Maintenance and Rehabilitation of Block, Slab and Large Format Slab Pavements – Revision of the Information Sheet

Prof. Dr.-Ing. M. Köhler, Detmold; Dipl.-Ing. (FH) B. Burgetsmeier, Friedberg; Dipl.-Ing. (FH) W. Schneider, Trier

Die Bauliche Erhaltung von Verkehrsflächen mit Pflasterdecken oder Plattenbelägen wird seit 2016 im „Merkblatt für die Bauliche Erhaltung von Verkehrsflächen mit Pflasterdecken oder Plattenbelägen“ beschrieben. Zusätzlich zu der bislang enthaltenen Ausführung von Pflasterdecken und Plattenbelägen in ungebundener Ausführung wurden im Rahmen einer Überarbeitung nunmehr auch die gebundene Ausführung (in Bettungsmörtel gesetzte und mit Fugenmörtel verfugte Befestigungselemente) sowie Großformatbeläge in das Merkblatt aufgenommen. In dem Merkblatt werden technische Hinweise gegeben, um die wesentlichen Schäden an Pflasterdecken sowie Platten- und Großformatbelägen zu erkennen und geeignete Maßnahmen der Baulichen Erhaltung zu ihrer Beseitigung planen und ausführen zu können. Als Grundlage dafür müssen die Zustandsmerkmale und Zustandsindikatoren mithilfe der messtechnischen und/oder visuellen Zustandserfassung ermittelt werden. Von großer Bedeutung ist die Kenntnis über Art und Ursache von Schäden und technischen Mängeln. Daraus werden die zu ergreifenden Instandhaltungs-, Instandsetzungs- und Erneuerungsmaßnahmen abgeleitet. Die Neufassung ist aktuell erschienen unter dem Titel „Merkblatt für die Bauliche Erhaltung von Verkehrsflächen mit Pflasterdecken, Platten- und Großformatbelägen sowie von Einfassungen (M BEP)“, Ausgabe 2022.

The first edition of the Information Sheet on Maintenance and Rehabilitation of Block and Slab Pavements in Unbound Con-struction was released in 2016. During a review and amendment process, new contents have been added, concerning the maintenance and rehabilitation of block and slab pavements in bound construction and pavement constructions with large format slabs. The information sheet contains numerous instructions to identify typical deterioration patterns and to choose the necessary maintenance or rehabilitation procedures within the pavement management process. For the different deterioration patterns several indications on the type and specific causes of the pavement damages are given. The revision has the title “Information Sheet on Maintenance and Rehabilitation of Block, Slab and Large Format Slab Pavements and Edgings, Edition 2022” and is recently published.

Test methods for evaluating the low-temperature behaviour of bitumen

M. Sc. M. Staschkiewicz; Prof. Dr.-Ing. M. Radenberg, Bochum

Zur Beurteilung des Kälteverhaltens von bitumenhaltigen Bindemitteln sind im deutschen Regelwerk aktuell Prüfmethoden festgeschrieben, die entweder nicht aussagekräftig (Brechpunkt nach Fraaß) oder für den Einsatz bei Kontrollprüfungen wenig praktikabel (große Probenmengen bei Untersuchungen im Biegebalkenrheometer (BBR)) sind. Mit dem Forschungsprojekt FE 07.0293/2017/EGB wurden Prüfmethoden entwickelt, die eine Charakterisierung der Eigenschaften von Straßenbaubitumen und modifizierten Bindemitteln an sehr kleinen Proben im Tieftemperaturbereich prozesssicher und mit moderatem Prüfaufwand im Dynamischen Scherrheometer (DSR) ermöglichen. Für eine schnelle Beurteilung des Kälteverhaltens im DSR mit einer 8 mm Platte-Platte-Messgeometrie kann der Scher-Relaxationsversuch empfohlen werden, für den der Kennwert Relaxationsviskosität λRel empfohlen wird, der an 72 Bindemitteln unterschiedlichster Art und Alterungsstufe ermittelt wurde. Mit gleicher Probenanzahl wurde eine Prüfung mit der 4 mm Platte-Platte-Geometrie im Oszillationsmodus (frequenz- und temperaturvariabel) durchgeführt, die zwar einen höheren Zeitaufwand erfordert, dafür aber ein komplexeres Bild der rheologischen Eigenschaften der Bindemittel im Tieftemperaturbereich liefert. Mit beiden Prüfverfahren wurden gute bis sehr gute Korrelation zu den Ergebnissen von Untersuchungen im BBR nachgewiesen.

