


Alle geeigneten ungebundenen Tragschichten sind in der ZTV SoB-StB aufgeführt.

Neben dieser grundsätzlichen Einteilung werden die Tragschichten wie folgt unterschieden:

  • Schichten aus frostunempfindlichen Materialien (SfM)

                    Nach Abschnitt 2.2, ZTV SoB-StB und TL SoB-StB.

                    Geeignete Böden bzw. Bodengruppen (GE, GW, GI, SW, SI) sind in der                     DIN 18196 aufgeführt.

  • Frostschutzschichten (FSS)

                    Schichten aus frostunempfindlichen Böden und Baustoffgemischen                       (Abschnitt 2.2, ZTV SoB-StB und TL SoB-StB)

  • Kiestragschichten (KTS) / Schottertragschichten (STS)

                    Definition nach Abschn. 2.3, ZTV SoB-StB, TL SoB-StB. Für die                                   Herstellung werden korngestufte, rundkörnige (KTS) oder              

                    gebrochene (STS) Gemische verwendet.

Damit das Oberflächenwasser versickern kann, ohne Schäden an den einzelnen Schichten zu verursachen, muss eine Filterstabilität hergestellt werden. Ist dies aufgrund der örtlichen Gegebenheiten nicht möglich, wird als Trennlage Geotextil eingebaut, alternativ kann die sogenannte Sieblinie (Kornzusammensetzung) verändert werden.

Die Anforderungen an Tragschichten ohne Bindemittel laut TL SoB-StB müssen erfüllt werden.

Zusätzlich zu den Anforderungen, die in den Regelwerken ZTV SoB-StB und TL SoB-StB festgeschrieben sind, sollten folgende Punkte beachtet werden:

Schottertragschichten gewährleisten eine höhere Verformungsbeständigkeit und sind deshalb den Kiestragschichten vorzuziehen.

Während des Einbaus müssen Entmischungen vermieden werden. Dies ist gewährleistet, wenn die maximale Korngröße von 45 mm nicht überschritten wird.

Der Feinanteil, das heißt der Korndurchmesser kleiner als 0,063 mm, soll im Einbauzustand 5 Masseprozent nicht überschreiten. Dies sichert die Wasserdurchlässigkeit sowie die Frostsicherheit der Schichten.

Für die verwendeten Gemische gibt es folgende Empfehlungen:

Die verwendeten, natürlichen Korngrößen sollten im unteren Bereich der gewählten Sieblinie (Grenzsieblinie) angesiedelt sein. Die Sieblinienbereiche sind in der TL SoB-StB und der ZTV SoB-StB festgelegt.

Als Unförmigkeitszahl ist U =13 festzulegen.

Kornzertrümmerungen und Kornverfeinerungen während des Einbaus lassen sich dadurch verhindern, dass der Zertrümmerungswiderstand des Gesteins entsprechend hoch ist.

Der sogenannte Los-Angeles-Wert (LA) sollte gleich 25 sein, alternativ kann der Schlagzertrümmerungswert von SZp=22 angesetzt werden. Diese Werte ergänzen die Angaben in der TL SoB-StB.

Bei der Herstellung der einzelnen Tragschichten muss der Wassergehalt beachtet werden.

Die Proctorkurve, die im Labor ermittelt wird, gibt darüber Auskunft. So ist eine ordnungsgemäße Verarbeitung und Verdichtung des Materials gesichert. Bei Regen müssen die bereits eingebrachten Schichten geschützt werden, damit es nicht zu Ausspülungen kommt. Andererseits muss das Material bei heißem und trockenem Wetter gewässert werden. 


Verdichtung
An den Verdichtungsgrad (Dpr) für Baustoffgemische für die Erstellung einer Frostschutzschicht werden Anforderungen gestellt, die in den ZTV SoB-StB formuliert werden. (z.B. Für Kies- und Schottertragschichten gilt: Dpr = 103%)


Planer Einbau
Einer der wichtigsten Grundvoraussetzung einer Tragschicht ist die Ebenheit der Oberfläche. Vorhandene Unebenheiten werden an die Pflasterfläche weitergegeben.

Damit es nicht zu Beeinträchtigungen in der Funktion kommt, gilt folgende Regel: Abweichungen von der Sollhöhe dürfen pro 4 m Strecke maximal 2 cm nach oben oder unten betragen.

Die Mittelwerte für Einbaudicke und –gewicht dürfen um maximal 10 Prozent unterschritten werden; für Einzeldicken ist eine Unterschreitung von höchstens 3,5 cm zulässig (ZTV SoB-StB). 

Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln
Damit beim Aufbau einer Pflasterfläche in ungebundener Bauweise gearbeitet werden kann, sollten auch die Tragschichten vorzugsweise als ungebundene Schichten hergestellt werden.

Werden hydraulische Bindemittel verwendet, sind die Vorschriften im Merkblatt für Drainbetontragschichten geregelt. Ursprünglich wurden Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln unterhalb von Betonfahrflächen eingebaut. Aus diesem Grund sind die Schichten auf geringere mechanische Belastungen ausgelegt als sie unter Pflasterdecken entstehen. Eine Tragschicht mit hydraulischen Bindemitteln sollte unterhalb von Pflasterflächen eine höhere Festigkeit aufweisen. 

Die Anforderungen sind in der ZTV Beton-StB festgelegt, zusätzlich sollten folgende Anforderungen berücksichtigt, vertraglich festgelegt und auch nachgewiesen werden:

Hohlraumgehalt mindestens 15 Volumenprozent

Kf = 5,4 *10-5 m/s (Wasserdurchlässigkeitsbeiwert)

Die mittlere Druckfestigkeit von drei Probekörpern nach 28 Tagen sollte 2,2 N/mm2 betragen (Zylinder mit d = 150 mm; h/d = 1; alternativ Würfel mit s = 200 mm)

Die mittlere Biegezugfestigkeit von drei Probekörpern sollte nach 28 Tagen 3,5 N/mm2 betragen (Balken mit 700mm * 150 mm * 100 mm)

Die offenporige Struktur des verwendeten Drainbetons ist beim Einbau sowie bei der Verdichtung zu erhalten. Die erforderlichen Parameter wie zum Beispiel die Schütthöhen oder die benötigten Verdichtungsdurchgänge ermittelt man optimalerweise mit einem Probeeinbau.


Drainbetontragschichten haben zum einen eine Struktur mit vielen Hohlräumen, zum anderen werden sie in der Regel in ungebundene Fugungs- und Bettungsmaterialien eingebracht. Aus diesem Grund ist eine Filterstabilität kaum oder gar nicht vorhanden: Das lose Bettungsmaterial rieselt in die Drainbetonschicht hinein und verstopft die Kapillaren. Dies lässt sich verhindern, indem die beiden Schichten durch ein Filtervlies getrennt werden. 

Asphalttragschichten
Auch Asphalttragschichten sollten wasserdurchlässig sein. Im Grundsatz müssen die Anforderungen nach ZTV StB erfüllt sein, in Zukunft wird es ein „Merkblatt für wasserdurchlässige Asphaltbefestigungen“ (M WDA) geben, in dem Angaben zu Baustoffzusammensetzung, Einbau und Prüfung gemacht sind. Bis dieses neue Merkblatt publiziert wird, gelten die Vorschriften des „Merkblattes für wasserdurchlässige Befestigungen von Verkehrsflächen“.