Das neue Merkblatt für Flächenbefestigungen mit Pflasterdecken und Plattenbelägen in ungebundener Ausführung (M FP)
The new information sheet for surface pavement with block paving and slab paving in unbound construction
Dipl.-Ing. D. Ulonska, Bonn
Das Merkblatt für Flächenbefestigungen mit Pflasterdecken und Plattenbelägen in ungebundener Ausführung gehört zu den ältesten FGSV-Regelwerken für die Bauweisen mit ungebundenen Pflasterdecken und Plattenbelägen. Die erste Ausgabe geht auf das Jahr 1983 zurück. Ein FGSV-R1-Regelwerk für diese Bauweisen erschien in Form der ZTV P-StB erst im Jahr 2000. Daraus wurden im Jahr 2006 die ZTV Pflaster-StB, die derzeit als Ausgabe 2020 vorliegen. Seit Kurzem liegt die aktuelle Fassung des „Merkblatts für Flächenbefestigungen mit Pflasterdecken und Plattenbelägen in ungebundener Ausführung“ (M FP) als Ausgabe 2024 vor. Der Geltungsbereich wurde durch Streichung u. a. der Themen Randeinfassungen, Entwässerungsrinnen und Erhaltung verschlankt. Im Kapitel Baugrundsätze kamen neue Themen wie Bodenindikatoren, mechanisches Verhalten von Pflasterdecken und Anschluss an Gebäude hinzu. Ein viel diskutiertes Thema innerhalb des Kapitels Bauprodukte war die (Wieder) aufnahme von Splitt als Bettungsmaterial in das M FP. Mit dem M FP, Ausgabe 2024, steht ein umfangreiches, auf dem aktuellen Stand von Wissen und Forschung basierendes R2-Regelwerk der FGSV für ungebundene Pflasterdecken und Plattenbeläge zur Verfügung, welches eine sehr gute Ergänzung zu den im Jahr 2020 erschienenen ZTV Pflaster-StB bildet, aber auch als Grundlage für die Planung und Ausführung von Flächenbefestigungen dienen kann, welche von privaten Bauherren in Auftrag gegeben werden und nicht unbedingt nach den ZTV Pflaster-StB erstellt werden müssen.
The information sheet for surface pavement with block paving and slab paving in unbound construction is one of the oldest FGSV regulations for construction methods with unbound block paving and slab paving. The first edition dates back to 1983. An FGSV R1 technical regulation for these construction methods only appeared in the form of the ZTV P-StB in 2000. This became the ZTV Pflaster-StB in 2006, which is currently available as the 2020 edition. The current version of the “Information sheet for surface pavement with block paving and slab paving in unbound construction” (M FP) has recently been available as the 2024 edition. The scope was slimmed down by deleting the topics of edgings, drainage channels and maintenance, among other things. In the chapter on building principles, new topics were added, such as tactile walking surface indicators, mechanical behaviour of block paving and connection to buildings. A much discussed topic within the construction products chapter was the (re)inclusion of grit as bedding material in the M FP. The M FP, 2024 edition, provides a comprehensive R2 technical regulation from the FGSV for unbound block paving and slab paving based on the current state of knowledge and research. It is a very good addition to the ZTV Pflaster-StB published in 2020, but can also serve as a basis for the planning and execution of surface pavement, which is commissioned by private builders and does not necessarily have to be created according to the ZTV Pflaster-StB.
