Weak rock as an earthwork material – Innovations in road construction standards

Dipl.-Ing. T. Baumgärtel; Dipl.-Ing. P. Möller, München
Dipl.-Geol. M. Bürger, Bergisch Gladbach

Im Jahr 2021 erschien das „Merkblatt über veränderlich feste Gesteine als Erdbaustoff“ (M vfG), das von zehn Mitarbeitenden des FGSV-Arbeitskreises AK 5.1.5 „Veränderlich feste Gesteine“ ab 2014 erarbeitet wurde. Im Merkblatt werden die erdbautechnischen Aspekte veränderlich fester Gesteine zur Verwendung als Erdbaustoff thematisiert. Bisher gab es im straßenbautechnischen Regelwerk für den Umgang mit veränderlich festen Gesteinen keine hinreichenden Empfehlungen. Mit den Angaben im M vfG zur Erkundung und Probenahme, zu Untersuchungs- und Klassifikationsmethoden, Einsatzmöglichkeiten sowie zu erdbautechnischen Anforderungen und zur Bauausführung werden Planern, Straßenbaulastträgern und Bauausführenden nun grundlegende Hinweise und Empfehlungen für die Praxis gegeben. Zur Klassifikation der veränderlichen Festigkeit ist nach den ZTV E-StB der Siebtrommelversuch nach den TP BF-StB Teil C 20 vorgesehen. In der Praxis hat sich zur Klassifikation der Zerfallsneigung von Gesteinen auch das kombinierte Befeuchtungs-Trocknungs-Verfahren mit Kristallisationsversuch, welches von Nickmann (2009) entwickelt wurde, etabliert. Dieser Laborversuch wurde in das M vfG aufgenommen, ist aber nicht in einem Regelwerk erfasst. Die Notwendigkeit der Regelung wurde nicht nur vom AK 5.1.5 der FGSV, sondern auch vom Arbeitskreis AK 3.3 „Versuchstechnik Fels“ der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e. V. erkannt. Aktuell wird hierzu vom AK 3.3 der DGGT in Zusammenarbeit mit dem AK 5.1.5 die Empfehlung Nr. 27 erarbeitet, die dann in die „Technischen Prüfvorschriften für Boden und Fels im Straßenbau“ übernommen werden kann. Mit der DIN EN 17542-1 „Erdarbeiten – Geotechnische Laborversuche – Teil 1: Prüfung der Abbaubarkeit“ ist im Jahr 2022 eine Norm zur Bestimmung des „Veränderlichkeitskoeffizienten“ von Felsmaterial erschienen. Es sind zwei Verfahren aus der französischen und spanischen Normung aufgenommen, die zur Klassifizierung von Materialien für Erdarbeiten verwendet werden. Die beiden Verfahren sind nicht äquivalent.In diesen Untersuchungen werden Gesteinsproben untersucht, deren Korngrößenverteilungen mehrere Kornklassen umfassen können. Dies unterscheidet sich von den Untersuchungen nach den TP BF-StB Teil C 20 und der zukünftigen Empfehlung Nr. 27 der DGGT, in denen Probestücke mit nahezu gleicher Größe bzw. nur ein Probestück untersucht werden..

In 2021, the "Merkblatt über veränderlich feste Gesteine als Erdbaustoff" (M vfG) was published, which was developed by ten members of the FGSV working group AK 5.1.5 "Veränderlich feste Gesteine" from 2014. The technical note deals with the earthwork aspects of weak rock for use as an earthworks material. Previously, there were no adequate recommendations in the road construction regulations for dealing with weak rock. The information in the M vfG on exploration and sampling, on investigation and classification methods as well as on possible applications, earthworks requirements and construction work now provides planners, road authorities and contractors with basic information and recommendations for practical use. For the classification of variable strength, the ZTV E-StB stipulates the slake durability test in accordance with TP BF-StB Part C 20. In practice, the combined wetting-drying test with crystallization test, which was developed by Nickmann (2009), has also become established for classifying the slaking durability of rocks. This laboratory test was included in the M vfG but is not recorded in a set of rules. The necessity of the regulation was recognized not only by AK 5.1.5 of the FGSV, but also by the working group AK 3.3 "Versuchstechnik Fels" of the German Society for Geotechnics (DGGT). Working Group AK 3.3 of the DGGT, in cooperation with Working Group AK 5.1.5 of the FGSV, is currently working on Recommendation No. 27, which can then be incorporated into the "Technische Prüfvorschriften für Boden und Fels im Straßenbau". With DIN EN 17542-1 "Earthworks - Geotechnical laboratory tests - Part 1: Degradability test standard", a standard for determining the  "degradability coefficient" of rock material was published in 2022. It includes two methods from French and Spanish standardization that are used to classify materials for earthworks. The two methods are not equivalent. In these tests, rock samples are examined whose grain size distributions can cover several grain
classes. This differs from the tests according to TP BF-StB Part C 20 and the future DGGT Recommendation No. 27, in which specimens of almost the same size or only one specimen are tested.

oi.org/10.53184/STA1-2024-3

New methods for continuous monitoring of pavement condition

Dipl.-Ing. H. Balck, Darmstadt; Dipl.-Ing. FH S. Knab, München
Dipl.-Ing. D. Schlotzhauer; Dipl.-Ing. T. Sauerbrey, Hannover

