Flächenbefestigungen

Verkehrsflächen mit Betonpflastersteinen

Anleitung für die Befestigung von Verkehrsflächen mit
Betonpflastersteinen

Die Verwendung von Betonpflastersteinen zur Befestigung von
Straßen, Wegen und Plätzen sowie auch von Industrieflächen
nimmt weltweit ständig zu. Durch die große Variabilität hinsichtlich Farbgebung, Form, Oberflächenstruktur und Verlegemuster ergibt sich eine Vielfalt von Gestaltungsmöglichkeiten. Die Befestigung mit Pflastersteinen ist eine der ältesten Bauweisen, deren Anwendung heute durch neue umfassende Forschungsarbeiten, Untersuchungsergebnisse und praktische Erfahrungen abgesichert ist.

Die Bemessung des Straßenoberbaues mit Betonpflastersteinen
ist auf die zu erwartende Verkehrsbelastung und die vorhandene
Tragfähigkeit der Unterlage abzustimmen, um eine ausreichende
Gesamttragfähigkeit während der vorgesehenen Lebensdauer
sicherzustellen. Erst dadurch kann der Vorteil der üblicherweise
geringen Erhaltungskosten von Pflasterdecken voll zur Geltung
kommen.

Eine technisch richtige Ausführung des Oberbaues ermöglicht
auch die einfache Wiederherstellung der Pflasterbefestigung nach Aufgrabungen für Versorgungsleitungen usw. Dies ist besonders für den städtischen bzw. innerörtlichen Bereich von großer Bedeutung.

Die Widerstandsfähigkeit von Betonpflastersteinen gegen
Treibstoff, Öl, Fett und Tausalzeinwirkung ermöglicht zusätzlich eine Anwendung für Spezialfälle (z.b. Tankstellenbereiche). Bei Pflasterbefestigungen können ungebundene und/oder gebundene Tragschichten angewendet werden.

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Für die Befestigung mit Betonpflastersteinen kommen u.a. folgende Anwendungsbereiche in Betracht:

• Erschließungs-, Wohn- und Siedlungsstraßen
• Haltebuchten bei Autobusstationen
• Fahr- und Haltestreifen in Busbahnhöfen
• Parkplätze, Rastplätze
• Tankstellenbereiche
• Befahrbare Gleiskörper von Schienenfahrzeugen und   Bahnsteigbereiche
• Industrieflächen, Hafenstraßen
• Ländliche Straßen und Wege
• Radwege, Gehwege
• Fußgängerzonen (mit oder ohne Ladeverkehr)
• Gestaltete Plätze
• Einfahrten, Hofflächen, Abstellplätze

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Zeichnung: Oberbau mit Pflasterdecke, schematisch

(die in Klammer gesetzten Begriffe sind umgangsprachlich
gebräuchlich)

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Tragschichten, Anforderungen bei Pflasterbefestigungen können ungebundene und/oder gebundene Tragschichten angewendet werden. Ungebundene untere Tragschichten (Frostschutzschichten) und ungebundene obere Tragschichten (Rund- oder Kantkörnungen, zentralgemischte Kantkörnungen) müssen den Anforderungen gemäß RVS 8S.05.11entsprechen. Diese Anforderungen beziehen sich in erster Linie auf die Frostsicherheit, die Sieblinie und die ausreichende Verdichtung bzw. Tragfähigkeit (siehe Tabelle 1) Bei Aufbauten für sehr schwache Verkehrsbelastung kann auf die Unterscheidung zwischen oberer und unterer ungebundener Tragschicht verzichtet werden, wobei dann die Verdichtungsanforderungen an die untere ungebundene Tragschicht gelten.

Die verwendeten Pflastersteine müssen hinsichtlich Frost-tausalzbeständigkeit den Anforderungen der Önorm B 3306 entsprechen. Hinsichtlich Abschleifverlust und Spaltzugfestigkeit gelten die Anforderungen gemäß ÖNORM B 3258.

Die Steinform übt einen wesentlichen Einfluß auf die Stein-
festigkeit der Pflasterdecke und damit auch auf die Tragfähigkeit bzw. Lebensdauer der Gesamtbefestigung aus. Es werden z.B. Quadrat-, Rechteck- oder Sechseckpflastersteine sowie zahlreiche Arten von Verbundpflastersteinen unterschieden.

