Texturgrinding – erstmals geregelt!
Texture grinding – First-time specification
B. Jungen, M. Sc., Bergisch Gladbach
Dr.-Ing. T. Beckenbauer, Planegg
Mit der Zielstellung, neben der Waschbetontextur eine weitere geräuschmindernde Oberflächentextur zur Verfügung zu stellen, wurden im bundesweiten Autobahnnetz Erprobungsstrecken mit Fahrbahndecken aus Beton angelegt, um das sogenannte Texturgrinding zu entwickeln und es im neuen Merkblatt Texturgrinding - M TG zu beschreiben. Texturgrinding bezeichnet umfassend die Herstellung geschnittener Betonfahrbahnoberflächen mit anforderungsgerechter Griffigkeit, sehr guter Längsebenheit und rollgeräuschmindernden Eigenschaften. Betone mit einem Größtkorn von 16 mm oder 22 mm werden empfohlen. So können der Zementgehalt im Vergleich zum Waschbeton reduziert und ein hoher Anteil an Gesteinskörnung an der Oberfläche bei optimaler Packungsdichte gewährleistet werden. Bei der Dimensionierung der Decke ist der planmäßige Materialabtrag durch das Texturgrinding zu berücksichtigen, wobei zwischen dem Vorhaltemaß für die Ersttextur und einer Mehrdicke für eine zweite Texturierung im Lebenszyklus zu unterscheiden ist. Die Abstimmung des Schneidplans mit dem Auftraggeber vermeidet Konflikte im Bauablauf, dient der Feststellung der baulichen Randbedingungen und der Kennzeichnung von Zwangspunkten, an denen die Anforderungen an die Texturierung nicht eingehalten werden können. Die laufende Kontrolle der entstehenden Oberflächentextur dient zu möglichen Anpassungen des Schneidvorgangs. Die fertige Oberfläche wird durch Texturmessungen geprüft. Die Veröffentlichung des M TG im Juni 2023 legte den Grundstein für die Aufnahme des Texturgrindings in die ZTV Beton-StB sowie die Ermittlung von Fahrbahnoberflächenkorrekturen DSD zur Aufnahme in die RLS-19.
With the aim of providing another noise-reducing surface texture for cement concrete road pavements in addition to the exposed aggregate cement concrete texture, test sections were laid on the German motorway network to develop the so-called texture grinding and to describe it in the new guideline Texture Grinding - M TG. The term texture grinding refers comprehensively to the production of diamond cut cement concrete pavement surfaces with the required skid resistance, outstanding longitudinal evenness and rolling noise-reducing properties. Cement concretes with a maximum grain size of 16 mm or 22 mm are recommended. This allows the cement content to be reduced compared to exposed aggregate cement concrete and ensures a high percentage of mineral aggregate to be present on the surface with almost optimal packing density. The planned material removal by texture grinding must be taken into account in the dimensioning. The dimensional allowance for the initial texture and a planned additional thickness for a second texturing in the life cycle must be differentiated. The cutting plan must be agreed with the client in order to avoid conflicts in the construction process, to determine the structural boundary conditions and to identify constraint points where the requirements regarding the texturing cannot be met. During production, the surface texture must be checked continuously for possible adjustments of the cutting process in due time. The finished surface is tested by means of texture measurements. The publication of the M TG in June 2023 laid the foundation for the inclusion of the construction method in the ZTV Beton-StB and the determination of acoustic road surface corrections DSD for inclusion in the RLS-19.
