Anforderungen an die Bettungsschicht

Die teilweise Zuordnung zu den alten Bauklassen nach RStO 01 erfolgt aufgrund der noch nicht vorliegenden Aktualisierung fortführender Regelwerke.

  • Filterstabilität
    Die Beständigkeit zweier benachbarter Gesteinskörnungsgemische gegen Kornumlagerungen an einer von Wasser umströmten Schichtgrenze wird als Filterstabilität bezeichnet. Die Schichten des gesamten Straßenoberbaus müssen zum Untergrund und untereinander filterstabil sein. Infolge von Sickerwasser, aufsteigendem Wasser oder durch dynamische Beanspruchung, dürfen keine Kornwanderungen zwischen den Schichten erfolgen.

    Sofern die Kornverteilung von zwei aneinander angrenzenden Baustoffgemischen  (Fugenmaterial/Bettungsmaterial und Bettungsmaterial/Tragschicht) erheblich voneinander abweichen, kann es bei Pflasterdecken infolge von Durchsickerung in Verbindung mit dynamischer Beanspruchung zu Kornumlagerungen kommen. Dieses kann z. B. dazu führen, dass Fugenmaterial in die Bettung abwandert. Insbesondere bei der Abwanderung von Fein-anteilen in die darunter liegende Schicht kann es zu einer Verringerung der Wasserdurchlässigkeit kommen. Dieses betrifft alle Schichtgrenzen, also zwischen Fugen- und Bettungsmaterial, zwischen Bettungsmaterial und oberer Tragschicht, zwischen Tragschichten untereinander und zwischen unterer Tragschicht und Untergrund. 

    Die Filterstabilität wird vorwiegend durch den Abstand der Kornverteilungslinien beeinflusst. Eine nicht ausreichende Filterstabilität haben Schichten mit einem großen Abstand der jeweiligen Kornverteilungskurven. Zur Beurteilung der Filterstabilität werden entsprechende Filterregeln verwendet.

    Der Nachweis der Filterstabilität nach dem derzeitig gültigen Regelwerk erfolgt anhand der folgenden drei Bedingungen:

  • Durchlässigkeitsbedingung
    Die Beurteilung, ob ein druck- und rückstaufreier Durchfluss des Wassers möglich ist, erfolgt anhand des Abstandsverhältnisses D15/d15.

  • Sicherheit gegen Erosion
    Es soll vermieden werden, dass sich die Körner des feinkörnigen Materials mit dem Durchmesser d durch die Poren des grobkörnigen Materials mit dem Durchmesser D hindurchbewegen. Das Porensystem des grobkörnigen Materials muss also das feinkörnige Material „abfiltern“. Als Beurteilungskriterium dient das Abstandsverhältnis D15/d85.

  • Sicherheit gegen Kontakterosion
    Kontakterosion kann an der Schichtgrenze von grob- zu feinkörnigen Schichten auftreten. Dabei kann es durch die Erosion des feinkörnigen Materials zu einem Einsacken grober Körner in die feinkörnige Schicht kommen. Die Beurteilung erfolgt hier anhand des Abstandsverhältnisses D50/d50.

    Die zum Nachweis der Filterstabilität von Baustoffgemischen mit einer Ungleichförmigkeitszahl Cu ≥15 bewährte Regel ist in der DIN 18035 Teil 5 beschrieben. Diese ist gemäß ZTV Pflaster-StB für den Nachweis zwischen Bettungsmaterial und oberer Tragschicht anzuwenden.

    D15/d85 ≤ 5 - Sicherheit gegen Erosion D50/d50 ≤ 25 - Sicherheit gegen Kontakterosion

    Die Durchlässigkeitsbedingung wird in den ZTV Pflaster-StB nicht gefordert. Ihre Einhaltung ist jedoch zu empfehlen, damit das über die Fugen eindringende Wasser rückstaufrei über die Bettung in die Tragschichten einsickern kann.

    D15/d15 ≥ 1 - Durchlässigkeitsbedingung
    mit
    D15; D5050 - Korndurchmesser [mm] des Tragschichtmaterials, der bei 15 bzw. 50 M.-% Siebdurchgang der Körnungslinie vorliegt.
    d15; d50; d85 - Korndurchmesser [mm] des Bettungsstoffes, der bei 15, 50 bzw. 85 M.-% Siebdurchgang der Körnungslinie vorliegt.

