Eine Straße entsteht von unten nach oben, und jede Schicht hängt an der Tragfähigkeit der Schicht darunter. Wer die Reihenfolge verkürzt, schiebt den Fehler nach unten, wo er später nicht mehr erreichbar ist. Die Dicke des Oberbaus kommt aus den RStO, die Ausführung binden die ZTV für den Erdbau, für Schichten ohne Bindemittel und die ZTV Asphalt-StB. Die meisten Schäden an einer jungen Fahrbahn stammen nicht aus der Deckschicht, sondern aus einem Planum, das die geforderte Tragfähigkeit nie erreicht hat.
Wie beginnt der Straßenbau im Erdbau?
Mit dem Abtrag des Oberbodens, dem Herstellen von Einschnitten und Dämmen und dem Einstellen des Planums. Das Planum ist keine Höhenlinie, sondern ein Tragfähigkeitsnachweis. Auf frostempfindlichem Untergrund verlangt die ZTV E-StB dort einen Verformungsmodul Ev2 von mindestens 45 MN/m².
Der Boden entscheidet über den Aufwand. Bindige Böden lassen sich bei zu hohem Wassergehalt nicht verdichten, und dann hilft kein weiterer Walzübergang. Übliche Wege sind der Bodenaustausch, eine Bodenverfestigung mit hydraulischem Bindemittel oder eine qualifizierte Bodenverbesserung, abhängig von der Bodengruppe nach DIN 18196.
Das Planum trägt bereits die Querneigung des späteren Oberbaus. Wer es waagerecht abzieht, sammelt Wasser unter der Frostschutzschicht, und die Lastannahme der gebundenen Schichten stimmt damit nicht mehr.
Ausführung: Das Planum unmittelbar vor dem Einbau der nächsten Schicht abnehmen, nicht Tage vorher. Regen und Baustellenverkehr verändern die Tragfähigkeit innerhalb eines Tages, und der Nachweis gilt für den Zustand beim Einbau, nicht für den Zustand bei der Herstellung.
Steht das Planum, beginnt der frostsichere Teil des Oberbaus.
Welche Aufgabe hat die Frostschutzschicht im Oberbau?
Sie hält Wasser aus dem Tragkörper und nimmt dem Frost die Angriffsfläche. Ihre Dicke folgt aus der Belastungsklasse und der Frosteinwirkungszone. Für den frostsicheren Oberbau nennen die RStO Gesamtdicken von 40 cm bis 80 cm (RStO 12), abhängig von Zone, Bauweise und Wasserverhältnissen im Untergrund.
Das Korngemisch muss wasserdurchlässig bleiben und gleichzeitig standfest sein. Zu viel Feinkorn verstopft die Schicht, zu wenig Feinkorn nimmt ihr die Verdichtbarkeit. Die Anforderungen an das Baustoffgemisch und an den Einbau stehen in der ZTV SoB-StB, und die Lieferkörnung wird nach dem Regelwerk vor dem Einbau geprüft, nicht danach.
Die Schicht wird lagenweise eingebaut und lagenweise verdichtet. Eine zu dick geschüttete Lage lässt sich mit der Walze nicht durchverdichten, und die Dicke im eingebauten Zustand unterscheidet sich deutlich von der Schütthöhe. Gemessen wird deshalb an der fertigen Schicht und nicht am Lkw.
Auf der fertigen Frostschutzschicht wird die Tragfähigkeit erneut gemessen. Üblich ist ein Verformungsmodul Ev2 von mindestens 120 MN/m² (ZTV SoB-StB), und bei Schichten ohne Bindemittel begrenzt das Regelwerk zugleich das Verhältnis Ev2 zu Ev1 auf höchstens 2,2 (ZTV E-StB). Ein hoher Ev2 bei schlechtem Verhältniswert zeigt eine Schicht, die unter Last noch nachgibt.
Der Anschluss an die Entwässerung wird hier schon vorbereitet, weil die Schicht ihr Wasser seitlich abgeben muss.
