Fugen in Verkehrsflächen - Bauverlag
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<strong>Fugen</strong> <strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong><br />
Die Anforderungen der ZTV Fug-StB 01<br />
<strong>Fugen</strong><br />
Für den Straßenbau wurden die ZTV Fug-StB 01 („Zusätzliche Technische<br />
Vertragsbed<strong>in</strong>gungen und Richtl<strong>in</strong>ien für <strong>Fugen</strong> <strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong>“)<br />
[1] sowie die TL- und TP Fug-StB 01 („Technische Lieferbed<strong>in</strong>gungen<br />
für <strong>Fugen</strong>füllstoffe <strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong>“ und „Technische Prüfbed<strong>in</strong>gungen<br />
…“) [2, 3] im Juni 2002 offiziell e<strong>in</strong>geführt. Damit liegt jetzt<br />
e<strong>in</strong> umfassendes Regelwerk für <strong>Fugen</strong> <strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong> vor, <strong>in</strong> dem die<br />
entsprechenden Produkte und deren Prüfung/Zulassung und Verarbeitung<br />
nach dem aktuellen Erkenntnisstand geregelt werden.<br />
Dr. rer. nat. Hanns-Walter Tunger, Dipl.-Ing. Gerhard Gebhards, Leverkusen<br />
Vielfach wird kurz vor oder während<br />
der Ausführung von Bauleistungen über<br />
Details wie <strong>Fugen</strong> und Nähte heiß diskutiert,<br />
da die Ausführung dieser Details<br />
nicht ausreichend geklärt ist. Diese können<br />
jedoch Schwachpunkte des Gesamtbauwerkes<br />
bilden, wenn die Arbeiten<br />
nicht regelgerecht ausgeführt werden<br />
oder wenn Materialien ohne Zulassung<br />
und/oder Prüfung verwendet werden.Ungeprüfte<br />
Produkte können die Anforderungen<br />
unter Umständen nicht erfüllen,<br />
sodass deren Verwendung erfahrungsgemäß<br />
zu Schäden führt. Es ist daher unbed<strong>in</strong>gt<br />
erforderlich, dass aktuelle und<br />
e<strong>in</strong>deutige Richtl<strong>in</strong>ien und Bed<strong>in</strong>gungen<br />
für die Ausschreibung und für die Ausführung<br />
vorliegen. Alle Beteiligten müssen<br />
die gleiche Sprache sprechen und die<br />
Bauleistung muss gemäß der VOB e<strong>in</strong>deutig<br />
beschrieben werden. Solche e<strong>in</strong>deutigen<br />
Richtl<strong>in</strong>ien liegen mit den ZTV Fug-<br />
StB 01 („Zusätzliche Technische Vertragsbed<strong>in</strong>gungen<br />
und Richtl<strong>in</strong>ien für <strong>Fugen</strong> <strong>in</strong><br />
<strong>Verkehrsflächen</strong>“) sowie den TL- und TP<br />
Fug-StB 01 („Technische Lieferbed<strong>in</strong>gungen<br />
für <strong>Fugen</strong>füllstoffe <strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong>“<br />
und „Technische Prüfbed<strong>in</strong>gungen<br />
…“) vor.<br />
Neue ZTV Fug-StB 01 mit den<br />
TP/TL Fug-StB 01<br />
Grundsätzlich wird <strong>in</strong> den ZTV Fug-<br />
StB 01 und <strong>in</strong> den TL/TP Fug-StB 01 gefordert,<br />
dass alle behandelten Produkte über<br />
e<strong>in</strong> Grundprüfzeugnis verfügen müssen<br />
und dass sie eigen- und fremdüberwacht<br />
werden müssen.Das gilt sowohl für die <strong>Fugen</strong>massen<br />
als auch für die Voranstriche,<br />
wenn diese zum System gehören. Die Erfüllung<br />
der Anforderungen muss durch e<strong>in</strong>en<br />
Übere<strong>in</strong>stimmungsnachweis dokumentiert<br />
werden, der <strong>in</strong> Form des „Ü-Zeichens“<br />
auf die Verpackung aufgebracht<br />
werden muss. Der Verarbeiter und ggf. die<br />
Bauüberwachung können auf diese Weise<br />
sofort erkennen, ob e<strong>in</strong> geprüftes Produkt<br />
angewendet wird. Das Übere<strong>in</strong>stimmungszeichen<br />
wird der Herstellerfirma<br />
durch e<strong>in</strong> zugelassenes Prüf<strong>in</strong>stitut verliehen.<br />
Die ZTV Fug-StB 01 bestehen aus fünf<br />
Abschnitten, <strong>in</strong> denen Folgendes geregelt<br />
und beschrieben wird:<br />
Abschnitt 1<br />
Hier werden grundsätzlich die gleichen<br />
E<strong>in</strong>zelheiten beschrieben wie <strong>in</strong><br />
anderen Zusätzlichen Technischen Vertragsbed<strong>in</strong>gungen<br />