doi.org/10.53184/STA7-2024-1
Quo vadis Oberfläche – Überarbeitung des M OB
Quo vadis surface – revision of the M OB
Dipl.-Ing. J. Klee, Hohen Neuendorf
Im überarbeiteten Merkblatt für die Herstellung von Oberflächentexturen auf Verkehrsflächen aus Beton werden bewährte und neue Texturierungsvarianten für Verkehrsflächen aus Beton (M OB) beschrieben. Dabei werden Verkehrsflächen aus Beton auf Bundesfernstraßen, Stadt- und Landstraßen, weiteren kommunalen Verkehrsflächen, Busverkehrsflächen, Kreisverkehren, Rastanlagen, Flugbetriebsflächen und Industrieflächen berücksichtigt. Ausgehend von theoretischen Grundlagen zu Textur, Griffigkeit und Reifen-Fahrbahn-Geräusch sowie den Einflüssen der Textur auf die Gebrauchseigenschaften Griffigkeit, Reifen-Fahrbahn-Geräusch, Dränagevermögen und Rollwiderstand werden den verschiedenen Verkehrsflächen Anwendungsbereiche für Texturierungsvarianten zugeordnet. Bewährte Texturierungsvarianten wie die Waschbetontextur durch Ausbürsten, die Kunstrasen- oder Besenstrichtextur sowie das reine Grooving werden ergänzt durch das bereits in der Praxis zumindest auf Erprobungsstrecken etablierte Texturgrinding als Typ E, E+, S und S+ und die Waschbetontextur durch Hochdruckwasserstrahlen. Die im M OB von 2009 enthaltene Texturierungsvariante mit Materialauftrag wurde den ZTV BEB-StB angeglichen und findet jetzt als Oberflächenbehandlung mit Reaktionsharz ihren Platz im neuen M OB. Die Texturierungsvariante mit Jutetuch wurde nicht weitergeführt, da ihre Anwendung im Geltungsbereich der ZTV Beton-StB seit 2007 schon nicht mehr vorgesehen ist, stattdessen bei adäquatem Anwendungsbereich mittels Kunstrasen texturiert werden kann und für weitere Anwendungsbereiche andere Texturierungsvarianten gleichwertig sind bzw. funktionale und/oder technologische Vorteile aufweisen. Einen Ausblick in die Zukunft der Texturierung mit ersten Informationen bieten Aussagen zur Texturierungsvariante Texturgrinding Typ A+, zum Offenporigen Beton und zum Horizontal geschliffenen Waschbeton. Die Texturierungsvarianten werden, soweit nach derzeitigem Erkenntnisstand möglich, einer Beurteilung ihrer Gebrauchseigenschaften und deren zeitlicher Entwicklung unterzogen. Aspekte der Dauerhaftigkeit sollten bei der Wahl einer Texturierungsvariante Beachtung finden. Die Verbindung der Oberflächenqualität zur Substanzqualität ist essenziell bezüglich des Lebenszyklus der gesamten Fahrbahnkonstruktion.
In the revised version of the Technical data sheet for manufacturing of surface textures on concrete traffic areas proven and new texturisation versions are described. Traffic areas for federal highways, roads, city roads, municipal areas, bus service areas, roundabouts, service stations, airports and industrial spaces are taken into account. Based on the theoretical basics for texture, skid resistance, noise tyre and the influence of texture on performance characteristics like skid resistance, noise tyre, drainage capacity and rolling resistance applications for texturisation versions are assigned to various traffic areas. Proven texturisation versions as exposed aggregate concrete (brush out), artificial turf and broom finish texture and pure grooving are supplemented by in test sections applied texture grinding type E, E+, S and S+ and exposed aggregate concrete (high pressure water jetting). The texturisation version “surface treatment with reactive resin OB-RH” was taken over from ZTV BEB-StB. The texturisation version by burlap was not continued. It isn`t included in ZTV Beton-StB any more, instead it can be textured by artificial turf and for further application areas other equivalent texturisation versions are usable. Statements to texturisation versions texture grinding type A+, open porous asphalt and horizontally ground exposed aggregate concrete give first information to prospect for the future. The texturisation versions were assessed, if possible, regarding their performance characteristics and their development over time. Aspects of durability should be considered by choosing a texture version. The connection of surface and substance quality is of decisive importance for the life cycle of the complete road construction.