Welche Tragschichten liegen zwischen Frostschutz und Deckschicht?
Je nach Bauweise eine Schottertragschicht, eine Tragschicht mit hydraulischem Bindemittel oder eine Asphalttragschicht. Die RStO ordnen jeder Belastungsklasse von Bk0,3 bis Bk100 eine fertige Schichtenfolge zu (RStO 12). Die Wahl der Bauweise ist damit keine Entscheidung der Bauleitung auf der Baustelle.
Tragschichten mit hydraulischem Bindemittel reißen beim Erhärten, und diese Risse arbeiten sich durch den Asphalt nach oben. Deshalb werden solche Schichten gekerbt oder vorgerissen, in einem Raster, das das Regelwerk und die Statik der Befestigung vorgeben. Ohne Kerbschnitt entsteht ein unkontrolliertes Rissbild, und das zeigt sich erst später in der Deckschicht.
Die Asphalttragschicht übernimmt den Lastabtrag und bringt die Fahrbahn auf Höhe. Ihre Dicke und die Bindemittelsorte richten sich nach der Belastungsklasse, und beim Fräsen im Bestand wird sie als erste Schicht angetastet.
Ausführung: Zwischen zwei Asphaltschichten gehört ein Haftkleber aus Bitumenemulsion in gleichmäßiger Menge, aufgesprüht und nicht aufgegossen. Eine Pfütze Emulsion in der Spur wirkt wie eine Trennschicht, und ein fehlender Schichtenverbund fällt bei der Abnahme auf, sobald die Bohrkerne an der Grenzfläche auseinanderfallen.
Bevor die nächste Schicht kommt, muss die vorhandene nachgewiesen sein.
Wie wird die Verdichtung jeder Schicht nachgewiesen?
Über Dichtebestimmung und Plattendruckversuch, je nach Schichtart. Für Schichten ohne Bindemittel verlangt die ZTV SoB-StB einen Verdichtungsgrad DPr von 100 %, in höheren Belastungsklassen für die Frostschutzschicht 103 %. Für Walzasphalt liegt der Mindestwert bei 97 % (ZTV Asphalt-StB).
Die Prüfung ist Teil der Eigenüberwachung des ausführenden Betriebs und wird durch die Kontrollprüfung des Auftraggebers ergänzt. Wo und wie oft geprüft wird, legt der Prüfplan fest, und dieser Plan gehört ins Protokoll der Bauüberwachung.
Woran scheitert der Verdichtungsnachweis auf der Baustelle?
Am Wassergehalt und an der Lagenstärke. Zu nass eingebautes Material verdichtet nicht, zu dick eingebaute Lagen verdichten nur oben. Beide Fehler erzeugen Messwerte, die an der Oberfläche vertretbar aussehen und in der Tiefe fehlen.
Der zweite häufige Grund ist die Prüfstelle selbst. Wer am Rand der Schüttung oder direkt in der Walzspur prüft, misst nicht die Fläche, sondern einen Einzelfall.
Mit nachgewiesenen Tragschichten ist die Fahrbahn bereit für die Decke.
Wie wird die Asphaltdeckschicht eingebaut?
Heiß, in einem Zug und möglichst ohne Längsnaht in der Fahrspur. Die zulässige Mindesttemperatur beim Einbau hängt von der Bindemittelsorte ab und steht in der ZTV Asphalt-StB. Unter dieser Temperatur lässt sich der Hohlraumgehalt nicht mehr auf das geforderte Maß bringen.
Die Beschickung des Fertigers entscheidet über die Gleichmäßigkeit. Ein leerlaufender Bunker oder ein stockender Lkw-Takt erzeugt Temperaturnester, und Temperaturnester werden später zu Ausmagerungen. Beschicker mit Zwischenlager halten den Materialstrom konstant.