auch. Dies s<strong>in</strong>d die Begriffsbestimmungen<br />
sowie Anwendung,<br />
Baugrundsätze, Baustoffe, Ausführung,<br />
Prüfungen, Abnahme, Gewährleistung<br />
und Abrechnung.<br />
Abschnitt 2<br />
Dieser Abschnitt für heiß verarbeitbare<br />
<strong>Fugen</strong>massen soll das MEB 82 („Merkblatt<br />
für die <strong>Fugen</strong>füllung <strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong><br />
aus Beton“ von 1982) ersetzen.Die<br />
heiß verarbeitbaren, bitumenhaltigen <strong>Fugen</strong>massen<br />
werden u. a. nach der Anwendung<br />
unterschieden <strong>in</strong>:<br />
1 Das Ü-Zeichen für das TOK-Band<br />
■ heiß verarbeitbare <strong>Fugen</strong>massen für<br />
<strong>Verkehrsflächen</strong> aus Asphalt und aus<br />
Beton<br />
■ Pflasterfugenmassen<br />
■ Schienenfugenmassen<br />
■ Rissmassen<br />
■ elastische <strong>Fugen</strong>massen.<br />
Die e<strong>in</strong>zelnen Massen werden <strong>in</strong> unterschiedlichen<br />
Bereichen e<strong>in</strong>gesetzt und<br />
müssen dementsprechend spezielle Anforderungen<br />
erfüllen. Daher werden sie <strong>in</strong><br />
unterschiedlichen Verfahren geprüft und<br />
müssen über entsprechende Kennwerte<br />
verfügen. Es muss daher bei der Planung<br />
und Ausschreibung sowie bei der Verar-<br />
tis 9/2003 23
<strong>Fugen</strong><br />
beitung beachtet werden, ob beispielsweise<br />
<strong>Fugen</strong> <strong>in</strong> Pflasterflächen oder <strong>Fugen</strong><br />
an Schienen verfüllt werden müssen.<br />
Die konstruktiven Details der <strong>Fugen</strong><br />
s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> verschiedenen E<strong>in</strong>satzgebieten<br />
ebenfalls unterschiedlich.Bei <strong>Fugen</strong> <strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong><br />
aus Beton oder Asphalt beispielsweise<br />
soll die <strong>Fugen</strong>füllungstiefe das<br />
1,5- bis 2,5fache der <strong>Fugen</strong>breite betragen.<br />
Diese beträgt <strong>in</strong> der Regel m<strong>in</strong>destens<br />
10 mm.Bei <strong>Fugen</strong> an Schienen und an<br />
Brückenkappen dagegen s<strong>in</strong>d völlig andere<br />
Abmessungen zu f<strong>in</strong>den.Die <strong>Fugen</strong>breiten<br />
und -tiefen können wesentlich größer<br />
se<strong>in</strong>. <strong>Fugen</strong> <strong>in</strong> befahrenen Flächen sollen<br />
nicht bis zur Oberkante verfüllt werden,<br />
damit e<strong>in</strong> Ausquellen der <strong>Fugen</strong>füllung<br />
bei e<strong>in</strong>er temperaturbed<strong>in</strong>gten Verr<strong>in</strong>gerung<br />
der <strong>Fugen</strong>breite ausgeschlossen<br />
wird. Weiterh<strong>in</strong> soll e<strong>in</strong> Reifenkontakt vermieden<br />
werden, der die <strong>Fugen</strong>füllung mechanisch<br />
beanspruchen würde.<br />
Abschnitt 3<br />
In diesem Abschnitt werden detaillierte<br />
Anforderungen an kalt verarbeitbare<br />
Dichtstoffe beschrieben. Dabei kann es<br />
sich um e<strong>in</strong>- oder zweikomponentige<br />
Dichtstoffe handeln, die beispielsweise an<br />
Tankstellen oder an Lagern für wassergefährdende<br />
Stoffe e<strong>in</strong>gesetzt werden. Sie<br />
müssen gegebenenfalls über e<strong>in</strong>e spezielle<br />
chemische Beständigkeit gegen die auftretenden<br />
Medien verfügen.Die kalt verarbeitbaren,<br />
<strong>in</strong> der Regel zweikomponentigen<br />
Materialien s<strong>in</strong>d anspruchsvoll <strong>in</strong> der<br />
Verarbeitung.Im Umweltschutz dürfen die<br />
Arbeiten i. d. R. ausschließlich von Fachbetrieben<br />
gemäß dem § 19 des Wasserhaushaltsgesetzes<br />
ausgeführt<br />
werden.<br />
Die Fachbetriebe<br />
müssen die Fachkenntnis<br />
und die<br />
erforderliche Ausrüstung<br />
nachweisen<br />
sowie e<strong>in</strong>en<br />
betrieblich Verantwortlichen<br />
für die<br />
Arbeiten benennen.<br />
Abschnitt 4<br />
Der Abschnitt<br />
4 für elastische Profile<br />
soll die ZTV Fug<br />
3-StB 95 [4] aus<br />
3 Masch<strong>in</strong>elle Verarbeitung e<strong>in</strong>es Bitumenfugenbandes mit dem TOKOMAT<br />