For the evaluation of the behaviour of bituminous binders, the German regulations currently stipulate test methods that are either not meaningful (Fraaß breaking point) or not very practical for use in control tests (large sample quantities for tests in the bending beam rheometer (BBR)). With the research project FE 07.0293/2017/EGB, test methods were developed that allow characterisation of the properties of bitumen and modified bitumen on very small samples in the low-temperature range in a process-safe manner and with moderate testing effort in the Dynamic Shear Rheometer (DSR). For a quick evaluation of the low-temperature behaviour in the DSR with an 8 mm plate-plate geometry, the shear relaxation test can be recommended, for which the characteristic value relaxation viscosity λRel is suggested, which was determined on 72 binders of different types and ageing stages. With the same number of samples, a test was carried out with the 4 mm plate-plate geometry in oscillation mode (variable frequency and temperature), which requires more time but provides a more complex picture of the rheological properties of the binders in the low temperature range. With both test methods, good or very good correlation to the results of investigations in the BBR was demonstrated.

The new guidelines for road drainage in Germany – REwS

Dr. U. Kasting, Berlin; Dr. B. Kocher, Bergisch Gladbach; OBR‘in Dipl.-Ing. I. Kolks, Krefeld J. Roth, Berlin

Der Klimawandel bedingte in den letzten Jahren eine steigende Anzahl der Sommertage (Tage mit einem Tagesmaximum der Lufttemperatur ≥ 25 °C) und insbesondere eine steigende Anzahl heißer Tage (Tage mit einem Tagesmaximum der Lufttemperatur ≥ 30 °C), welche zum Teil hintereinander in unterschiedlich langen Hitzewellen auftraten und während denen auch in der Nacht keine deutliche Abkühlung stattfand. Auf der Straße haben die sehr heißen Sommerperioden der vergangenen Jahre und hier insbesondere in den Sommern 2019 und 2020 bundesweit teilweise zu nicht unerheblichen Verformungen in Asphaltbefestigungen in Form von Spurrinnenbildung sowohl an Brückenbelägen als auch auf der freien Strecke geführt. Aus diesem Grund gab die Bundesanstalt für Straßenwesen in Abstimmung mit dem BMVI eine projektvorbereitende Studie in Auftrag, in der Erkenntnisse und Erfahrungen von verschiedenen Baumaßnahmen ausgewertet wurden. Als besonders anfällig für Spurrinnenbildungen haben sich dabei Bereiche mit einer baustellenbedingten, eingeengten Verkehrsführung und aufkommensbedingt ausgeprägtem Rückstau von Lkw auf den Hauptfahrstreifen vor den Baustellen erwiesen, wenn die Fahrbahn auch noch bei einer Ost-West-Ausrichtung aus südlicher Richtung bei Sonnenschein über den gesamten Tag nahezu ungehindert erwärmt werden kann. Sofern sich im Bereich von baustellenbedingten Verkehrsführungen auch noch Anschlussstellen befinden, sind infolge der Aus- und Einfädelungsvorgänge vermehrt weitere Brems- und Beschleunigungsvorgänge zu beobachten, welche sich bei einem bereits beeinträchtigten Verkehr nach Beobachtungen in der Praxis zum Teil noch ausgeprägter negativ auf den Verkehrsfluss auswirken. Aus diesen Rahmenbedingungen lässt sich der bisher im Technischen Regelwerk noch nicht bekannte neue Lastfall „besonders hohe Beanspruchungen“ ableiten. In Kenntnis dieser neuen Grundlage werden auf Basis der Ergebnisse von auf zwei Brückenbauwerken im Sommer 2020 und im Winter 2020/21 durchgeführten Temperaturmessungen und Bitumen- sowie Asphaltuntersuchungen Empfehlungen für vorläufige Maßnahmen zur Vermeidung von Verformungen im Asphalt in Verkehrsflächen mit besonders hohen Beanspruchungen vorgestellt. Diese Empfehlungen betreffen nicht nur den Walzasphalt, sondern insbesondere auch den Gussasphalt, und zwar sowohl im Hinblick auf die Auswahl zweckmäßiger Bauweisen in Verbindung mit geeigneten Maßnahmen vor, während und nach der Ausführung als auch in Bezug auf die künftig im Rahmen des Nachweises der Eignung einer Asphaltzusammensetzung durchzuführenden Untersuchungen. Hierzu zählen Untersuchungen zum rheologischen Verhalten des zur Verwendung kommenden Bitumens und am Füller-Bitumen-Gemisch (Mastix) im Dynamischen Scherrheometer mit Blick auf den gesamten Lebenszyklus und eine Erhöhung der Temperatur für die Durchführung von Prüfungen zur Bestimmung der Verformungsbeständigkeit des Asphalts. Ferner werden natürlich auch erste erfahrungsbasierte Vorschläge für Anforderungen an die Ergebnisse dieser Versuche gegeben.