doi.org/10.53184/STA6-2024-1
Die TP B-StB – Eine Sammlung, die mitwächst
The TP B-StB – A collection that grows with you
Dipl.-Ing. S. Pichottka, Stahnsdorf
Mit der Erarbeitung der (TP B-StB) „Technischen Prüfvorschriften für Verkehrsflächenbefestigungen – Betonbauweisen“ entsteht ein umfassendes Regelwerk, das als Grundlage für eine erfolgreiche Umsetzung der Bauweise durch Sicherung einer hohen Qualität in der Bauausführung und Abnahme anhand objektiver Kriterien dient. Die Prüfleistung hat im Rahmen der Produktionssteuerung einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der Ausführung und ermöglicht als Grundlage für die Abnahme die objektive Erkenntnis über die Einhaltung der vertraglich geschuldeten Beschaffenheit. Im Sinne der Nachhaltigkeit ist auf die Qualität der ausgeführten Leistung ein hohes Augenmerk zu legen, um das Maß an baulichen Imperfektionen so gering wie möglich zu halten. Hier bietet die Einführung statistischer Kenngrößen zur Ermittlung der charakteristischen Werte (Quantile) für die Parameter Spaltzugfestigkeit und Deckendicke eine wesentliche Grundlage für die Erhöhung der Dauerhaftigkeit, da hierdurch die Gleichmäßigkeit der Herstellung ein wesentlicher Bestandteil der abnahmerelevanten Kenngröße wird. Die (TP B-StB) befinden sich in stetiger Bearbeitung und Weiterentwicklung infolge der Anpassung an die Anforderungen aus der bauvertraglichen Abwicklung der Baumaßnahmen, der Dimensionierung und auch Bewertung der Substanz. Als vorteilhaft erweist sich hier die Aufstellung des Regelwerks als Loseblattsammlung mit der entsprechenden Flexibilität für die Ergänzung oder Überarbeitung einzelner Regelungen. Die einzelnen Teile der (TP B-StB) wurden auf der Grundlage der jeweils zutreffenden Normen erarbeitet. Diese Normen sind jeweils in den einzelnen Teilen der (TP B-StB) aufgeführt. Mit den (TP B-StB) werden verfahrenstechnische Einzelheiten dieser Normen weiter präzisiert sowie, soweit vorhanden, um Daten zur Verfahrenspräzision ergänzt. Weiterhin sind Prüfverfahren enthalten, für die es keine entsprechende Norm gibt. Es liegen noch nicht alle Teile der (TP B-StB) vor, daher bleiben die jeweiligen Abschnitte der (TP Beton-StB 10) weiter in Kraft, bis die entsprechenden Teile der (TP B-StB) erarbeitet wurden.
With the development of the "Technical Test Specifications for Traffic Area Pavements – Concrete Construction Methods" (TP B-StB), a comprehensive set of rules is being created that serves as a basis for a successful implementation of the construction method by ensuring high quality in construction and acceptance on the basis of objective criteria. In the context of production control, the test performance has a considerable influence on the quality of the execution and, as a basis for acceptance, enables objective knowledge of compliance with the contractually owed quality. In terms of sustainability, great attention must be paid to the quality of the performance carried out in order to keep the degree of structural imperfections as low as possible. In this case, the introduction of statistical parameters to determine the characteristic values (quantiles) for the parameters of split tensile strength and slab thickness provides an essential basis for increasing durability, as this makes the uniformity of production an essential component of the acceptance-relevant parameter. The (TP B-StB) is in constant processing and further development as a result of the adaptation to the requirements from the construction contract handling of the construction measures, the dimensioning and also the evaluation of the substance. The establishment of the rules as a loose-leaf collection with the corresponding flexibility for the addition or revision of individual regulations proves to be advantageous here. The individual parts of the (TP B-StB) have been drawn up on the basis of the applicable standards. These standards are listed in the individual parts of the (TP B-StB). The (TP B-StB) further specifies the procedural details of these standards and, where available, supplements them with data on process precision. Furthermore, test methods are included for which there is no corresponding standard. Not all parts of the (TP B-StB) are available yet, so the respective sections of the (TP Beton-StB 10) will remain in force until the corresponding parts of the (TP B-StB) have been drawn up.
doi.org/10.53184/STA6-2024-2
Prüfung und Bewertung der Dauerhaftigkeit von zeitweise fließfähigen selbstverdichtenden Verfüllbaustoffen im Unterbau von Verkehrsflächen
Testing and assessment of the durability of controlled low-strength materials in the subgrade of traffic areas
M. Sc. M. Zeni, Dr.-Ing. S. Huber, Dr.-Ing. E. Birle, München
Zeitweise fließfähige, selbstverdichtende Verfüllbaustoffe (ZFSV) sind Baustoffe, die i. d. R. aus einem Basismaterial (z. B. Bodenaushub, rezyklierte oder industrielle Gesteinskörnungen) Zement, Tonmehl, Wasser und evtl. Zusatzstoffen bestehen und im Einbauzustand in flüssiger Konsistenz vorliegen. Durch die Hydratation des Zementes gewinnt der Baustoff mit der Zeit an Festigkeit. Da ZFSV vergleichsweise neue Baustoffe sind, werden diese nur teilweise im erdbautechnischen Regelwerk berücksichtigt. In den Hinweisen für die Herstellung und Verwendung von zeitweise fließfähigen, selbstverdichtenden Verfüllbaustoffen im Erdbau (H ZFSV, FGSV 2012) werden u. a. Angaben zur Herstellung von ZFSV und zu Prüfverfahren zur Bestimmung der Frisch- und Endprodukteigenschaften gemacht. Hinsichtlich ihrer Dauerhaftigkeit wird darin jedoch nichts erwähnt. Unter dem Begriff Dauerhaftigkeit versteht man die Fähigkeit eines Baustoffes, seine Eigenschaften (z. B. Festigkeit) über lange Zeiträume trotz der auftretenden Einwirkungen (z. B. witterungsbedingte Einwirkungen wie Austrocknung, Wiederbefeuchtung oder Frost-Tau-Wechsel) aufrechtzuerhalten. Die Frostbeständigkeit sowie die Beständigkeit gegenüber Trocken-Feucht-Wechsel von ZFSV wurde bisher nur vereinzelt untersucht. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurden ZFSV aus drei unterschiedlichen Basismaterialien hinsichtlich ihrer Dauerhaftigkeit untersucht. Zunächst wurden Dauerhaftigkeitsversuche in Anlehnung an bestehende nationale und internationale Prüfverfahren durchgeführt, die sich jedoch für ZFSV als nicht geeignet erwiesen haben. Die Prüfverfahren wurden dann stufenweise angepasst, bis ein geeignetes und praktikables Verfahren zur Prüfung der Dauerhaftigkeit von ZFSV gegenüber Frost-Tau-, Trocken-Feucht-Wechsel und Wasserlagerung entwickelt wurde. Die drei Prüfverfahren wurden an insgesamt neun unterschiedlichen ZFSV zur Validierung angewandt.