dem Jahr 1995 ersetzen, <strong>in</strong> denen bereits<br />
Anforderungen an Profile geregelt wurden.<br />
Diese werden für die Abdichtung von<br />
<strong>Fugen</strong> <strong>in</strong> Betonflächen e<strong>in</strong>gesetzt und verfügen<br />
über den Vorteil, dass sie nahezu<br />
witterungsunabhängig verarbeitet werden<br />
können. In die überarbeitete Fassung<br />
s<strong>in</strong>d Erfahrungen aus der Praxis e<strong>in</strong>geflossen,<br />
welche die Arbeiten auf der Baustelle<br />
vere<strong>in</strong>fachen und damit für alle Beteiligten<br />
erleichtern sollen. Weiterh<strong>in</strong> wurden<br />
die offenen Profile („Tannenbaumprofile“)<br />
aufgenommen, die <strong>in</strong> der Geometrie und<br />
<strong>in</strong> der Materialzusammensetzung gegenüber<br />
den geschlossenen Profilen („Hohlkammerprofile“)<br />
verbessert wurden.<br />
2 Verlegung des selbstklebenden TOK-Band SK; deutlich erkennbar die weiße<br />
Klebeschicht<br />
Abschnitt 5<br />
Mit diesem Abschnitt liegt erstmals<br />
e<strong>in</strong> Regelwerk für anschmelzbare<br />
Bitumenfugenbänder vor. Für diese Produkte<br />
gab es bisher weder offizielle Verarbeitungsvorschriften<br />
noch Prüf- und/oder<br />
Lieferbed<strong>in</strong>gungen. Lange Zeit konnten<br />
daher Produkte angeboten und verarbeitet<br />
werden, welche die Anforderungen <strong>in</strong><br />
der Praxis nicht erfüllen konnten. E<strong>in</strong> weiterer<br />
Schwachpunkt war die Verarbeitung,<br />
da die <strong>Fugen</strong>bänder vielfach nicht angeschmolzen<br />
wurden und ke<strong>in</strong> Voranstrich<br />
e<strong>in</strong>gesetzt wurde. Viele Beteiligte waren<br />
irrtümlicherweise der Me<strong>in</strong>ung, dass diese<br />
Arbeitsschritte e<strong>in</strong>gespart werden könnten<br />
und die <strong>Fugen</strong>bänder ihre Funktion<br />
dennoch erfüllen würden. Dass dem nicht<br />
so ist, wurde bereits im Jahr 2000 durch<br />
umfangreiche Versuche im Rahmen e<strong>in</strong>er<br />
Diplomarbeit über Anschlüsse im Asphaltstraßenbau<br />
nachgewiesen [5]. Schäden<br />
und unter Umständen auch e<strong>in</strong>e generell<br />
kritische Beurteilung der Bitumenfugenbänder<br />
waren die Folge dieser unnötigen<br />
Verarbeitungsfehler.<br />
Die ZTV Fug-StB 01 mit den TL/TP Fug-<br />
StB 01 def<strong>in</strong>ieren Anforderungen an die Bitumenfugenbänder<br />
und an deren Verarbeitung,<br />
die bei e<strong>in</strong>er konsequenten Anwendung<br />
zu e<strong>in</strong>er deutlichen Qualitätssteigerung<br />
führen müssten. Gefordert<br />
wird u. a.:<br />
■ für das <strong>Fugen</strong>band und für den Voranstrich<br />
muss e<strong>in</strong> Grundprüfzeugnis vorliegen<br />
■ für die Produkte muss e<strong>in</strong> Fremdüberwachungsvertrag<br />
abgeschlossen werden,<br />
ferner muss e<strong>in</strong>e regelmäßige Eigenüberwachung<br />
erfolgen<br />
■ die Verpackung muss mit e<strong>in</strong>em Ü-Zeichen<br />
gekennzeichnet werden (Abb. 1).<br />
■ die Anschlussflanken müssen sauber<br />
und fest se<strong>in</strong><br />
■ die Höhe des Bandes soll die Deckschichtstärke<br />
+ 5 mm betragen.<br />
24 tis 9/2003
Neue Generation von<br />
Bitumenfugenbändern<br />
Es gibt seit Jahren Produkte,die bereits<br />
gemäß den Vorgaben der TL/TP Fug-StB<br />
01 geprüft wurden.E<strong>in</strong> Beispiel s<strong>in</strong>d die Bitumenfugenbänder<br />
TOK-Band spezial und<br />
TOK-Band SK der Denso GmbH. Für diese<br />
<strong>Fugen</strong>bänder und für die dazugehörigen<br />
Voranstriche Corrisol Spezial und TOK-Primer<br />
SK liegen seit Jahren die offiziellen<br />
Prüfungsberichte vor. Dass die Produkte<br />
bei e<strong>in</strong>wandfreier Verarbeitung <strong>in</strong>sbesondere<br />
die Anforderungen an die Dehnungsund<br />
Haftungseigenschaften erfüllen, wurde<br />
durch umfangreiche Versuche im Rahmen<br />
e<strong>in</strong>er Diplomarbeit nachgewiesen.<br />
Dabei wurde auch festgestellt, dass e<strong>in</strong><br />
Voranstrich erforderlich ist und dass anschmelzbare<br />
Bitumenfugenbänder angeschmolzen<br />