    Ist die Ungleichförmigkeitszahl eines der aneinander grenzenden Materialien kleiner als 15 (Cu < 15), so ist die vorgenannte Filterregel nicht mehr anwendbar. Aus diesem Grund wird zum Nachweis der Filterstabilität zwischen Fugen- und Bettungsmaterial die Anwendung der nachfolgenden Filteregel empfohlen.

    D15/d15 ≥ 1 - Durchlässigkeitsbedingung
    D15/d85 ≤ 4 - Sicherheitsbedingung gegen Erosion
    D50/d50 ≤ 5 - Sicherheitsbedingung gegen Kontakterosion (Abstand der Sieblinien)

    mit

    D15; D50 - Korndurchmesser [mm] des Bettungsstoffes, der bei 15 bzw. 50 M.-% Siebdurchgang der Körnungslinie vorliegt.
    d15; d50; d8 - Korndurchmesser [mm] des Fugenfüllstoffes, der bei 15, 50 bzw. 85 M.-% Siebdurchgang der Körnungslinie vorliegt.

    Bei der Verwendung von ungleichförmigen Baustoffgemischen wird das Kriterium der Filterstabilität in der Regel eingehalten.
  • Allgemeines
    Der Bettung und der Fuge kommt bei allen Pflasterdecken eine große Bedeutung zu. In der Bettung müssen u.a. die Steinhöhentoleranzen ausgeglichen werden, sie muss ausreichend wasserdurchlässig sein und die auftretenden Belastungen schadlos an die Unterlage weitergeben. Damit dieses schadlos geschieht, müssen an die Eigenschaften der  Bettungs- und Fugenmaterialien hohe Anforderungen gestellt werden. Die Art des Bettungs- und Fugenmaterials sollte in der Leistungsbeschreibung angegeben werden. Wenn die ZTV Pflaster-StB vereinbart ist, muss das Bettungs- und Fugenmaterial in der Ausschreibung angegeben werden. Das Bettungsmaterial muss in eingebautem Zustand eine standfeste Zusammensetzung zur Vermeidung von Kornumlagerungen bei gleichzeitiger Aufnahme der statischen und dynamischen Beanspruchung aufweisen.

    Gemische aus Gesteinskörnungen im grobkörnigen Bereich weisen in der Regel einen hohen Verformungswiderstand auf. Derartige Materialien neigen beim Einbau jedoch stärker zu Entmischungen als feinkörnig zusammengesetzte und sind weniger verdichtungswillig. Hierauf ist beim Einbau bzw. beim Verdichten zu achten.

    Es ist zweckmäßig für die Bettung und die Fugenfüllung das gleiche Baustoffgemisch zu verwenden. Bei der Auswahl des Materials sollte daher von vornherein darauf geachtet werden, dass das Baustoffgemisch sowohl die Anforderungen an die Bettungsmaterialien als auch an die Fugenmaterialien erfüllt. Bei gebrochenen Gesteinskörnungen ist dies in der Regel der Fall. Das erleichtert die Lagerung auf der Baustelle und vereinfacht die Verlegung und Verfugung, Verwechslungen der Baustoffgemische sind ausgeschlossen, das Kriterium der Filterstabilität ist immer eingehalten.

  • Bettungsmaterial (Bettungsstoff)
    Die Dicke der Bettung muss im verdichteten Zustand 3 cm bis 5 cm betragen. Bei Steinen mit einer Nenndicke ab 120 mm kann sie auch 4 cm bis 6 cm betragen. Die Auswahl des Bettungsmaterials muss im Hinblick auf die örtlichen Verhältnisse und die zukünftigen Beanspruchungen getroffen werden. Als Bettungsmaterialien sind Gemische aus Gesteinskörnungen 0/4 mm, 0/5 mm oder 0/8 mm, bei Steinen mit einer Nenndicke ab 120 mm und einer Bettungsdicke größer als 4 cm Gemische aus Gesteinskörnungen 0/11 mm zu verwenden. Als Bettungsmaterialien für Verkehrsflächen der Bauklassen III bis VI gemäß der RStO sollten Baustoffgemische verwendet werden, die jeweils die Anforderungen der Zeile 1 der Tabellen 4, 5 bzw. 6 der TL Pflaster-StB erfüllen. Für andere Verkehrsflächen können auch Bettungsmaterialien verwendet werden, die lediglich die Anforderungen der Zeile 2 der Tabellen 4, 5 bzw. 6 der TL Pflaster-StB erfüllen.