Controlled low-strength materials (CLSM) consist of a base material (e. g. excavated soil, recycled or industrial aggregates), cement, clay powder, water and additives if needed. When installed, CLSM have a liquid consistency but they gain strength over time due to the hydration of the cement. As CLSM are comparatively new construction materials, they are only partially considered in the earthworks regulations, thus only in the “lnstructions for the Production and Use of Temporarily Flowable, Self-Compacting Backfill Construction Materials in Earthworks” (H ZFSV, FGSV 2012). To date, there is little knowledge and no guidelines on durability – the ability of a construction material to maintain its properties (e. g. strength) over long periods of time despite external stresses as weathering, for example. As part of a research project, CLSM made of three different base materials were examined with regard to their durability against freeze-thaw cycles, dry-wet cycles and water storage. First of all, it was examined to what extent existing test specifications from earthworks and foundation engineering in accordance with national and international regulations can be applied to CLSM. The three test methods developed were then applied to a total of nine different CLSM. The influence of the respective stress on the strength of CLSM is ultimately quantified by determining the CBR value without and after the exposure. The results of the durability tests showed that the relative strength reduction is independent of the mix design or the base material and depends only on the type of exposure. Due to the high initial degree of saturation of CLSM, the strength does not decrease during water storage, whereas this leads to a considerable loss of strength during freeze-thaw cycles. A dry-wet cycle also causes a considerable loss of strength, although it should be noted that the test specimens were completely dried out in the test. Various open questions remain in this context, including the extent to which the stresses applied in the tests correspond to the conditions in the field and which CBR value is to be required after exposure, as requirement values for CLSM when used in earthworks have not yet been established in the earthworks regulations.
doi.org/10.53184/STA6-2024-3
Untersuchungen zum Reaktionsverhalten von Braunkohlenflugaschen bei Bodenverbesserungen
Investigating of the reaction behaviour of lignite fly ash (LFA) in soil improvements
Dipl.-Ing. U. Estermann, Essen
Bodenbehandlungen mit den genormten Bindemitten Kalk, Zement und hydraulischen Tragschichtbindern sind anerkannte Verfahren im Erdbau und werden im Straßenbau zur Verbesserung des Unterbaus und des Untergrundes eingesetzt. Durch die Bodenverbesserung der anstehenden Böden werden natürliche Rohstoffressourcen (z. B. Kies und Sand) geschont. Seit ca. 20 Jahren werden Gemische aus genormten Bindemitteln (sog. Mischbindemittel) hergestellt und erfolgreich bei Bodenverbesserungen eingesetzt. Neben diesen Mischbindemitteln werden auch Gemische mit Zusatz von Braunkohlenflugasche (BFA) oder auch „reine" BFA für die Bodenverbesserung im Erdbau eingesetzt. BFA fällt bei der Verbrennung von Braunkohle und gegebenenfalls Mitverbrennungsstoffen in Kohlekraft-,Werken mit Staubfeuerungen (Trockenfeuerungen) an. Es handelt sich um ein Kraftwerksnebenprodukt im Sinne der TL BuB X E-StB. BFA enthält u. a. Kieselsäure (SiO2) und freies Calciumoxid (CaO) als hydraulisch wirksame Komponenten. Grundsätzlich besitzen BFA die chemischen Voraussetzungen, um alleine oder im Zusammenwirken mit genormten Bindemitteln für eine Bodenverbesserung verwendet zu werden. Es wurden die Anwendungsmöglichkeiten von BFA als Bindemittel oder als Bindemittelersatz (z. B. im Zusammenwirken mit Kalk) bei Bodenverbesserungen im Erdbau untersucht. Hierzu wurde die Wirksamkeit von BFA verschiedener Kohlereviere auf die Wassergehaltsreduzierung, die Festigkeitsentwicklung und die Gebrauchstauglichkeit in Abhängigkeit von unterschiedlichen Bodengruppen (UL, TM, SU*, GU*) sowie BFA-Zugabemengen im Vergleich zu genormten Bindemitteln untersucht. Weiterhin wurde die Umweltverträglichkeit des Boden-BFA-Gemisches abgeklärt. Die Ergebnisse bestätigen, dass durch die Zugabe von BFA die Verdichtbarkeit leichtplastischer