werden müssen. Die Wärmeenergie<br />
des Heißasphalts reicht nicht aus,<br />
um das <strong>Fugen</strong>band vollständig aufzuschmelzen<br />
und an beiden Seiten mit den<br />
<strong>Fugen</strong>flanken zu verb<strong>in</strong>den. Bei sommerlichen<br />
Außentemperaturen wurden an der<br />
„kalten Seite“ des <strong>Fugen</strong>bandes lediglich<br />
Maximaltemperaturen zwischen 96,4 °C<br />
und 53,8 °C gemessen [5], die für das vollständige<br />
Durchschmelzen des <strong>Fugen</strong>bandes<br />
nicht ausreichen können.<br />
Um die Verarbeitung zu vere<strong>in</strong>fachen<br />
und die Qualität zu verbessern, hat die<br />
Denso GmbH vor e<strong>in</strong>igen Jahren das neue<br />
selbstklebende TOK-Band SK entwickelt<br />
und <strong>in</strong> den Markt e<strong>in</strong>geführt. Dieses Produkt<br />
braucht nicht mehr angeschmolzen<br />
zu werden, sodass die o.g. Verarbeitungsfehler<br />
ausgeschlossen werden.<br />
Für spezielle Anwendungen an Schienen<br />
und <strong>in</strong> anderen Bereichen wurde<br />
das Bitumenfugenband TOK-Band T entwickelt.<br />
Dieses verfügt auch bei extrem<br />
tiefen Temperaturen über sehr gute Dehnungs-<br />
und Haftungseigenschaften und<br />
4 Rabegerät mit e<strong>in</strong>gebautem Prüfkörper<br />
(<strong>Fugen</strong>band)<br />
erfüllt u. a. die Anforderungen der TL bit-<br />
Fug 82 [6].<br />
Die Verarbeitung der Bitumenfugenbänder<br />
kann manuell und masch<strong>in</strong>ell erfolgen.<br />
Für die masch<strong>in</strong>elle Verlegung stehen<br />
seit Jahren bewährte Spezialgeräte<br />
zur Verfügung. Dabei handelt es sich um<br />
Verlegegeräte, mit denen sowohl anschmelzbare<br />
als auch selbstklebende <strong>Fugen</strong>bänder<br />
schnell und mit hoher Qualität<br />
verarbeitet werden können.E<strong>in</strong> sehr gutes<br />
und praxisbewährtes Verfahren ist das masch<strong>in</strong>elle<br />
Verlegen der <strong>Fugen</strong>bänder mit<br />
dem TOKOMAT. Bei diesem Verfahren wird<br />
das <strong>Fugen</strong>band <strong>in</strong> dem Gerät <strong>in</strong> der gewünschten<br />
Abmessung geformt und <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em<br />
warmen und plastischen Zustand<br />
über e<strong>in</strong>e Austragsdüse direkt an die Flanke<br />
angearbeitet. Das Verfahren ist <strong>in</strong>sbesondere<br />
für raue und unregelmäßige<br />
Flanken geeignet. Die Qualität dieses Verfahrens<br />
wurde durch umfangreiche Laborversuche<br />
und durch Baustellenprüfungen<br />
an Bohrkernen nachgewiesen. Dabei wurden<br />
Bohrkerne aus <strong>Fugen</strong> entnommen,<br />
die <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Autobahn dem Verkehr über<br />
5 Jahre ausgesetzt waren. Die <strong>Fugen</strong> waren<br />
auch nach diesem langen Zeitraum<br />
noch dicht und das <strong>Fugen</strong>band erfüllte<br />
noch die Anforderungen der TL/TP Fug-<br />
StB 01 [7].<br />
E<strong>in</strong> großer Vorteil der Bitumenfugenbänder<br />
allgeme<strong>in</strong> ist, dass die Baustelle<br />
nach dem E<strong>in</strong>bau und Abkühlen des Asphaltes<br />
für den Verkehr freigegeben werden<br />
kann. Der Zeitraum für die Verkehrssperrung<br />
kann damit kurz gehalten werden.<br />
Das (nachträgliche) Schneiden und<br />
Vergießen muss dagegen <strong>in</strong> zwei Arbeitsgängen<br />
erfolgen, die <strong>in</strong> der Regel e<strong>in</strong>e<br />
zweimalige Absperrung erfordern.<br />
Materialkennwerte von<br />
Bitumenfugenbändern<br />
Die wesentlichen Eigenschaften <strong>in</strong> der<br />
Praxis s<strong>in</strong>d die feste Verb<strong>in</strong>dung mit der<br />
Flanke und die Dehnfähigkeit bei Bewegungen<br />
des <strong>Fugen</strong>spaltes. Dafür s<strong>in</strong>d bestimmte<br />
Materialeigenschaften erforderlich,<br />
die sich i. d. R. auch auf die Verarbeitbarkeit<br />
und auf die Lagerfähigkeit auswirken.<br />
So wäre es für die Verarbeitung bei<br />
tiefen Temperaturen vorteilhaft, e<strong>in</strong> möglichst<br />
weiches <strong>Fugen</strong>band zu verwenden.<br />
Dieses könnte jedoch im Sommer bei hohen<br />
