Auswertung der Zustandserfassung von Kreisverkehrsplätzen an Bundes- und Landesstraßen in Brandenburg Dipl.-Ing. Thomas Plehm Dipl.-Ing. Herbert Spahr Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg Dezernat Grundsatzangelegenheiten Straßen- und Konstruktiver Ingenieurbau Veranlassung Innenringe innerhalb bebauter Gebiete nach Merkblatt für die Anlage von Kreisverkehren (2006) Kleine Kreisverkehre innerhalb: Außendurchmesser D ca. 30 35 m Kreisringbreite BK 8,0 7,0 m Verhältnis Kreisfahrbahn / Innenring 3:1 z. B. Kreisfahrbahn 6 m / 2 m Innenring 2 1
Veranlassung Vorgaben der Planung: Innenringe sollen baulich von der Kreisfahrbahn abgesetzt werden (Höhenunterschied zwischen Innenring und KFB ca. 4-5 cm) Regelungen der Bautechnik: RStO 12 erlaubt Pflaster im Höchstfall bis Bk3,2 ARS 30/2012 begrenzt die ungebundene Pflasterbauweise bis Bk1,8 Problem: B-Straßen meist höher als Bk3,2 dafür keine Standardbauweisen nach RStO vorhanden (fast) kein Regelwerk für Material und Ausführung (aus gutem Grund?) 3 Veranlassung LS hat gemeinsam mit anerkannter Prüfstelle Musterkreisverkehr erstellt. Ausführungsanforderungen der Handlungsanleitung wurden auf Praxistauglichkeit überprüft. 4 2
(C20/25, kf 1*10-6 m/s) 5 Kreisverkehrsplätze an B- und L-Straßen KVP Friesack, B 5, Bk10, Baujahr 2010 > 200 KVP 6 3
Veranlassung KVP Friesack, B 5, Bk32 auch Kreisel, die mit hohem Aufwand hergestellt wurden, zeigte nach 4 5 Jahren Schäden (Baujahr 2010) 7 Veranlassung Schadenshäufigkeit an KVP auffallend. Spannungsfeld zwischen planerischem Anspruch bautechnischer Lösung vom Ministerium für Infrastruktur und Landesplanung Aufforderung zur Erfassung des baulichen Zustands der KVP (letzten 10 Jahre, Verkehrsübergabe 2005-2014) und Erarbeitung einer Empfehlung für Bau und Gestaltung 8 4
Datenbasis Zustandsanalyse im Juni bis August 2015 Auswertung an 118 KVP im Land Brandenburg Verkehrsübergabe zwischen 2005 und 2014 60 40 20 33 30 55 0 1 bis 3 Jahre alt (Verhersfreigabe 2012-2014) 4 bis 6 Jahre alt (Verkehrsfreigabe 2009-2011) 7 bis 10 Jahre alt (Verkehrsfreigabe 2005-2008) 9 Innenring aus Großpflaster Vorhandene Varianten 10 5
Vorhandene Varianten Innenring aus Großpflaster typische Belastungssituation 11 Vorhandene Varianten Innenring aus Asphalt 12 6
Vorhandene Varianten Innenring mit halbstarrer Deckschicht incl. Tiefbord 13 Vorhandene Varianten Halbstarre Deckschicht: hohlraumreichen Traggerüst aus Asphalt wird in einem zweiten Arbeitsgang mit Fließmörtel verfüllt 14 7
Vorhandene Varianten Betoninnenring 15 Vorhandene Varianten ohne Innenring großer KVP außerorts 16 8
Vorhandene Varianten angetroffene Varianten bei den begutachteten KVP 40 59 mit Innenring aus Großpflaster mit Innenring aus Asphalt 11 17 Halbstarrer Innenring Betoninnenring ohne Innenring 17 Bewertungsmaßstab Eingruppierung nach visueller Bewertung in drei Kategorien Begutachtung erfolgte im Jahr 2015 durch immer den gleichen Erfasser derzeit kein Handlungsbedarf baldiger Handlungsbedarf akuter Handlungsbedarf 18 9
Bewertungsmaßstab Innenring 19 Bewertungsmaßstab Tiefbord zwischen Innenring und Kreisfahrbahn 20 10
Bewertungsmaßstab Tiefbordbereich zwischen Innenring und Kreisfahrbahn 21 Bewertungsmaßstab Tiefbord zwischen Innenring und Kreisfahrbahn 22 11
Bewertungsmaßstab Bordabgrenzung zur Kreisinsel 23 Bewertungsmaßstab Bordabgrenzung zur Kreisinsel 24 12
03.03.2017 Bewertungsmaßstab Bordabgrenzung zur Kreisinsel 21.02.2017 VSVI-Seminar in Frankfurt (Oder) 25 Schadenserfassung Zustand der Innenringe in Abhängigkeit der baulichen Gestaltung 60 akuter Handlungsbedarf 50 40 38 baldiger Handlungsbedarf 30 20 derzeit kein Handlungsbedarf 10 1 1 11 15 10 1 1 0 Pflaster 21.02.2017 Asphalt Halbstarr Beton VSVI-Seminar in Frankfurt (Oder) 26 13