Climate changes and their effects are becoming increasingly recognizable. In order to counteract the effects, possible fields of action can be differentiated according to the extent to which, on the one hand, the consequences for the infrastructure can be reduced or the infrastructure can be adapted to the new boundary conditions. On the other hand, suitable measures should be taken to try to significantly reduce greenhouse gas emissions. Public infrastructure plays the central role in the functioning and organization of our daily lives and will continue to do so in the future. Certainly, some of the boundary conditions and requirements for infrastructure will be different than they are today. From the authors' point of view, it is a little surprising that, while building construction is assigned an important role in the fields of action for reducing CO2 emissions, public transport infrastructure receives hardly any mention. Yet many traffic facilities are getting on in years and will have to be renewed in the next few years. At the sa Climate changes and their effects are becoming increasingly recognizable. In order to counteract the effects, possible fields of action can be differentiated according to the extent to which, on the one hand, the consequences for the infrastructure can be reduced or the infrastructure can be adapted to the new boundary conditions. On the other hand, suitable measures should be taken to try to significantly reduce greenhouse gas emissions. Public infrastructure plays the central role in the functioning and organization of our daily lives and will continue to do so in the future. Certainly, some of the boundary conditions and requirements for infrastructure will be different than they are today. From the authors' point of view, it is a little surprising that, while building construction is assigned an important role in the fields of action for reducing CO2 emissions, public transport infrastructure receives hardly any mention. Yet many traffic facilities are getting on in years and will have to be renewed in the next few years. At the same time, the younger traffic facilities must be maintained in such a way that they will reach their intended service life. Consequently, there is a very large potential here for reducing CO2 emissions. Since the development and introduction of innovations can take many years and, consequently, the effectiveness of innovation would only be effective with a delay, the authors have investigated the question of what can already be achieved today with existing technologies in the reduction of CO2 emissions in asphalt road construction. To this end, starting with laboratory tests on bituminous binders and different asphalt variants through to implemented road construction projects, various test programmes have been implemented, the results of which will be reported here in two parts. The first part focuses in particular on the Osthofstraße pilot road from 2021, which is described with regard to the implementation of different warm asphalt construction methods with granulated asphalt, from the preparation measures to the evaluation of the control tests.