Temperaturen kaum verarbeitet wer-<br />
tis 9/2003 25
<strong>Fugen</strong><br />
den, da es „zerfließen“ würde. Die e<strong>in</strong>zelnen<br />
Materialeigenschaften müssen daher<br />
genau aufe<strong>in</strong>ander abgestimmt werden,<br />
damit e<strong>in</strong> optimales Produkt entsteht, das<br />
die Anforderungen erfüllen kann. Es s<strong>in</strong>d<br />
umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten<br />
zu leisten, die folgend anhand<br />
von Laborprüfungen auszugsweise<br />
beschrieben werden.<br />
Dehn- und Haftvermögen<br />
Das Dehn- und Haftvermögen von Bitumenfugenbändern<br />
wird gemäß den TL<br />
Fug-StB 01 mit dem <strong>Fugen</strong>modell nach<br />
Rabe bestimmt.Bei diesem Verfahren wird<br />
zwischen zwei Betonprismen e<strong>in</strong>e Modellfuge<br />
mit den Abmessungen 200 x 30 x<br />
15 mm mit dem zu prüfenden <strong>Fugen</strong>band-<br />
System ausgebildet, die anschließend e<strong>in</strong>er<br />
def<strong>in</strong>ierten Dehnung unterzogen<br />
wird. Die Dehnung erfolgt alle 6 M<strong>in</strong>uten<br />
<strong>in</strong> 0,1-mm-Schritten, wobei die auf die<br />
Flanken wirkende Kraft bestimmt wird. Es<br />
wird gemäß der Schweizer Norm SNV<br />
671920, aber – entsprechend den Vorgaben<br />
der TL Fug-StB 01 - mit e<strong>in</strong>er abweichenden<br />
Prüftemperatur von –10 °C gearbeitet.<br />
Gefordert s<strong>in</strong>d m<strong>in</strong>destens 10 %<br />
Dehnfähigkeit.<br />
E<strong>in</strong> Rabe-Prüfgerät ist <strong>in</strong> Abb. 4 dargestellt.<br />
Das standardmäßig manuell zu betreibende<br />
Gerät ist im werkseigenen Labor<br />
für den vollautomatischen Betrieb<br />
umgerüstet worden, da zahlreiche Messungen<br />
durchzuführen waren. Die Kraftund<br />
Wegmessung erfolgt durch elektronische<br />
Aufnehmer mit nachgeschalteter<br />
Messwerterfassungs-Software.<br />
Um e<strong>in</strong>e umfassende Darstellung zu<br />
erhalten,wurde e<strong>in</strong>e vergleichende Untersuchung<br />
von e<strong>in</strong>igen <strong>Fugen</strong>bändern (mit<br />
dazugehörigen Voranstrichen) verschiedener<br />
Hersteller,wie sie <strong>in</strong> Deutschland im<br />
Handel vertreten s<strong>in</strong>d, durchgeführt. Abweichend<br />
von der Prüfvorschrift der TL<br />
Fug-StB 01 bzw.der SNV 671920 wurde die<br />
Prüfung nicht nach Erreichen der erforderlichen<br />
Dehnung von 10 % beendet, sondern<br />
kont<strong>in</strong>uierlich weitergeführt.Es sollte<br />
die Grenzdehnung bestimmt werden, bei<br />
der e<strong>in</strong>e Ablösung zwangsläufig erfolgen<br />
würde.<br />
Zwei typische Messkurven, die bei diesem<br />
Versuch über die Messzeit erhalten<br />
wurden,s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> Abb.5 und 6 zu sehen.Man<br />
erkennt die fortschreitende Dehnung <strong>in</strong><br />
0,1-mm-Schritten (untere rote, treppenförmige<br />
Kurve), während die obere<br />
blaue Kurve den Kraftverlauf zeigt. Im<br />
Moment des Dehnens schnellt die Kraft<br />
5 Kraft-Weg-Diagramm der Dehnungsprüfung<br />
(TOK-Band spezial); die geforderte Dehnung von<br />
10 % wurde erreicht, erste langsame Ablösungen<br />
waren nach 2 Stunden bei ca. 13 % Dehnung zu<br />
beobachten<br />
hoch (senkrechter Strich), um dann <strong>in</strong>nerhalb<br />
der folgenden sechs M<strong>in</strong>uten langsam<br />
abzufallen, weil das Material auf<br />
Grund se<strong>in</strong>er plastischen Eigenschaften<br />
nachgibt.<br />
Die Kurve <strong>in</strong> Abb.5 ist e<strong>in</strong> erfolgreicher<br />
Testdurchlauf mit e<strong>in</strong>er erreichten Dehnung<br />
von ca. 13 % (TOK-Band spezial). Ab<br />
ca. 11 % Dehnung (1,7 mm Dehnweg) fallen<br />
die Kraftspitzen bei Dehnung leicht ab,<br />
bei 2,0 mm ist am Probekörper e<strong>in</strong>e leichte<br />
Ablösung zu erkennen. Bei 2,2 mm wurde<br />
die Prüfung gestoppt (Kriterium nach SNV<br />
671920: „… wenn wesentliche Ablösungen<br />
oder Risse sichtbar auftreten“).Wie die<br />
langsam abfallenden Kraftwerte zeigen,<br />
erfolgt die Ablösung nicht als spontanes<br />