Für die Planung und Priorisierung von Erhaltungsmaßnahmen und den sicheren Betrieb der Straßen sind aktuelle und genaue Daten zur Befahrbarkeit der Straßen unerlässlich. Im Bereich der niedersächsischen Landesstraßen wird das Anfang der 90er-Jahre vom Bund eingeführte Verfahren der Zustandserfassung und -bewertung (ZEB) angewendet. Die Zustandserfassung erfolgt in einem Turnus von 5 Jahren. Für die Erhaltungsplanung und die Gewährleistung der Verkehrssicherheit der Straßen sowie für die Kommunikation mit Politik, Bürgern und Verkehrsteilnehmern wäre eine engmaschigere Erfassung des Straßenzustands von großer Bedeutung. Vor diesem Hintergrund hat die Niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr in den Jahren 2021 bis 2023 ein neues Verfahren zur kontinuierlichen Zustandserfassung erprobt [1]. Als Grundlage dienen Fahrzeugdaten, die von Serienfahrzeugen des VW-Konzerns mit einer Software der schwedischen Firma NIRA Dynamics AB erfasst und ausgewertet werden. Die Datenbereitstellung und Validierung erfolgte durch die HELLER Ingenieurgesellschaft mbH, die bereits seit vielen Jahren die Landesverwaltung im Rahmen des systematischen Erhaltungsmanagements der Landesstraßen unterstützt.

Current and accurate data on the trafficability of roads are essential for the planning and prioritization of maintenance measures and the safe operation of roads. In the area of Lower Saxony's state roads, the condition recording and assessment (ZEB) procedure introduced by the federal government in the early 1990s is used. The condition survey is carried out every 5 years. For maintenance planning and ensuring road safety, as well as for communication with politicians, citizens and road users, a closer-meshed recording of the road condition would be of great importance. Against this background, the Lower Saxony State Authority for Road Construction and Transport has tested a new procedure for continuous condition recording from 2021 to 2023. Vehicle data collected and evaluated from series-production vehicles of the VW Group using software from the Swedish company NIRA Dynamics AB will serve as the basis. The data was provided and validated by HELLER Ingenieurgesellschaft mbH, which has already been supporting the state administration for many years as part of the systematic maintenance management of state roads.

doi.org/10.53184/STA1-2024-4

Challenges of a maintenance management system for municipal road networks / “Erhaltungsmanagementsystem Straße - EMS Berlin

Dipl.-Ing. (FH) U. Pfeifer, Berlin

Mit dem Aufbau eines Erhaltungsmanagementsystems für die Stadtstraßen Berlins hat die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt Neuland betreten. Die bisherige Vorgehensweise, auch bei den großen Straßenbauverwaltungen des Bundes und der Länder, erfolgt kampagnenweise – d. h., nach den turnusgemäßen Erfassungen und Bewertungen des Zustands werden diese Daten zusammen mit den Netzdaten sowie Aufbau- und Altersinformationen bei Dienstleistern zu PMSBerechnungen verarbeitet. Die daraus entstehenden Maßnahmenlisten sind dann die Grundlage für die Projekte der nächsten Jahre. Die oberste Straßenbaubehörde für die Stadtstraßen hat mit Auftrag des Berliner Abgeordnetenhauses die Aufgabe des Aufbaus eines kontinuierlich arbeitenden systematischen Erhaltungsmanagementsystems übernommen. Als besondere Herausforderungen stellten sich dabei neben den gestiegenen Anforderungen an IT-Produkte hinsichtlich der Barrierefreiheit und der Gebrauchstauglichkeit die notwendigen Anforderungen an die Netzbeschreibung, die Datenrelationen, zielorientierte Zustandsbewertung und Wertesynthese, die Beschaffung von Aufbau- und Zustandsdaten sowie bisher nicht erarbeitete Verhaltensfunktionen für kommunaltypische Oberbaukonstruktionen heraus. Da die in Bearbeitung befindlichen „Empfehlungen für das Erhaltungsmanagement von Innerortsstraßen – E EMI“ für viele dieser Herausforderungen noch keine Lösungen anbieten, wurden in der Entwicklungsphase neue Ansätze entwickelt, diskutiert und umgesetzt. Die Erweiterung des EMS um Anlagen des Rad- und Fußverkehrs wird weitere interessante Entwicklungen bringen.

The Senate Department for Urban Mobility, Transport, Climate Action and the Environment has broken new ground by setting up a maintenance management system for Berlin's urban roads.The current approach, also used by the major federal and main road construction authorities, is campaign-based – in other words, after the regular recording and assessment of the condition, this data is processed into PMS calculations by service providers together with the network data as well as construction and age information. The resulting lists of measures then form the basis for the projects of the coming years. On behalf of the Berlin House of Representatives, the Supreme Road Construction Authority for urban roads has taken on the task of setting up a continuously operating, systematic maintenance management system. In addition to the increased requirements for IT products in terms of accessibility and usability, particular challenges included the necessary requirements for network description, data relations, goal-oriented condition assessment and value synthesis, the procure-ment of structure and status data as well as those that had not yet been developed Behavioral functions for typical municipal superstructures. Since the “Recommendations for the maintenance management of municipal roads – E EMI” that are currently being prepared do not yet offer solutions to many of these challenges, new approaches were developed, discussed and implemented during the development phase. The expansion of the EMS to include cycling and walking facilities will bring further interesting developments.

doi.org/10.53184/STA1-2024-5

Dr.-Ing. S.-M. Nielsen

Eine Aufzählung der Gremien der FGSV und deren Geschichte in den letzten 100 Jahren bliebe unvollständig, wenn nicht auch die Querschnittsausschüsse (QA) eine Würdigung erhalten würden.

doi.org/10.53184/STA1-2024-6