doi.org/10.53184/STA7-2024-2
Fahrbahnübergänge aus Polyurethan – Qualitätssicherung durch Anwendung der H FüPP
Expansion joints for road bridges based on polyurethane – quality assurance by appliance of H FüPP
M. Staeck; L. Brombach; Dipl.-Ing. M. Eilers; Bergisch Gladbach
Dipl.-Ing. T. Alte-Teigeler, Bietigheim
Fahrbahnübergänge an Brückenbauwerken müssen unterschiedlichsten Ansprüchen genügen. Hauptzweck ist die Kompensation von Bewegungen infolge unterschiedlichen Ausdehnungsverhaltens. Weiterhin müssen die auftretenden Belastungen aus Verkehr und Witterungseinflüssen schadlos aufgenommen werden können. Ein immer wichtiger werdender Aspekt sind die Geräuschemissionen, die beim Überfahren eines Fahrbahnübergangs entstehen. Zur Minimierung der Lärmbelastung werden seit Langem Fahrbahnübergänge aus Asphalt (FüAS) eingesetzt. Eine Weiterentwicklung stellen Fahrbahnübergänge aus Polyurea oder Polyurethan (FüPP) dar, die aufgrund der Materialeigenschaften ein besseres Verformungsverhalten und längere Nutzungsdauern aufweisen. Um diese Ziele sicher zu erreichen, müssen jedoch einige Grundregeln beachtet werden, die in den „Hinweisen für die Herstellung von Fahrbahnübergängen aus Polyurea oder Polyurethan für Ingenieurbauten“ (H FüPP) [1] beschrieben sind und auf die im Folgenden eingegangen werden soll.
Expansion joints for road bridges have to meet a wide variety of requirements. Their main purpose is to compensate movements due to various expansion behaviors. Furthermore, expansion joints must absorb the loads arising from traffic and weather conditions without being damaged. Another increasingly important aspect is the noise emission that occurs when driving over an expansion joint. Therefore, to minimize noise pollution, the use of asphalt expansion joints (FüAS) has long been realized. A further development is the use of expansion joints for road bridges made of polyurea or polyurethane (FüPP), which have a better deformation behavior and longer service lives due to their material properties. In order to achieve these characteristics successfully, some basic rules must be obeyed, which are described in the guidelines for the installation of FüPP “Hinweise für die Herstellung von Fahrbahnübergängen aus Polyurea oder Polyurethan für Ingenieurbauten” (H FüPP) [1] and which will be discussed below.
doi.org/10.53184/STA7-2024-3
Akustische Optimierung von Betonfahrbahndecken – Einfluss von Fugen auf das Reifen-Fahrbahn-Geräusch
Acoustic optimization of concrete road surfaces – The effect of joints on tire/road noise
Dipl.-Ing. A. Spilker, Hoppegarten
Dr.-Ing. T. Beckenbauer; Dipl.-Ing. R. Schreiter;
Dipl.-Ing. (FH) S. Schubert, Planegg
Aus Theorie und Praxis ist bekannt, dass die schalltechnischen Eigenschaften von Betonfahrbahndecken in Plattenbauweise durch die akustische Wirksamkeit von Querscheinfugen beeinflusst werden können. Der Einfluss ist umso größer, je geringer der Pegel des Reifen-Fahrbahn-Geräusches zwischen den Fugen ist. Daraus resultiert, dass das theoretische Potenzial geräuschmindernder Texturen in der Praxis bei akustisch auffälligen Fugen nicht ausgeschöpft werden kann. Bei der gezielten Weiterentwicklung des systemrelevanten und sensitiven Konstruktionsdetails „Querscheinfuge“ besteht daher die Notwendigkeit, neben konstruktiven, materialtechnischen, herstellungsbezogenen und ökologischen Aspekten auch die akustische Wirkung zu beachten. Zur Untersuchung des Einflusses verschiedener geometrischer und stofflicher Parameter von Fugensystemen wurde in einem ersten Schritt ein bestehendes Simulationsverfahren für Reifen-Fahrbahn-Geräusche weiterentwickelt und anhand ausgewählter Messungen auf Bundesautobahnen validiert. Hierfür war es zunächst erforderlich, die messtechnischen Voraussetzungen für eine getrennte akustische Ansprache von Fuge und reiner Oberflächentextur zu schaffen. Eine anschließende rechnergestützte