Abreißen, sondern allmählich über die<br />
Fläche mit immer noch gut haftenden Bereichen.<br />
Die Kurve <strong>in</strong> Abb.6 zeigt dagegen e<strong>in</strong>e<br />
Probe e<strong>in</strong>es ungeeigneten Billigproduktes<br />
ohne Prüfzeugnis,die sich bei 1,1 mm Dehnung<br />
(ca. 7 %) bereits ablöst und beim folgenden<br />
Dehnschritt komplett abreißt.<br />
6 Kraft-Weg-Diagramm der Dehnungsprüfung<br />
e<strong>in</strong>es ungeeigneten Produktes; vollständige<br />
Ablösung bereits bei ca. 7 % Dehnung nach<br />
1 Stunde und 12 M<strong>in</strong>uten<br />
Ergebnisse der Dehn- und Haftprüfungen<br />
Betrachtet<br />
man die Messergebnisse,so<br />
zeigen<br />
sich sehr unterschiedliche<br />
Ergebnisse.<br />
Während e<strong>in</strong>ige<br />
Materialien sicher<br />
die Dehnung<br />
von 10 % erreichen<br />
und überschreiten,<br />
weisen andere bereits<br />
bei ger<strong>in</strong>gen<br />
Dehnungen Ablösungen<br />
von den<br />
Flanken auf (Abb.7,<br />
blaue Säulen). Hier<br />
ist davon auszugehen,<br />
dass die Fuge auf die Dauer undicht<br />
wird.<br />
Neben dem Erreichen der geforderten<br />
Dehnung ist es s<strong>in</strong>nvoll, sich weitere Prüfkriterien<br />
<strong>in</strong>nerhalb des Rabe-Dehnversuches<br />
anzusehen. In der TL Fug-StB 01<br />
wird neben der Dehnfähigkeit von m<strong>in</strong>destens<br />
10 % der <strong>Fugen</strong>breite be –10 °C<br />
Prüftemperatur auch gefordert, dass die<br />
Spannung an der <strong>Fugen</strong>flanke bei der<br />
Dehnung maximal 1 N/mm 2 beträgt<br />
(Übertragen auf das <strong>Fugen</strong>modell würde<br />
diese Spannung e<strong>in</strong>er Last von 600 kg entsprechen,<br />
die auf den Prüfkörper e<strong>in</strong>wirken<br />
würde).S<strong>in</strong>n dieser Forderung ist,dass<br />
e<strong>in</strong> <strong>Fugen</strong>dichtstoff im Falle der Dehnung<br />
ke<strong>in</strong>e zu hohen Kräfte an den Flanken<br />
aufbaut, die zu e<strong>in</strong>em schnellen Versagen<br />
der Verb<strong>in</strong>dung Flanke-Band oder gar zu<br />
Ausrissen <strong>in</strong> der Asphaltmatrix führen<br />
können.<br />
Betrachtet man die Ergebnisse des<br />
Rabe-Dehnversuches bezüglich der gemessenen<br />
Kräfte, so zeigt sich <strong>in</strong> dieser<br />
Untersuchung, dass der Grenzwert von<br />
1 N/mm 2 von ke<strong>in</strong>em untersuchten System<br />
überschritten wurde. Die Werte lagen<br />
7 Vergleich der Eigenschaften verschiedener <strong>Fugen</strong>bandproben<br />
26 tis 9/2003
8 <strong>Fugen</strong>bandproben nach dem „Knicktest“ im<br />
Vergleich. L<strong>in</strong>ks e<strong>in</strong> dehnfähiges Produkt, rechts<br />
e<strong>in</strong> hartes Material, das beim Biegen sofort bricht<br />
Fotos u. Abbildungen: Denso<br />
<strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Bereich von 0,22–0,42 N/mm 2<br />
(Abb. 7, rote Säulen).<br />
Auffallend war, dass <strong>Fugen</strong>bänder, die<br />
schnell hohe Kräfte aufbauen, oftmals<br />
schnell abreißen und somit nur ger<strong>in</strong>ge<br />
Dehnwerte aufweisen (Abb. 7, System 5<br />
und 6); umgekehrt ist das Vorliegen ger<strong>in</strong>gerer<br />
Kräfte an der Flanke noch ke<strong>in</strong>e Gewähr<br />
für e<strong>in</strong>en sicheren Verbund (System 7<br />
und 8).<br />
Bänder, die Flankenspannungen zwischen<br />
0,30–0,35 N/mm 2 aufwiesen, zeigten<br />
höchst unterschiedliches Verhalten<br />
bei anderen Prüfungen: Während e<strong>in</strong>e Serie<br />
Dehnungen von lediglich 4,5–8 % lieferte<br />
(System 7 und 8),lag die andere Serie<br />
(System 2–4,TOK-Band spezial und SK) mit<br />
11–14 % klar im Soll. (System 2 und 3 s<strong>in</strong>d<br />
TOK-Band SK, wobei System 2 frisch aus<br />
der Produktion entnommenes Material ist<br />
und System 3 aus e<strong>in</strong>em Rücklage-Karton<br />
aus dem Jahre 1997 stammt. System 4 ist<br />
TOK-Band spezial aus aktueller Produktion.Die<br />
Werte s<strong>in</strong>d bei allen Systemen nahezu<br />
identisch, was für e<strong>in</strong>e über Jahre<br />
gleichbleibende Qualität spricht.)<br />