Schadenserfassung Zustand sämtlicher Tiefborde und ihrer Einbindung (unabhängig von der Konstruktionsvariante) 29 20 14 derzeit kein Handlungsbedarf baldiger Handlungsbedarf akuter Handlungsbedarf insgesamt 63 KVP mit Innenringen (Pflaster: 53, Asphalt 10) von den 29 mit akuten Handlungsbedarf sind mit Pflasterinnenring 26, in Asphalt 3 Überproportional häufig akuter Handlungsbedarf bei Tiefbord in Kombination mit gepflastertem Innenring. 27 Schadenserfassung Auswirkung des Höhenunterschieds zw. Tiefbordoberkante u. Kreisfahrbahn 0-10 mm > 10 mm derzeit kein Handlungsbedarf baldiger Handlungsbedarf akuter Handlungsbedarf Es gab keine proportionale Abhängigkeit aber einen deutlichen Unterschied zwischen keinem bzw. sehr geringem Auftritt und größeren Bordauftrittshöhen 28 14
Schadenserfassung Schadensbild an den Hochborden zur Kreisinsel insgesamt positiv: An ca. 2/3 der begutachteten Borde der Kreisfläche besteht kein Handlungsbedarf. Die Geometrie des KVP bestimmt, wie häufig die Borde angefahren werden. Ob es zu Verschiebungen kommt, wird maßgeblich von der Rückenstütze bestimmt. Bei Betonborden führt starke oder häufige mechanische Beanspruchung auch zum Bruch der Borde akuter Handlungsbedarf 29 Schadenserfassung 30 15
Natursteinborde mit ausreichender Rückenstütze sind am dauerhaftesten. Es kommt selten zum Bruch, Abplatzungen treten häufiger auf (optischer Mangel). 31 Schadenserfassung Zustandsentwicklung des Pflasterinnenrings 100% 90% 80%. 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% akuter Handlungsbedarf baldiger Handlungsbedarf derzeit kein Handlungsbedarf 0% 1-3 Jahre 4-6 Jahre 7-10 Jahr im Alter von 7 10 Jahren kommt es zu einer starken Zunahme des akuten Handlungsbedarfs, nach 10 Jahren sind 80 % der Kreisinnenflächen betroffen. 32 16
Schadenserfassung Vergleich der Zustandsentwicklungen verschiedener Innenringkonstruktionen (absolute Zahlenwerte) 35 30 25 20 30 akuter Handlungsbedarf baldiger Handlungsbedarf 15 10 5 0 2 4 3 4 6 4 4 1 1-3 Jahre 4-6 Jahre 7-10 Jahr derzeit kein Handlungsbedarf 10 5 0 1 9 7 1 1-3 Jahre 4-6 Jahre 7-10 Jahr Innenringe aus Pflaster Innenringe aus Asphalt gepflasterte Innenringe sind früher sanierungsbedürftig als Innenringe aus Asphalt 33 Einfluss der Beanspruchung Zustand der gepflasterten Innenringe an B-Straßen für unterschiedliche Verkehrsbeanspruchung (Nutzungszeiten 1-10 Jahre) Bk aus B-Zahlen der Hauptrichtung (nächstliegende Zählstelle) ermittelt ohne Berücksichtigung zusätzlicher Verkehrsmengen anderer Straßen 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 14 2 2 2 1 2 > Bk3,2 Bk3,2 akuter Handlungsbedarf baldiger Handlungsbedarf derzeit kein Handlungsbedarf Anmerkung: bei B-Straßen wird bei einem DTV (SV) von ca. 400 Kfz des täglichen Schwerverkehrs die Belastungsklasse Bk3,2 überschritten 34 17
Vorgehensweise zur Ermittlung der Bk B2 = 0,8 B2+B1 = 3,3 B1+B2 = 3,3 B1 = 2,5 B1 = 2,5 B1+B2 = 3,3 B2+B1 = 3,3 B2 = 0,8 B [Mio.] B1 mittlere Bk3,2 B 2 mittlere Bk1,0 tatsächliche Belastung für den KVP: B = 3,3 Bk10 35 Einfluss der Beanspruchung Beanspruchung in Kreisverkehren wird von Geometrie und vom DTV (SV) Wert bestimmt. Es gibt keinen Grund für einen Abminderungsfaktor bei der B-Zahl für den Innenring von kleinen KVP 36 18
Hauptprobleme der gepflasterten Innenringe Schadensbeginn meist am Übergang Bord/Pflasterfläche besonders schnelle Schadensentwicklung im Einfahrtbereich (Stoßeintrag) vom gelockerten Bord aus wird dann auch die Asphaltbefestigung geschädigt 37 Hauptprobleme der gepflasterten Innenringe das Anfahren der Hochborde kann nicht ausgeschlossen werden Hochbord zur Kreisinsel muss anfahrende Räder ertragen können 38 19