Parameterstudie identifizierte die Fugenbreite, die Höhenlage, Steifigkeit und Oberflächentextur des Füllmaterials, den Höhenversatz der Fahrbahnplatten und die Ausrichtung der Fugen relativ zur Fahrbahn als schalltechnisch maßgebende Einflussfaktoren. Auf dieser Grundlage fand eine umfassende Datenerhebung im BAB-Netz statt, um zum einen den Einfluss des durch die Fugen induzierten Schallpegels auf die geräuschmindernden Eigenschaften von Betonfahrbahndecken anhand von Messdaten zu quantifizieren. Zum anderen galt es, die Sensitivität bezüglich einer Variation der detektierten Fugenparameter im praxisrelevanten Bereich zu analysieren. In einem dritten Schritt konnten die Eigenschaften von Querscheinfugen auf einer durchgehend gleich texturierten Betondecke auf dem Untersuchungsareal duraBASt in einer praktischen Parameterstudie gezielt variiert und die Ergebnisse akustischer Messungen mit den Ergebnissen der theoretischen Parameterstudie verglichen werden. In diesem Beitrag wird der aktuelle Wissensstand vorgestellt und der Einfluss von Querscheinfugen auf die schalltechnischen Eigenschaften von Fahrbahnoberflächen anhand von Praxisbeispielen erläutert. Es werden Empfehlungen für eine akustisch optimierte Ausführung von Fugenkonstruktionen ausgesprochen, wobei besonderes Augenmerk auf Parameter gelegt wird, mit denen in der Planung und Ausführung eine Steuerung der akustischen Performance effektiv möglich ist.
It is known from theory and practice that the acoustic properties of Jointed Plain Concrete Pavements can be influenced by the acoustic effectiveness of transverse joints. The lower the level of tire/road noise between the joints, the greater the influence. Therefore, the theoretical potential of noise-reducing textures cannot be fully exploited in practice if the joints are acoustically noticeable. In the targeted further development of the system-relevant and sensitive construction detail of transverse joints, it is therefore necessary to consider the acoustic effect as well as design, material, production-related and ecological aspects. To investigate the influence of various geometric and material parameters of joint systems, an existing simulation method for tire/road noise was further developed in a first step and validated using selected measurements on federal highways. For this purpose, it was first necessary to create the metrological prerequisites for a separate acoustic response of the joint and the pure surface texture. A subsequent computer-aided parameter study identified the joint width, the height, stiffness and surface texture of the filling material, the height offset of the concrete slabs and the alignment of the joints relative to the roadway that are decisive for the acoustic impact of joints on the overall acoustic performance of concrete pavements. On this basis, comprehensive data collection was carried out on the motorway network in order to quantify the influence of the noise levels induced by the joints on the noise-reducing properties of concrete road surfaces using measurement data. The second aim was to analyze the sensitivity with regard to a variation of the detected joint parameters in the practical range. In a third step, the properties of transverse joints on a concrete pavement with the same texture throughout the duraBASt test site were specifically varied in a practical parameter study and the results of acoustic measurements were compared with the results of the theoretical parameter study. This article presents the current state of knowledge and explains the effect of transverse joints on the acoustic properties of road surfaces regarding practical cases. Recommendations are made for the acoustically optimized design of joint constructions, particularly focusing on parameters that can be used to effectively control acoustic performance during planning and construction.
doi.org/10.53184/STA7-2024-4