Die Beschaffenheit des Materials e<strong>in</strong>es<br />
<strong>Fugen</strong>bandes offenbart sich sehr schnell,<br />
wenn das Band von Hand scharf geknickt<br />
wird.Wie Abb.7 im Vergleich mit TOK-Band<br />
spezial (l<strong>in</strong>ks) deutlich zeigt,gibt es <strong>Fugen</strong>bänder,<br />
die bei diesem Vorgang fast vollständig<br />
brechen. Dieser oftmals von den<br />
Ausführenden als „Verarbeitungsvorteil“<br />
bezeichnete Effekt (man kann das Band<br />
e<strong>in</strong>fach auf Länge brechen, ohne schneiden<br />
zu müssen) verkehrt sich im E<strong>in</strong>bauzustand<br />
sehr schnell <strong>in</strong>s Gegenteil,wenn dieses<br />
Brechen bereits nach sehr kurzen<br />
Dehnwegen <strong>in</strong> der Fuge auftritt und diese<br />
damit undicht wird.Im Rabe-Test wies dieses<br />
Material bezeichnenderweise die ger<strong>in</strong>gste<br />
Dehnung auf.<br />
Es ist deshalb unerlässlich, die Dehnfähigkeit<br />
und die auftretenden Kräfte zusammen<br />
mit den Materialeigenschaften<br />
des <strong>Fugen</strong>bandes zu betrachten. Geme<strong>in</strong>h<strong>in</strong><br />
würde man bei niedrigen Flankenkräften<br />
e<strong>in</strong> weiches Material erwarten,<br />
während hohe Kräfte für e<strong>in</strong> hartes Material<br />
sprechen. Weiche Materialien sollten<br />
sich besser verformen, woh<strong>in</strong>gegen hohe<br />
Kräfte bei gleichzeitig hoher Dehnung für<br />
e<strong>in</strong>en festen Verbund von <strong>Fugen</strong>band und<br />
Flanke sprechen.<br />
E<strong>in</strong>fluss der Plastizität<br />
Während die Dehnung bei –10 °C bestimmt<br />
wird, um das sichere Dichten beim<br />
thermischen Schrumpf der abzudichtenden<br />
Fläche zu bestimmen, ist die Penetration<br />
der <strong>Fugen</strong>bandmasse als Maß für die<br />
Weichheit des Materials bei höheren Temperaturen<br />
das kritische Maß. Bei diesem<br />
Versuch gemäß der britischen Norm BS<br />
2499,Teil 3 von 1993 (8) wird die E<strong>in</strong>dr<strong>in</strong>gtiefe<br />
e<strong>in</strong>es spitzen konischen Prüfkörpers<br />
(„Konuspenetration“) <strong>in</strong> das Bandmaterial<br />
bestimmt; hohe Werte bedeuten tiefes<br />
E<strong>in</strong>dr<strong>in</strong>gen und somit e<strong>in</strong> weiches Material<br />
und umgekehrt.<br />
Erwärmt sich das <strong>Fugen</strong>band beispielsweise<br />
<strong>in</strong>folge Sonnene<strong>in</strong>strahlung,<br />
wird es weicher und im Extremfall klebrig<br />
und schmierig. E<strong>in</strong>e Temperatur von 40 °C,<br />
die hier für die Bestimmung der Konuspenetration<br />
gewählt wurde, ist e<strong>in</strong>e im Sommer<br />
zu erwartende Temperatur. Erfahrungsgemäß<br />
können die Bänder bei Lagerung<br />
<strong>in</strong> Conta<strong>in</strong>ern oder Fahrzeugen <strong>in</strong> der<br />
Sonne bis zu 70 °C warm werden. Ist hier<br />
das Band zu weich,kann es kaum noch verarbeitet<br />
werden.<br />
Vergleicht man die <strong>in</strong> Abb. 7 dargestellten<br />
Werte, so sieht man, dass die Bänder<br />
mit e<strong>in</strong>er höheren Penetration (dargestellt<br />
als gelbe Säulen) erwartungsgemäß<br />
höhere Dehnungen <strong>in</strong> der Kälte aufweisen,<br />
während ger<strong>in</strong>ge Penetrationswerte<br />
mit niedriger Dehnfähigkeit e<strong>in</strong>hergehen.<br />
Betrachtet man die gemessenen Maximalkräfte,so<br />
ist die Korrelation nicht so e<strong>in</strong>fach;<br />
hier zeigen sich Unterschiede, die <strong>in</strong><br />
den Materialeigenschaften begründet<br />
s<strong>in</strong>d.<br />
Betrachtet man die Systeme <strong>in</strong> dem<br />
vergleichbaren Maximalkraftbereich von<br />
0,30–0,34 N/mm 2 , so f<strong>in</strong>det man zwei<br />
Gruppen:E<strong>in</strong>e Sorte (System 7 und 8) zeigt<br />
ger<strong>in</strong>ge Penetration bei ger<strong>in</strong>ger Dehnung,<br />
aber hohen Kräften, was zeigt, dass<br />
das zu harte Material nicht schnell genug<br />
dem Dehnweg folgen kann.<br />
<strong>Fugen</strong><br />
tis 9/2003 27
<strong>Fugen</strong><br />
Die andere Gruppe (System 2–4, TOK-<br />
