RDO Beton - FGSV

Vorstellung der Richtlinien 

für die rechnerische 

Dimensionierung 

von Betondecken im 

Oberbau von Verkehrsflächen 

(RDO Beton) 

Workshop Neue Regelwerke zur 

Dimensionierung des Oberbaus 

9. Dezember 2010 in Köln 

Lissi Pfeifer 

Workshop Neue Regelwerke zur Dr.-Ing. Dimensionierung Lissi Pfeifer des Oberbaus 

Beratung Straßenbau 


Berlin 1

Der Vorläufer : 

Forschungs- und Entwicklungsvorhaben FE-Nr. 08.160/2000/CRB 

Bemessungsverfahren für Betonbau 

BETONDECKEN FÜR 

STRASSENVERKEHRSFLÄCHEN 

Lastannahmen, Berechnung, Nachweisführung 

Fachtechnisches Handbuch, Ausgabe 04-2002 

Rechenprogramm AWDSTAKO, Version 1.0 

AG: Bundesanstalt für Straßenwesen 

AN: Dr.- Ing. L. Pfeifer, Berlin 

Mitwirkung: Dipl.-Ing. Kiehne, Dresden 

Dipl.-Ing. Villaret, Hönow 




Dr.-Ing. Lissi Pfeifer 


Berlin 2

Verfahren der Dimensionierung 

1. Richtlinien für die Standardisierung des 

Oberbaus von Verkehrsfächen – RStO 

2. Richtlinien für die rechnerische 

Dimensionierung von Betondecken im 

Oberbau von Verkehrsflächen – RDO Beton 






Berlin 3

zu 1. Verfahren nach den RStO 

Voraussetzungen: 

• die Einhaltung der Mindestanforderungen bzw. der 

Spielräume der ZTV 

• Hinreichende Beschreibung der Belastung durch die 

bemessungsrelevante Beanspruchung B 

• Einordnungsfähigkeit in Bauklassen 

• Erfüllung der Tragfähigkeitsanforderungen an 

Tragschichten aus den jeweiligen ZTV 






Berlin 4

zu 2. Verfahren nach den RDO 

Berücksichtigung der konkreten Eingangsgrößen: 

• Spaltzugfestigkeit des Straßenbetons 

• Plattengeometrie 

• abweichenden Achslasten und deren Verteilung 

• Achskonfiguration 

• Querverteilung des Verkehrs 

�� Vermeidung von Unterbemessungen/ 

Überbemessungen 






Berlin 5

• Theorie 




Übersicht 

• Einflüsse auf die 

Dickendimensionierung 

• Wahl der Bauweisen 

• Nachweisführung 

• Fazit 



Berlin 6




Theorie 

• Auflagerungsverhalten von Betondecken 

• Ermittlung der Spaltzugfestigkeit unter 

spezifischen Bedingungen (ALSp-Beton) 

• Theorie der Bemessung nach 

Grenzzuständen, semiprobabilistische 

Verfahrensweise 

• Definition von Ausfallraten 



Berlin 7

Theorie 

- Auflagerungsverhalten von Betondecken - 

R2 

R1 




Aufwölbung der Plattenränder bei 

negativem Temperatur- und/oder 

Feuchtegradienten im Querschnitt 

Phase 2 

Phase 1 

R = Durchmesser der Kontaktfläche 



Berlin 8

Auflagerungsverhalten von Betondecken 

je steifer die Unterlage 

● desto geringer die Auflagerungsfläche 

● desto höher die Spannung infolge Eigengewicht und Verkehr 

bei geringer Anpassungsfähigkeit 

bei besserer Anpassungsfähigkeit 




σ ct 

σ ct 



Berlin 9

Auflagerungsverhalten von Betondecken 

je steifer die Unterlage 

• desto geringer die Auflagerungsfläche 

• desto höher die Spannung infolge Eigengewicht und Verkehr 

bei geringer Anpassungsfähigkeit 

bei besserer Anpassungsfähigkeit 




σ ct 

σ ct 



Berlin 10




Theorie 

Die Betondecke arbeitet sofort oder nach einiger 

Zeit für sich allein und verformt sich unter 

Witterungseinfluss ständig – 

Folgerung: 

unterschiedliche Dimensionierungsverfahren für 

Asphalt und Beton 



Berlin 11




Theorie 

Zugbeanspruchung kann oben und unten 

auftreten 



Berlin 12

Theorie 

- Spaltzugprüfung nach AL SP –Beton - 






Berlin 13

Theorie 

- Bemessung nach Grenzzuständen - 

Rechnerische Dimensionierung analog dem Grund- 

konzept der Europäischen Europ ischen Normung im Betonbau 

Weiterentwickelt für den Betonstraßenbau: 

