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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

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