Verbundpflastersteine bewirken durch ihre besondere Formgebung einen Verbund der Steine untereinander und verhindern dadurch ein Loslösen von Einzelsteinen durch die Einwirkung von Verkehrslasten. Der Unterschied zwischen rechteckigen und verzahnten Steinen (Verbundsteinen) kommt somit nicht nur bei vertikaler Belastung, sondern verstärkt auch bei horizontalen Kräften (Kurvenbereiche, Brems- oder Beschleunigungsvorgänge, Kreuzungs- oder Einmündungsbereiche, Steigungsstrecken) bzw. unter drehenden Rädern zum Ausdruck.Die Steindicke hat ebenfalls Einfluß auf die Tragfähigkeit derGesamtbefestigung. Für die meisten Anwendungsgebiete reichen Steindicken von 6 cm bis 8 cm aus, da es in der Regel wirtschaftlicher ist, die sich aus der Belastung ergebenden Anforderungen bei der Auswahl und Bemessung der Tragschichten zu berücksichtigen. Nur bei Verkehrsflächen mit besonders schwerer Belastung (z.B. spurfahrendem und/oder langsamfahrendem Schwerverkehr, Containerflächen, starke Horizontalbeanspruchungen) kann der Einsatz von 10 cm dicken Pflastersteinen vorteilhaft sein.

Eine neue Pflasterbefestigung zeigt auch bei Verbundsteinen hinsichtlich Lastverteilung zunächst ein "Einzelsteinverhalten". Erst ab einer gewissen Anzahl von Lastübergängen (ca. 10.000 Lastwechsel) tritt die erforderliche Verspannung und damit die Verbundwirkung ein. Erst ab diesem Zeitpunkt kommt auch der Steindicke ein größerer Einfluß auf das Tragverhalten zu.

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Ermittlung der Verkehrsbelastung

Für die Oberbaubemessung ist ausschließlich der Lastverkehr maßgebend, der PKW-Verkehr kann vernachlässigt werden. In Abhängigkeit von der stattfindenden Verkehrsbelastung werden fünf Lastklassen unterschieden. Die Lastklassenbezeichnung stimmt einerseits mit der Einteilung der RVS 3,63 überein (Lastklasse III bis V), andererseits erfolgt eine entsprechende Erweiterung (VI und VII). Für die Einordnung in eine bestimmte Lastklasse ist die Verkehrsbelastung auf dem höchstbelasteten Bereich der Verkehrsfläche (Fahrstreifen) maßgebend. Für die Ermittlung dieser maßgebenden Verkehrsbelastung sind die folgenden Möglichkeiten a bis c gegeben.

Weist das maßgegebene LKW-Kollektiv einen überproportional
hohen Anteil an Schwerlastfahrzeugen auf oder sind lokale Schwerverkehrserreger vorhanden, kann die Ermittlung der Fahrzeugarten und Achslasten mit einer Abschätzung der Fahrtenzahlen pro Tag auf dem höchstbelasteten Fahrstreifen erforderlich sein, damit eine fahrzeugbezogeneUmrechnung auf Normlastwechsel erfolgen kann. Aus Tabelle 4 können Richtwerte für diese Umrechnung von Fahrzeugübergängen auf Normlastwechsel entnommen werden (Fahrzeug-Äquivalenzfaktor).

Die Zahl der Bemessungsnormlastwechsel errechnet sich
aus

BNLW =

i

(FZi • ÄFi) • d • n • S

mit FZ_i = Zahl der Fahrten des Fahrzeuges _i pro Tag

ÄF_i = Fahrzeugäquivalenzfaktor des Fahrzeuges_i NLW
pro Fahrt

d = Anzahl der maßgebenden Tage pro Jahr
n = Bemessungslebensdauer in Jahren
S = Spurvariationsfaktor

0,75 bei Fahrstreifenbreite > 3,5 m
0,90 bei Fahrstreifenbreite 3,0 m bis 3,5 m
1,00 bei Fahrstreifenbreite < 3,0 m

Ein erwarteter Zuwachs des Verkehrsaufkommens kann entweder durch den Ansatz einer entsprechend höheren
Fahrtenzahl FZ_i oder über einen Zuwachsfaktor gemäß RVS
3.63 berücksichtigt werden.