    Lieferkörnungen/Baustoffgemische 2/5, 2/8 oder 2/11 dürfen als Bettungsmaterial nur für Flächen verwendet werden, die für Kraftfahrzeuge nicht erreichbar sind!

    Für Verkehrsflächen, die der Bauklasse III oder IV zuzuordnen sind, müssen Gesteinskörnungen (Baustoffgemische  0/5, 0/8 oder 0/11) aus überwiegend gebrochenen Körnern mit einer hohen Kantigkeit verwendet werden, da sie einen höheren Reibungswinkel als runde Gesteinskörnungen haben. Für Verkehrsflächen, die der Bauklasse V oder VI zuzuordnen sind, sollten ebenfalls Gesteinskörnungen aus überwiegend gebrochenen Körnern verwendet werden, da sie aufgrund des höheren Reibungswinkels einen höheren Widerstand gegen Verformungen aufweisen.

    Der Anteil gebrochener Körner von groben Gesteinskörnungen > 2 mm wird im Labor durch Augenschein ermittelt. 

    Die Kantigkeit der feinen Gesteinskörnung 0/2 mm wird mit einem Ausflussmesser im Labor ermittelt. Hierfür wird die Gesteinskörnung in einen Behälter gefüllt und die Zeit gemessen, in der die feine Gesteinskörnung aus dem Behälter ausströmt. Über die Ausflusszeit wird der Fließkoeffizient bestimmt.

    Bei Verkehrsflächen, die der Bauklasse III oder IV zuzuordnen sind, müssen  Gesteinskörnungen verwendet werden, deren Fließkoeffizient der Kategorie ECS35 entspricht  und der Anteil gebrochener Oberflächen muss mindestens der Kategorie C90/3 entsprechen. Für Verkehrsflächen, die der Bauklasse V oder VI zuzuordnen sind, sind die gleichen Anforderungen zu empfehlen.

    Bei der Vibrationsverdichtung und durch die unvermeidbaren Bewegungen der Pflastersteine unter der Verkehrsbelastung dürfen die Gesteinskörnungen der Bettungsschicht nicht brechen oder sich zerreiben. Sie müssen deshalb einen hohen Widerstand gegen Zertrümmerung aufweisen. Bei befahrenen Flächen sollten die verwendeten Gesteine hinsichtlich des Widerstandes gegen Zertrümmerung (Schlagzertrümmerungswert) mindestens der Kategorie SZ22 (LA25) entsprechen. Bei Verkehrsflächen, die der Bauklasse III oder IV der RStO zuzuordnen sind und bei denen besondere Beanspruchungen auftreten (das ist in der Regel der Fall), oder solchen mit einer Tragschicht mit Bindemitteln, sollte der Schlagzertrümmerungswert der Kategorie SZ18 (LA20) entsprechen. Diese Angaben müssen unbedingt mit in die Leistungsbeschreibung aufgenommen werden, da sie sonst nicht zum Vertragsbestandteil werden. Materialien mit latent hydraulischen Eigenschaften (z.B. Kalkgestein) oder der Neigung zur nachträglichen Verfestigung (z. B. Hochofenschlacke, Hüttensande) sollten von vornherein in der Leistungsbeschreibung ausgeschlossen werden.

    Das Bettungsmaterial muss in verdichtetem Zustand ausreichend wasserdurchlässig sein und darf nicht in die Unterlage eindringen. 
  • Fugenmaterial (Fugenstoff)
    Die Fugenfüllung hat einen entscheidenden Einfluss auf den Widerstand gegen Verformungen. Dabei unterscheidet sich die Verdichtung der Fugenfüllung von der Verdichtung anderer ungebundener Materialien durch die fehlende Auflast. Eines der häufigsten Schadensbilder an Pflasterdecken sind offene, nicht vollständig gefüllte, Fugen. Der Fugenfüllungsgrad beeinflusst wesentlich die Kraftübertragung zwischen den Steinen/Platten. Nicht vollständig gefüllte Fugen begünstigen horizontale und vertikale Verformungen (Verschiebungen und Verkantungen). Unabhängig von Form und Größe der Pflastersteine kann sich eine Verbundwirkung innerhalb der Pflasterdecke nur bei Verwendung eines geeigneten Fugenmaterials und vollständig gefüllten Fugen aufbauen.