Band spezial und SK) besitzt bei ähnlichen<br />
Kräften e<strong>in</strong>e höhere Penetration und e<strong>in</strong>e<br />
gute Dehnfähigkeit. Die Kräfte belegen e<strong>in</strong>en<br />
festen Verbund (das System fällt nicht<br />
schon bei ger<strong>in</strong>gen Kräften von der Flanke),<br />
doch die mittlere Weichheit erlaubt<br />
e<strong>in</strong>e gute Dehnfähigkeit <strong>in</strong> der Kälte.<br />
E<strong>in</strong> entsprechender Schluss lässt sich<br />
aus dem Vergleich der beiden Systeme<br />
mit Kräften oberhalb 0,4 N/mm 2 , ziehen,<br />
wenngleich der Unterschied hier nur ger<strong>in</strong>g<br />
ist.<br />
Folgerungen aus den Materialprüfungen<br />
Bitumenfugenbänder, welche die Anforderungen<br />
der ZTV Fug-StB 01 erfüllen,<br />
müssen ausreichend plastisch se<strong>in</strong>,um die<br />
Anforderungen der Dehnung bei –10 °C<br />
erfüllen zu können. S<strong>in</strong>d sie andererseits<br />
zu weich,besteht die Gefahr,dass sie andere<br />
Anforderungen nicht erfüllen und bei<br />
höheren Temperaturen nicht verarbeitbar<br />
s<strong>in</strong>d. Die Materialeigenschaften müssen<br />
sorgfältig aufe<strong>in</strong>ander abgestimmt werden,<br />
was auch bei der Produktion zu beachten<br />
ist. Dass diese Anforderungen erfüllt<br />
werden können, wird <strong>in</strong> entsprechenden<br />
Fremd- und Eigenüberwachungsberichten<br />
nachgewiesen, die für das TOK-<br />
Band SK und TOK-Band spezial vorliegen.<br />
Die gleichbleibende Qualität wurde auch<br />
durch nahezu identische Werte dokumentiert,<br />
die im Rahmen der oben beschriebenen<br />
Prüfungen an aktuellen und an mehrere<br />
Jahre alten Proben gemessen wurden.<br />
Ausblick<br />
Die neuen ZTV Fug-StB 01 beschreiben<br />
die aktuellen Anforderungen an <strong>Fugen</strong>füllungen<br />
<strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong>. Erstmals<br />
werden auch Bitumenfugenbänder behandelt.<br />
Die Anforderungen an die Verarbeitung<br />
und an die Materialien lassen bei<br />
e<strong>in</strong>er konsequenten Beachtung der TL/TP<br />
Fug-StB 01 e<strong>in</strong>e deutliche Qualitätssteigerung<br />
erwarten. In umfangreichen Versuchen<br />
wurde nachgewiesen, dass die <strong>Fugen</strong>bänder<br />
alle Anforderungen erfüllen<br />
können. Diese Ergebnisse werden durch<br />
gute Erfahrungen <strong>in</strong> der Praxis ergänzt,die<br />
bei der Verwendung geeigneter Materialien<br />
seit vielen Jahren gesammelt werden<br />
konnten.<br />
Literatur<br />
[1] FGSV: Zusätzliche Technische Vertragsbed<strong>in</strong>gungen<br />
und Richtl<strong>in</strong>ien für <strong>Fugen</strong><br />
<strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong>“ ZTV Fug-StB 01<br />
[2] FGSV: „Technische Lieferbed<strong>in</strong>gungen<br />
für <strong>Fugen</strong> <strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong>“ TL Fug-StB<br />
01, Köln, 2001.<br />
[3] FGSV: „Technische Prüfbed<strong>in</strong>gungen<br />
für <strong>Fugen</strong> <strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong>“TP Fug-StB<br />
01, Köln, 2001.<br />
[4] FGSV: „Zusätzliche Technische Vertragsbed<strong>in</strong>gungen<br />
und Richtl<strong>in</strong>ien für <strong>Fugen</strong><br />
<strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong>“ ZTV Fug 3-StB 95,<br />
„Teil 3: <strong>Fugen</strong>füllungen <strong>in</strong> <strong>Verkehrsflächen</strong><br />
aus Beton mit komprimierbaren elastischen<br />
Profilen“.<br />
[5] Torsten List, Steffen Rudolph, Gerhard<br />
Gebhards:„Anschlüsse im Asphaltstraßenbau“,<br />
Straßen- und Tiefbau 01/2001.<br />
[6] FGSV: „Technische Lieferbed<strong>in</strong>gungen<br />
für bitum<strong>in</strong>öse <strong>Fugen</strong>vergußmassen“,<br />
Köln 1982<br />
[7] Gebhards, Gerhard: „Prüfung von<br />
Bohrkernen aus Nähten und Anschlüssen“,<br />
Straßen- und Tiefbau 12/99.<br />
[8| BS 2499: Part 3: 1993: „Hot-applied<br />
jo<strong>in</strong>t sealant systems for concrete pavements.<br />
Part 3. Methods of test.“ BSI 1993.<br />
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28 tis 9/2003