Da in der Bautypentafel (Bild 4) von einer gleichmäßig über das Jahr verteilten Belastung ausgegangen wird, darf eine ungleichmäßig verteilte Gesamtbelastung mit Belastungsspitzen in der Frühjahrsperiode nicht als Eingangsgröße herangezogen werden. In diesem Fall muß fiktiv davon ausgegangen werden, daß die während der Belastungsspitze im Frühjahr aufgetretene Belastung in gleicher Höhe das ganze Jahr über stattfindet. Damit ergibt sich eine wesentlich größere maßgebende Verkehrsbelastung (Bemessungsverkehrsbelastung) als Eingangswert.

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Standardaufbauten mit Pflasterbefestigungen

In Bild 4 sind analog zur Methodik der RVS 3.63 Stand-
artaufbauten für Fahrbahnen mit Pflasterbefestigung dargestellt. Dabei wurde von folgenden Grundgrößen augegangen:

Untergrundtragfähigkeit:
E_v1,UP > 35 MN/m² (analog RVS 3.63). Wird auf dem Unterbauplanum trotz ausreichender Verdichtung nur ein
E_v1-Wert von 25 MN/m² erreicht, der grundsätzlich den Anforderungen der RVS 8.24 entspräche (siehe Tabelle 1), kann das Tragfähigkeitsniveau im Regelfall durch Aufbringen von ca. 15 cm Tragschichtmaterial (Unterbettung) auf den Eingangswert von E_v1 = 35 MN/m² angehoben werden. Andernfalls sind andere Maßnahmen zur Sicherstellung der geforderten Mindestragfähigkeit notwendig (Bodenauswechslung, Stabilisierung).

Verkehrsbelastung: Die Verkehrsbelastung wird durch die
Ermittlung der Bemessungsnormlastwechsel (BNLW) bzw.
die Zuordnung zu einer Lastklase gemäß Punkt 2.3.1
berücksichtigt.

Bautypen: Es werden drei Bautypen unterschieden. Die dabei
verwendeten Materialien müssen den Anforderungen der
entsprechenden RVS genügen.

Bautype 1P: Pflasterdecke auf bituminöser Tragschicht und (oberer und unterer) ungebundener Tragschicht.

Bautype 2P: Pflasterdecke auf ungebundener (oberer und unterer) Tragschicht.

Bautype 3P: Pflasterdecke auf zementstabilisierter Tragschicht.

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Hinweise zur Anwendung der Bautypentafeln

Die Angaben für Lastklasse III und IV gelten für Verkehrsflächen mit größerer Verkehrsbelastung im Ortsbereich. Hierfür ist der besonders belastbare Ankerverbundstein geeignet. Schwer belastete Industrieflächen werden in der Regel durch Lastklasse III abgedeckt. Treten extrem hohe Rad- oder Punktlasten auf (z.B. Container-Stapler, Abstützungen) sind gesonderte analytische Bemessungsberechnungen durchzuführen.

Aus wirtschaftlichen Überlegungen wird Bautype 1P (Pflaster-
decke auf bituminöser und ungebundener Tragschicht) für die Lastklassen V bis VI nicht vorgesehen.

Die Dickenfestlegungen für zementstabilisierte Tragschichten
in der Bemessungstabelle (Bild 4) gelten für Schichten,
die im Zentralmischverfahren hergestellt und mit dem Fertiger
oder Grader eingebaut werden.

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Die Pflastersteine werden in der Regel in einem Pflasterbett verlegt, dessen Oberfläche mit der gleichen geforderten Quer-
neigung und dem gleichen geforderten Genauigkeitsgrad wie die Pflasteroberfläche hergestellt werden muß.

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Unterlage

Der möglichst hohen Tragfähigkeit der ungebundenen Trag-
schichten kommt im Hinblick auf ihre Funktion als Unterlage für die darüberliegenden bituminösen oder zementstabilisierte Trag-
schicht bzw. Pflasterdecke eine große Bedeutung zu. Wichtig ist der Einbau in nicht zu dicken Lagen (ca. 15 cm bis 20 cm) und die ausreichende Verdichtung.