Böden (Bodengruppe UL, TL) verbessert werden kann. Für die Verbesserung von mittelplastischen Tonen der Bodengruppe TM sind BFA dagegen nur bedingt geeignet, ebenso ist bei gemischtkörnigen Böden der Bodengruppen SU* und GU* keine nennenswerte Verbesserung der Verdichtbarkeit nachweisbar. Das Tragfähigkeits- und Verformungsverhalten der feinkörnigen Böden wird durch die Zugabe von kalkreicher BFA erhöht, bei den gemischtkörnigen Böden ist eine geringere Verbesserung erkennbar. Die kieselsäurehaltige BFA zeigt nur ein geringes Verbesserungspotenzial. Das Boden-BFA-Gemisch ist wasserempfindlich und erfahrungsgemäß auch frostempfindlich. Diese Eigenschaft schränkt die Anwendung von BFA bei Bodenverbesserungen ein, da entsprechende Maßnahmen zum Schutz bei der Herstellung erforderlich sind. Die aus den gemischtkörnigen Böden und BFA hergestellten Gemische sind überwiegend nicht wasserempfindlich, zeigen allerdings auch einen Festigkeitsabfall im Vergleich zu nicht unter Wasser gelagerten Probekörpern. Durch die Zugabe von BFA sind umweltrelevante Veränderungen der Ausgangsböden feststellbar. Neben der bekannten Erhöhung des pH-Wertes und einiger Schwermetalle ist insbesondere der Parameter Sulfat zu nennen, der schon bei geringen Zugabemengen zur Überschreitung der Zuordnungswerte Z2 der LAGA für Sulfat führt.
Soil treatments with standard binding additives such as lime, cement and hydraulic base course are recognized methods in the earthworks and are also used in road construction to improve the subbase and the subgrade. Natural raw material resources (e. g. gravel and sand) are conserved through soil improvement. Mixtures of standard binders (known as mixed binders) have been produced and effectively utilized for soil improvement in the past two decades. In addition to these mixed binders, mixtures with the addition of lignite fly ash (LFA) or “pure” LFA are also used for soil improvement in earthworks. LFA is a byproduct of lignite combustion in coal-fired power plants utilizing pulverized fuel firing (dry firing), possibly with co-combustion materials. It is considered as a power plant byproduct according to TL BuB E-StB regulations. LFA contains, among other components, silica (SiO2) and free calcium oxide (CaO) as hydraulically active components. In principle, LFA possesses the chemical properties to be used alone or in combination with standard binders for soil improvement. The possible application of LFA as a binder or binder substitute (e. g. in combination with lime) in soil improvement in earthworks has been investigated. For this purpose, the effectiveness of LFA from different coalfields on water content reduction, strength development, and usability was investigated depending on different soil groups (UL, TM, SU*, GU*) as well as on the amount of added LFA in comparison with standard binders. Furthermore, the environmental compatibility of the soil-LFA mixture was evaluated. The results confirm that the addition of LFA can increase the compressibility of slightly plastic soils (soil group UL, TL). However, LFA is only conditionally suitable for improving moderately plastic clays of soil group TM, and there is no significant improvement in compressibility for mixed-grain soils of groups SU* and GU*. The load bearing capacity and deformation behaviour of fine-grained soils are improved by the addition of calcareous LFA, although a lesser improvement is observed in mixed-grain soils. On the other hand, siliceous LFA demonstrates only a small potential for improvement. The soil-LFA mixture is sensitive to water and, based on experience, also sensitive to frost. This property restricts the application of LFA in soil improvement, as appropriate protective measures are required during production. The mixtures produced from mixed-grain soils and LFA are predominantly not sensitive to water, but they show a decrease in strength compared to test specimens not stored under water. The addition of LFA leads to environmentally relevant changes in the original soils. In addition to the known increase in pH value and some heavy metals, it is particularly important to mention the sulfate, which even at low addition rates leads to exceeding the allocation values Z2 of the LAGA for sulfate.
doi.org/10.53184/STA6-2024-4