Die Regelquerneigung in der Gerade beträgt 2,5 % (RAL), und die Deckschicht muss diese Neigung bis an den Rinnenstein tragen. Nähte und Anschlüsse werden heiß an heiß hergestellt, kalte Nahtflanken brauchen ein Fugenband oder eine Nahtverklebung.
Beim Bauen im Bestand liegt die größere Aufgabe nicht im Asphalt, sondern im Takt der Sperrungen. Wie ein Betrieb Bauabschnitte unter laufendem Verkehr ordnet, ist eine eigene Planungsaufgabe. Beim Fräsen der alten Decke entsteht quarzhaltiger Feinstaub, und welche Erfassung am Werkzeug dagegen hilft, hängt von der Geräteklasse ab.
Die fertige Decke führt das Wasser nur dort ab, wo die Entwässerung es aufnimmt.
Welche Entwässerung gehört zur Verkehrsfläche?
Alles von der Querneigung über Rinne und Straßenablauf bis zur Leitung und zum Vorfluter. Die Entwässerung ist keine Nebenleistung am Ende, sondern bestimmt die Höhenlage der gesamten Befestigung. Ein zu hoch gesetzter Ablaufrost zieht Wasser in die Tragschichten.
Straßenabläufe, Schächte und Rinnen kommen als Betonfertigteile auf die Baustelle und werden in Beton eingebettet. Wie Werkplanung, Transport und Montage solcher Bauteile aus dem Fertigteilwerk zusammenhängen, entscheidet über die Passung vor Ort.
Über die Aufnahmefähigkeit der Leitung entscheidet der Querschnitt, über die Aufnahmefähigkeit der Fläche die Anzahl und Lage der Abläufe. Beides gehört in eine Rechnung, weil ein großer Kanal mit zu wenigen Einläufen auf der Fahrbahn stehendes Wasser hinterlässt. Bei Versickerungsmulden kommt die Durchlässigkeit des Untergrunds hinzu.
Jede Durchdringung der gebundenen Schichten ist eine Schwachstelle. Der Ringraum um einen Schachtkranz wird deshalb sorgfältig verdichtet oder vergossen, und der Rahmen wird höhengerecht in den Asphalt eingepasst. Ein tiefer liegender Rahmen wird zur Mulde, ein hoher Rahmen zur Kante.
Die Schnittstelle zwischen den Gewerken liegt genau hier, zwischen Kanalbau und Straßenbau, und sie gehört in den Bauzeitenplan.
Woran zeigt sich bei der Abnahme eine fertige Straßenbefestigung?
An den Nachweisen und an der Oberfläche. Vor der Abnahme liegen die Eigenüberwachungsprüfungen, die Kontrollprüfungen, die Lieferscheine der Mischgutsorten und die Protokolle der Tragfähigkeitsmessungen vollständig vor. Fehlt eine Schicht in dieser Kette, fehlt der Nachweis für alles darüber.
Geprüft werden Schichtdicken an Bohrkernen, der Verdichtungsgrad, der Schichtenverbund, die Ebenheit und die Griffigkeit der Deckschicht. Für die Ebenheit der Deckschicht nennt die ZTV Asphalt-StB im Neubau 4 mm unter der 4 m langen Latte, und dieser Wert wird in Längs- und Querrichtung gemessen.
Zur Abnahme gehören auch die Randbereiche. Anschlüsse an Bordsteine, Einläufe und bestehende Fahrbahnen zeigen Risse und Setzungen zuerst, weil dort verdichtet wurde, wo die Walze nicht hinkam.
Offene Mängel werden mit Ort, Station und Foto erfasst und einer Schicht zugeordnet. Eine Setzung über einem Leitungsgraben ist ein anderer Vorgang als eine Ausmagerung in der Deckschicht, und die Zuordnung entscheidet darüber, wer nachbessert und wie tief.
Wer die Fläche danach über Jahre beobachten will, hält im Protokoll die Lage der Bohrkerne und die gemessene Querneigung fest. Beides macht eine spätere Veränderung messbar statt vermutbar.