einwirkendes Moment M E < aufnehmbares Moment M R 






Berlin 14

Theorie 


Sicherheitsabstand zwischen der Verteilung der 

einwirkenden und aufnehmbaren Momente 

oben: allgemeines Bauwesen 

unten: Straßenbau 






Berlin 15

Theorie 


Aufnehmbares Moment: M R = 0,167 * h d² * f d 

Einwirkendes Moment: M E = M E Verkehr + M E Temperatur 

M 

Ev 

; M 

Evu 

⎡ lV 

b ⎤ 

= mbL 

* mbD 

* Fd 

* 1000* 

⎢0, 

55* 

lg( ) + 0, 

099 − 0, 

011⎥ 

⎣ b lV 

⎦ 

h 

MEt; MEtu 

= 

αcT 

* γtot 

* Ectm* 




3 

m 

* m 

t1 

* mt 

12 

2 

* m 

t3 

* δ 

t 



Berlin 16

0 

Grundwert der Berechnungsfestigkeit fd 

: 

Nacherhärtung 

Aufnehmbares Moment: Festigkeit und 

Ausfallwahrscheinlichkeit 

Berechnungsfestigkeit: 




f 

d 

d 

0 = 

k 

bn 

b 

f 

f = m ⋅f 

ctk , core 

k 

0 

d 

bt 

[N/mm²] 

Materialfaktor Festigkeits- 

verteilung aus Ausfallraten 

Berechnungsfestigkeit 

Spaltzugfestigkeit aus 

Prüfung am Bohrkern 

5% - Quantilwert 

Der Anpassungsfaktor m b ist für den Ermüdungsfall definiert mit 1/ γ c, fat . 



Berlin 17

Theorie 

- k bt – Werte als Grundlage der Ausfallraten - 

Klasse der 

Verkehrsfläche 

Bundesautobahnen 

Bundesstraßen 

Landesstraßen 

Kreis- und 

Gemeindestr. 

Materialfaktor 




für 

quasidynamische 

Nachweise im 

GZT 

1,076 

1,076 

1,076 

1,076 

GTG 

1,076 

1,076 

1,000 

1,000 

Materialfaktor k bt 

beim Ermüdungsnachweis 

1,000 

1,000 

0,943 

0,862 

GZT 

Materialfaktor k bn 

1,00 



Berlin 18

Die Materialfaktoren k bt sind den Ausfallraten x zugeordnet. 

Die zu projektierende und an Bohrkernen nachzuweisende 

Spaltzugfestigkeit f ctk,core liegt bei x = 5 %. 

Auf Grundlage der angenommenen Gaußverteilung ist 

der Grundwert der Berechnungsfestigkeit: 

f 

d 

° 

= 

ctk, 

core 

k 

bt 




f 

= 

Theorie 

Aufnehmbares Moment: Spaltzugfestigkeit und 


f 

ct, 

core 

( 1− 

λ ⋅V 

) 

k 

bt 



Berlin 19

für eine Ausfallrate: 

x = 5 % wird λ = 1,645 und k bt = 1,0 

x = 50 % bei Ansatz der mittleren Spaltzugfestigkeit 

wird k bt = 0,786. 

Die allgemeine Beziehung für k bt,x lautet somit 




k 

bt, 

x 

= 

Theorie 

Aufnehmbares Moment: Spaltzugfestigkeit und 


0, 

786 

( 1− 

λ ⋅ V) 