Die projektsgemäße Höhenlage und die entsprechende Ebenheit ist verstärkt zu berücksichtigen und auch zu prüfen. Ein Aus-
gleich vorhandener Unebenheiten bzw. Mulden in der Unterlage durch den darüberliegenden Bettungssand (bzw. Splittbett) ist jedenfalls zu vermeiden, da dadurch lokale Setzungen im Pflaster praktisch vorprogrammiert werden. Die Tragschichten müssen genügend breit ausgeführt werden, um eine ausreichende Unterlage für die seitlichen Randeinfassungen zu bilden. Ein zu schwerer bzw. spurfahrender Baustellenverkehr auf den Tragschichten, besonders auf den gebundenen Tragschichten,
sollte hintangehalten werden, um eine Überbeanspruchung dieser
Schichten in dieser Zwischenausbaustufe zu vermeiden.

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Bettung

Der richtigen Wahl und Einbringung der Pflasterbettung kommt große Bedeutung im Hinblick auf das Gebrauchsverhalten zu, da ein erheblicher Anteil der verkehrsbedingten Verformungen von Pflasterdecken der Verformung des Bettungssandes zuzuschreiben ist. Es ist zweckmäßig, für die Pflasterbettung Splitt 2/5 mm in einer Dicke von ca. 30 mm (in verdichtetem Zustand) vorzusehen. Größere Dicken führen zu bleibenden Verformungen unter Verkehr, geringere Dicken erschweren die Ausbildung des erwünschten Verbundes zwischen den einzelnen Pflastersteinen. Die Herstellung des Pflasterbettes kann auch mittels Fertiger erfolgen. Die dadurch erzielte Verdichtung der Unterlage ist von Vorteil. Das Betreten des fertigen Pflasterbettes ist jedenfalls zu vermeiden.

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Verlegung

Die Pflastersteine werden fluchtgerecht und an den Fugen höhengleich im entsprechenden Verband auf das vorbereitete Pflasterbett verlegt. Bei Verbundpflastersteinen sind gegebenenfalls besondere Verlegeanweisungen der Hersteller zu beachten. Es kann zweckmäßig sein, den erforderlichen Abstand der Randeinfassungen durch Auslegen einzelner Steinzeilen vorher zu ermitteln. Die Pflastersteine werden von der bereits verlegten Fläche aus (vor Kopf) verlegt und abgerüttelt. Bei größeren Flächen ist die maschinelle Verlegung (Verlegekarren, Verlegemaschine) von Vorteil. Dabei muß die Palettengröße auf das Verlegegerät abgestimmt sein.

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Fugenfüllung

Zur Fugenverfüllung wird feines, möglichst scharfkantiges Material verwendet. Es kommt in der Regel Fugensand 0/2 mm bis 0/3 mm mit wenig Feinanteil zur Anwendung, der in die Fugen eingebürstet wird. Um eine optimale Füllung zu erreichen, sollen dabei sowohl Steine als auch der Fugensand möglichst trocken sein. Die Fugenbreite beträgt 3 mm bis 5 mm. Das Schließen der Fuge sollte kontinuierlich mit dem Fortschreiten des Verlegens erfolgen.

Nach dem Schließen der Fugen ist die Pflasterdecke gleichmäßig von den Rändern beginnend zur Mitte hin bis zur Standfestigkeit abzurütteln. Dazu sollten Rüttelgeräte, deren Bodenplatte mit Kunststoff versehen ist, eingesetzt werden. Nach dem Abrütteln werden die Fugen wiederum vollständig gefüllt. Dazu wird Fugensand auf der Fläche verteilt und eingebürstet.

Werden die Pflasterfugen mit Fugenvergußmassen vergossen, sind Fugenbreiten von mindestens 8 mm einzuhalten. Auch in diesem Fall ist es erforderlich, die Fugen vor dem Abrütteln mit Sand auszufüllen und vor dem Vergießen mindestens 30 mm tief freizumachen. Die Verkehrsfreigabe kann unmittelbar nach Abschluß der Herstellungsabreiten erfolgen.

Wichtig:
Bei versickerfähigen Pflasterflächen (z.B.: SICKERDRAIN)
hat die Fugenverfüllung mit einem Splitt (Korngröße 2/5 mm) zu erfolgen.

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x) muss dränagierend sein. Drainasphalt lt. Tabelle oder besser Pflaster-Drainbeton mit mind. 15 cm Stärke.

1) Bei besonders schweren Belastungen wie z.B. Containerflächen mit punktförmiger oder hoher Schub -bzw. starker Horizontalbeanspruchung kann der Einsatz von 10 cm dicken UNI-, COLOC- oder Ankerverbund - Pflastersteinen vorteilhaft sein.

2) oder Platten > 8 cm

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