    Die Korngrößenverteilung des Fugenmaterials muss auf die Nutzung, die Fugenbreite und das Bettungsmaterial abgestimmt werden. Es sollten Baustoffgemische 0/4, 0/5 oder 0/8 als Fugenmaterialien verwendet werden. Als Fugenmaterialien für Verkehrsflächen der Bauklassen III bis VI gemäß der RStO sollten Baustoffgemische verwendet werden, die jeweils die Anforderungen der Zeile 1 der Tabelle 11 bzw. 12 der TL Pflaster-StB erfüllen. Für andere Verkehrsflächen können auch Fugenmaterialien verwendet werden, die lediglich die Anforderungen der Zeile 2 der Tabellen 11 bzw. 12 der TL Pflaster-StB erfüllen.

    Das Fugenmaterial muss sich vollständig in die Fugen einarbeiten lassen. Das Größtkorn sollte zur ausreichenden Kraftübertragung der Soll-Fugenbreite bzw. 0,8 x Soll-Fugenbreite entsprechen. Im Fugenmaterial enthaltenes Überkorn gelangt dann in unplanmäßig breitere Fugen oder muss vor dem Abrütteln abgefegt werden. Bei regelmäßig mit Kraftfahrzeugen befahrenen Flächen, muss das Fugenmaterial eine standfeste Zusammensetzung zur Vermeidung von Kornumlagerungen haben und dem Aussaugen, z. B. durch den Fahrverkehr, möglichst großen Widerstand leisten. Es sollten deshalb nur Gesteinskörnungen verwendet werden, deren Fließkoeffizient der Kategorie ECS35 entspricht  und der Anteil gebrochener Oberflächen muss mindestens der Kategorie C90/3 entsprechen (siehe unter Bettungsmaterial). 

    Die Korngrößenverteilung des Fugenmaterials muss auf die Korngrößenverteilung des Bettungsmaterials abgestimmt werden, damit eine ausreichende Filterstabilität der Materialien untereinander gewährleistet ist. Die obere Siebgröße D des Fugenfüllstoffes darf höchstens eine Korngröße kleiner sein als die obere Siebgröße D des Bettungsmaterials! Dabei gelten die Siebgrößen 4 mm und 5,6 (5) mm als eine Korngröße.

    Für das Fugenmaterial werden in der ZTV Pflaster-StB keine Anforderungen an die Festigkeit des Gesteins, wie dieses beim Bettungsmaterial der Fall ist, gestellt. Das Fugenmaterial wird durch die dynamische Beanspruchung durch den Verkehr jedoch ebenfalls sehr stark beansprucht. Durch die unvermeidbaren Bewegungen der Pflastersteine unter der Verkehrsbelastung, dürfen die Gesteinskörnungen der Fugenfüllung ebenfalls nicht brechen oder sich zerreiben. Auch die Gesteinskörnungen der Fugenfüllung sollten deshalb einen hohen Widerstand gegen Zertrümmerung aufweisen. Bei befahrenen Flächen sollten die verwendeten Gesteine hinsichtlich des Widerstandes gegen Zertrümmerung (Schlagzertrümmerungswert) deshalb mindestens der Kategorie SZ22 (LA25) entsprechen. Bei Verkehrsflächen, die der Bauklasse III oder IV der RStO zuzuordnen sind, sollte der Schlagzertrümmerungswert der Kategorie SZ18 (LA20) entsprechen. Materialien mit latent hydraulischen Eigenschaften (z. B. Kalkgestein) sollten von vornherein in der Leistungsbeschreibung ausgeschlossen werden. Diese Angaben müssen mit in die Leistungsbeschreibung aufgenommen werden, sonst werden sie nicht zum Vertragsbestandteil.

    Ist ein besonderer Fugenschluss vorgesehen, kann dafür eine Gesteinskörnung 0/2 verwendet werden, die nicht die Anforderungen der TL Pflaster-StB erfüllen muss. Für den Fugenschluss eignen sich Gesteinskörnungen mit hohem Feinanteil.