x 



Berlin 20

Verfahrensweise und Einflüsse Einfl sse auf die 

Dickendimensionierung 

Verkehrslast- Klimatische Materialkennwerte 

kollektiv Bedingungen Geometrie 

Berechnungsverfahren nach Grenzzuständen 

6 Nachweise unter Verwendung von Teilsicherheitsfaktoren 

Ergebnis: Die größte sich ergebende Dicke ist maßgebend 






Berlin 21

Einflüsse Einfl sse auf die Dickendimensionierung 

einwirkendes Moment aufnehmbares Moment 

aus Verkehr 

maximale Radlast 

Verkehrsmischung 

maßgebende Bezugsachse 

Anzahl äquivalenter Achsübergänge 

Achskonstellation 

zugeordnete Reifenarten 

zugeordnete Kontaktdrücke 

aus ungleichmäßiger 

Temperatur-/Feuchteverteilung 

Entwurfsgeschwindigkeit, ggf. konstante Last 

Stoßfaktoren als Funktion der Belastung 

- Geschwindigkeit 

- Ebenheit 




Material- 

eigenschaften 



Konstruktionseigenschaften 

Berlin 22



aus Verkehr 






Langzeit-Jahresganglinien, auch 

gebietsabhängig 

Tagesganglinien der Temperaturverteilung 

Plattenverformung aus ungleichmäßiger 

Feuchteverteilung 

Ganglinien der Plattenverformung 

Wärmedehnzahl 

Totalmodul 

Material- 

eigenschaften 




Berlin 23



aus Verkehr 






Material- 

eigenschaften 

Spaltzugfestigkeit 

E-Modul bei Zugbeanspruchung 

Querdehnzahl 

Ermüdungsspaltzugfestigkeit 




Berlin 24



aus Verkehr 






Material- 

eigenschaften 

Plattenabmessungen 

Querkraftübertragung in den Fugen 

ausführungsbedingte Dickenstreuung der Decke 




Tragfähigkeit, Anpassungsfähigkeit, 

Umlagerungsbeständigkeit der Unterlage 

Berlin 25

Aufnehmbares Moment 

warum Spaltzugfestigkeit als maßgebende Größe ? 

• allgemein international angewendete 

Verfahrensweise für die Bemessung 

unbewehrter Betone 

• nicht vorhandene feste Korrelation zwischen 

Druck- und Spaltzugfestigkeit 

• Möglichkeit, die Spaltzugfestigkeit in situ als 

Bauwerksfestigkeit zu prüfen 






Berlin 26

Aufnehmbares Moment 

warum Spaltzugfestigkeit als maßgebende Größe ? 

• Festigkeitsermittlung an der Deckenober- und – 

unterseite 

• Anwendung des gleichen Prüfverfahrens am 

Laborprüfkörper und am Bohrkern 

• Ermittlung der Spaltzugfestigkeit beim 5%- 

Quantil aus Bohrkernprüfungen 

• Geringe Prüfstreuung 

• Bestimmung der Druck- und Spaltzugfestigkeit 

an Bohrkernscheiben eines Kerns 






Berlin 27

Theorie 

- Spaltzugprüfung nach AL SP –Beton - 






Berlin 28




StC = Straßenbetonklasse 

Beispiel einer Straßenbetonklasse: 

StC 30/37 – 3,3 

erster Wert: charakteristische Mindestdruckfestigkeit an 

Zylindern f ck,cyl 

zweiter Wert: charakteristische Mindestdruckfestigkeit an 

Würfeln f ck,cube 

dritter Wert: charakteristische Mindestspaltzugfestigkeit 

an Zylindern f ctk (zugehöriger Wert an 

Bohrkernscheiben = f ct,k core ) 



Berlin 29

Straßenbetonklasse mit zugeordnetem Zug-Elastizitätsmodul 

Straßenbetonklassen 

StC 30/37 – 3,0 

StC 30/37 – 3,3 

StC 30/37 – 3,7 

StC 35/45 – 3,3 

StC 35/45 – 3,7 

StC 35/45 – 4,0 

StC 40/50 – 4,0 

StC 40/50 – 4,3 

StC 40/50 – 4,6 




E ctm [N/mm²] 

37 000 

39 000 

41 000 

39 000 

41 000 

42 000 

42 000 

43 000 

44 000 



Berlin 30

Mini-Vergleichsprüfung Spaltzug Herstellung: ######## 




Prüfung: 05.03.2010 

Beton: 0/8 Laborprüfkörper Prüfalter: 56d 

Zylinder D 100 mm / H 200 mm fctk,sp charakteristische Spaltzugfestigkeit 

Scheibe: X3 Oben X2 Mitte X1 Unten 

LABOR 1 LABOR 2 LABOR 3 

Zylinderscheibe (X1) Zylinderscheibe (X2) Zylinderscheibe (X3) 

Nr. Ø Höhe Gewicht Rohdichte Bruchlast fct,sp Ø Höhe Gewicht Rohdichte Bruchlast fct,sp Ø Höhe Gewicht Rohdichte Bruchlast fct,sp 

[mm] [mm] [g] [kg/dm³] [kN] [N/mm²] [mm] [mm] [g] [kg/dm³] [kN] [N/mm²] [mm] [mm] [g] [kg/dm³] [kN] [N/mm²] 

1 101,0 48,0 936 2,43 53,2 6,99 101,2 48,4 923 2,37 44,5 5,79 101,0 49,2 932 2,36 44,9 5,76 

2 101,0 48,8 950 2,43 49,8 6,44 101,5 48,3 927 2,37 50,1 6,51 101,0 47,8 911 2,38 45,4 5,99 