Hauptprobleme der gepflasterten Innenringe Mit der gebundenen Pflasterbauweise ist es nicht gelungen die Anwendungsgrenzen der RStO für die Pflasterbauweise (in Innenringen) zu erweitern. Oberhalb von Bk3,2 wird die Beanspruchung durch den Schwerverkehr von gepflasterten Innenringen dauerhaft nicht ertragen. Bei der gebundenen Pflasterbauweise zeigten sich zusätzliche Probleme (gegenüber der ungebunden) bei der Erhaltung: schwierig zu reparieren, dadurch zeit- und kostenintensiv Wiederverwendung gebundener Pflastersteine praktisch nicht möglich sehr anfällig gegenüber Ausführungsfehlern 39 Alternativen Den gesamten Kreisel in Beton herzustellen hat bei hohem Schwerverkehrsanteil seine Berechtigung. nur den Innenring in Beton herzustellen ist sehr aufwendig keine Option Die Bauweise ist im Merkblatt für die Planung, Konstruktion und Bau von Verkehrsflächen aus Beton M VaB (FGSV 821) beschrieben. 40 20
Alternativen Griffigkeitsentwicklung muss noch beobachtet werden. eventuell Option bei hoher Verkehrsbelastung Halbstarre DS soll weiter erprobt werden (eventuell mit farblicher Gestaltung) Merkblatt für die Herstellung von Halbstarren Deckschichten M HD - Ausgabe 2010 (FGSV 729) 41 Wenn Pflaster, dann Merkblatt für versickerungsfähige Verkehrsflächen M VV Ausgabe 2013 Merkblatt für Dränbetontragschichten M DBT Ausgabe 2013 21
Wenn Pflaster, dann Ungebundene Pflasterbauweisen Für B- und L- Straßen (BB) ausgeschlossen Die ungebundene Pflasterbauweise besitzt gegenüber der gebundenen Bauweise Vorteile hinsichtlich der Reparaturmöglichkeiten sowie Nachhaltigkeit. Wenn Pflaster, dann Hinweise für gepflasterte Innenringe Granitpflaster ( 160 mm) und Granit-Kurvenstein (L:B 3:1) mit Mindestdruckfestigkeit 120MPa Tiefbord möglichst bündig mit Fahrbahn massive Hoch- und Tiefbordsegmente, damit das Pflaster so gut wie möglich eingespannt wird Fundamentbeton für Borde: C 20/25; für Tiefborde C 25/30 (Überfahrung) Bewegungsfugen (kompressible Fugeneinlage) in Betontragschicht bzw. in Fundament (ca. 6 m), darüber Scheinfuge (mit Fugenschnur und Verguss) für Erhalt der Einspannung Betontragschicht (Pflasterfläche) mind. C 20/25 mit mäßiger Wasserdurchlässigkeit (k f 1*10-6 m/s) zul. Einbautemperaturen, Schutzmaßnahmen, Nachbehandlung u. ä. gemäß ZTV Beton für Fahrbahndecken Bettungs- und Fugenmörtel sowie Haftbrücke als abgestimmtes System 44 22
Quelle: Merkblatt für Flächenbefestigungen mit Pflasterdecken und Plattenbelägen in ungebundener Ausführung sowie für Einfassungen M FP, Ausgabe 2015 45 Sach- und Fachkunde der Baufirmen / Einbautechnologie Qualitätsgemeinschaft Städtischer Straßenbau e.v. Gütesiegel nach Bauweisen (Walzasphalt, Gussasphalt, Betonstraßen, Steinstraßen) Vorbild: Gütegemeinschaft Kanalbau personelle und gerätetechnischen Anforderungen sowie Referenzen 16 Fachfirmen für Steinstraßenbau Stand Februar 2017 46 23
Wenn Asphalt, dann B 167 Neuruppin in Richtung Alt Ruppin, Umbau des KVP im Jahr 2014 47 48 24
Tiefbord als Abgrenzung bei Innenringen aus Asphalt hat der Tiefbord keine technische Funktion überfahrbare Tiefborde sind immer ein Schwachpunkt 2015 49 2016 50 25
Ersatz der Tiefborde durch Gussasphalt 2016 Tiefborde als Ersatz für eine Fahrbahnmarkierung (Breitstrich Z 295) unnötige Fehlerquelle (und Verteuerung) der Konstruktion 51 geprägter Gussasphalt 52 26
53 54 27
03.03.2017 Pflasteroptik 21.02.2017 VSVI-Seminar in Frankfurt (Oder) Breitstrich 55 Wie schnell kommt es zu Verformungen? Gibt es Unterschied in Akzeptanz zwischen Tiefbord u. Breitstrich? 21.02.2017 VSVI-Seminar in Frankfurt (Oder) 56 28
bautechnisch zweckmäßige Befestigungen im Innenring Belastungsklasse Pflaster (ungebunden) Pflaster (gebunden) halbstarre Deckschichten Gussasphalt Bk32 -- -- o + Bk10 -- -- o + Bk3,2 -- + + + Bk1,8 + + + + Bk1,0 + xx xx + Bk0,3 + xx xx + +.. geeignet o.. fehlende (Langzeit)-erfahrung --... nicht geeignet xx.. nicht sinnvoll / nicht wirtschaftlich 57 Zusammenfassung 58 29
Vielen Dank! 59 30