3 101,0 48,7 956 2,45 46,1 5,97 101,0 49,6 947 2,38 52,2 6,64 101,0 47,7 907 2,37 50,1 6,62 

4 101,0 47,9 940 2,45 51,6 6,79 101,6 47,7 912 2,36 45,2 5,94 101,0 48,8 932 2,38 42,6 5,51 

5 101,0 48,7 1106 2,83 51,3 6,64 101,7 47,2 910 2,37 48,0 6,37 101,0 47,8 914 2,39 49,0 6,46 

6 101,0 48,6 950 2,44 53,7 6,97 101,7 48,9 938 2,36 45,2 5,79 101,0 48,0 914 2,38 49,6 6,52 

7 101,0 48,1 948 2,46 48,0 6,29 101,7 47,8 928 2,39 44,8 5,87 101,0 49,3 944 2,39 44,2 5,65 

8 101,0 49,0 966 2,46 46,0 5,92 101,8 48,9 935 2,35 47,5 6,08 101,0 47,8 915 2,39 47,8 6,31 

9 101,0 50,1 980 2,44 52,4 6,60 101,1 49,3 942 2,38 46,0 5,88 101,0 48,7 928 2,38 48,3 6,25 

10 101,0 48,9 964 2,46 53,2 6,86 101,4 48,9 941 2,38 47,8 6,14 101,0 48,3 925 2,39 43,5 5,68 

11 101,0 48,5 954 2,46 51,8 6,74 101,7 48,8 940 2,37 42,5 5,45 101,0 47,5 913 2,40 45,7 6,07 

12 101,0 47,8 938 2,45 51,6 6,81 100,9 47,9 919 2,40 49,5 6,52 101,0 49,1 936 2,38 48,5 6,23 

13 101,0 49,0 958 2,44 51,5 6,63 101,5 49,6 947 2,36 49,5 6,26 101,0 47,4 904 2,38 44,1 5,87 

14 101,0 50,0 982 2,45 52,4 6,61 101,0 47,4 913 2,40 44,1 5,87 101,0 47,0 899 2,39 44,7 6,00 

15 101,0 48,0 948 2,47 50,7 6,66 101,5 49,8 967 2,40 51,5 6,49 101,0 49,0 943 2,40 47,9 6,16 

2,47 

Standardabweichung [N/mm²] 

6,59 

0,32 

2,38 6,11 

0,35 

2,38 6,07 

0,34 

Variationskoeffizient [%] 4,86 5,67 5,54 

5 % - Quantil [N/mm²] 5,86 5,31 5,30 



Berlin 31

Wahl der Bauweisen 

• Die Schichtenfolgen analog den Tafeln 2 

und 4 der RStO werden als 

Berechnungsgrundlage ausgewählt. 

• Als Eingangsgröße gehen die E V2 - Werte 

auf den Tragschichten ohne Bindemittel in 

die Berechnung ein; auf gebundenen 

Tragschichten wird eine feste Bettungszahl 

von k= 0,15 N/mm 3 angesetzt 

• Die Lagerungsfaktoren haben einen 

größeren Einfluss als die Bettungszahl 






Berlin 32

Wahl der Bauweisen 

Neben den in Tafel 2 und 4 der RStO 

aufgeführten Bauweisen wurde auch ein 

Schichtaufbau mit Asphaltzwischenschicht 

auf Tragschicht mit hydraulischen 

Bindemitteln aufgenommen. 






Berlin 33




Nachweisführung 

Jeweils an Querfuge und Längsfuge 

werden die quasi-dynamischen 

Nachweise im Grenzzustand der 

Tragfähigkeit (GZT) und im Grenzzustand 

der Gebrauchstauglichkeit (GZG), 

sowie die Ermüdungsnachweise im GZT 

geführt. 



Berlin 34





Daraus ergeben sich sechs Nachweisfälle die iterativ 

die Bedingung 

erfüllen müssen. 

M R ≥ M E 



Berlin 35





• Die quasidynamischen Nachweise im GZT erfolgen 

mit der höchsten auftretenden Einzelachslast 

• Die quasidynamischen Nachweise im GZG erfolgen 

mit der Bezugsachslast beim Median der oberen 5% 

der auftretenden Achsen 

• Die Ermüdungsnachweise im GZT erfolgen mit 

einer Bezugsachslast, oberhalb derer 10% der 

auftretenden Achsen liegen. 



Berlin 36

aus Verkehr 

Teilsicherheitsfaktoren – 6 Nachweisfälle 

Nachweisf lle 

aus Temperatur 

aus Unterlage 

aus Konstruktion 

aus Betoneigenschaften 

γE1 γE2 γE3 γE4 γEK Workshop Neue Regelwerke zur 



Lastfaktor Reifenart 

Lastfaktor Radlast, Regelbeanspruchung 

Lastfaktor Radlast, Sonderfall 

dynamischer Anteil (Stoßfaktor) 

Lastfaktor Kontaktdruck 

m t1 Verkehrsverteilung über den Tag 

m t2 Plattenformat 

m t3 Temperaturgebiet 

m bL Lagerungsfaktor 

m bA Kontaktfaktor 

mbD Querkraftübertragung 

Querverteilung 

γ q 

K bt 

Materialfaktor Festigkeitsverteilung, Grundlage der Ausfallrate 

Kbn Materialfaktor Nacherhärtung 

γtot Materialfaktor zur Berücksichtigung des langsamen 

Verformungsaufbaus bei Temperaturbeanspruchung 



Berlin 37

% 

20 

10 

% 

30 

20 

10 

% 

30 

20 

10 

% 

40 

30 

20 

10 





Beispiel: Querverteilung des Verkehrs 

Fahrbahnbreite 5,00 m - Fahrstreifenbreite 2,50 m 

0,50 2,50 2,50 0,50 

0,50 3,00 



0,50 3,25 3,25 0,50 


3,00 0,50 

0,50 3,50 3,50 0,50 



Berlin 38

Biegemoment [%] 

100% 

100% 

100% 

100% 

100% 

100% 



a/lv=0,29 

a/lv=0,20 

a/lv=0,15 

a/lv=0,13 

a/lv=0,10 

a/lv=0,25 

62% 

62% 

60% 

62% 

59% 

50% 




42% 

42% 

41% 

44% 

38% 

33% 

F = Radlast 

p = Reifenfülldruck 

Eb = E-Modul des Straßenbetons 

h = Berechnungsdicke 

K = Bettungszahl 

0 0,25 · lv 0,50 · lv 0,75 · lv 1,00 · lv 

� � 

� � � 

�,� 

� 

� ∙ � 

� � ∙ � � 

12 ∙ 1 � � � ∙ � 

Radabstand von der Längskante 

Biegemoment am Nachweispunkt Längskante als Funktion des Abstands der Radlast quer zur Fahrbahn sowie des Verhältnisses a/l v in Prozent 

�,�� 

31% 

31% 

30% 

29% 

25% 

21% 



Berlin 39 

22% 

22% 

21% 

19% 

13% 

4%






Aus der Kombination der Querverteilung des 

Verkehrs und der Abhängigkeit des Randmoments 

vom Lastabstand ergeben sich 

Querverteilungsfaktoren, mit denen die 


abgemindert wird. 



Berlin 40





Die RDO - Beton stellt auch die Verfahrensweisen für 

Belastungen, die nicht durch die 


beschrieben werden können, bereit. 



Berlin 41




Fazit 

Mit den RDO Beton können material- und geometrieabhängig 

gezielt die erforderlichen Dicken zur Einhaltung 

definierter Grenzzustände ermittelt werden_____ 

Es ist eine Dickendimensionierung für hohe B-Zahlen in 

der nach oben offenen Bauklasse SV möglich_______ 

Die Dimensionierung für Sonderlasten, die nicht in 

Bauklassen einordnungsfähig sind, z.B. auf Grund 

der Art der Lasteintragung, ist möglich_____________ 

Besondere Achslastkonfigurationen, sowie Zweit- und 

Drittachsen in ihrer Wichtung sind 

berücksichtigungsfähig_________________________ 



Berlin 42




Fazit 

Mit dem vorliegenden Dimensionierungsverfahren für 

unbewehrte Betondecken in Verkehrsflächen nach 

Grenzzuständen wird der Stand von Wissenschaft und 

Technik auch über die deutschen Grenzen hinaus 

bestimmt. 

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

Unter Berücksichtigung des gesamten Komplexes der Einflüsse wird 

die Berechnung iterativ durchgeführt. 

Mit dem Ziel von zeitsparend durchführbaren Variantenuntersuchungen 

wurde parallel zu den RDO Beton ein Rechenprogramm 

erarbeitet, in dem die teilweise aufwändigen Grundlagen verdeckt 

hinterlegt wurden, so dass das Ziel einer scheinbar einfachen 

Verfahrensweise erreicht wurde. 

Programm und Beispielrechnungen werden in weiteren Vorträgen 

vorgestellt. 



Berlin 43

RDO Beton - FGSV

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?