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Mainz, Germany

Bemessung flexibler Fahrbahnen in Mainz: Laborgestützte Tragschicht-Analyse

Die quartären Kiese und Sande des Oberrheingrabens prägen den Baugrund in weiten Teilen von Mainz, während in den höher gelegenen Stadtteilen tertiäre Tone und Mergel anstehen. Diese heterogene Geologie stellt für die Bemessung flexibler Fahrbahnen eine zentrale Herausforderung dar, weil die Tragfähigkeit des Planums je nach Aushubtiefe stark schwanken kann. Unser Labor untersucht das Verformungsverhalten der ungebundenen Tragschichten gezielt nach den Vorgaben der RStO 12 und ergänzt die Feldversuche mit einer detaillierten Korngrößenanalyse nach DIN EN 933-1, um die Sieblinie präzise einzustufen. Nur wenn die Frostempfindlichkeitsklasse und der Verdichtungsgrad materialspezifisch nachgewiesen sind, lässt sich eine dauerhafte Asphaltbefestigung für die Verkehrslasten der Mainzer Hauptachsen dimensionieren.

Die RStO 12 verlangt für Mainzer Rheinkiese einen Ev2-Wert von mindestens 120 MPa auf dem Planum – ohne labortechnische Kontrolle der Kornabstufung ist dieser Wert nicht reproduzierbar.

Arbeitsumfang in Mainz

Zwischen der schweren Tonmatrix in den Weinbergen von Ebersheim und den locker gelagerten Rheinkiesen unterhalb der Altstadt liegen Welten, was die Steifigkeit des Unterbaus betrifft. Während die Kiese bei optimalem Wassergehalt und einer Verdichtung auf 100 Prozent der einfachen Proctordichte hohe CBR-Werte liefern, neigen die tertiären Tone unter wechselnder Wasserzufuhr zu Quell- und Schrumpfprozessen, die den E-Modul der ungebundenen Schicht binnen weniger Frost-Tau-Zyklen reduzieren. Für die Bemessung flexibler Fahrbahnen bedeutet das: Die Dicke der Asphaltschicht und die Qualität der Frostschutzschicht müssen standortspezifisch abgeleitet werden. Wir kombinieren den statischen Plattendruckversuch auf dem Planum mit der labortechnischen Bestimmung des Verformungsmoduls im triaxialen Zyklus, um für jede Baumaßnahme in Mainz einen verlässlichen Schichtenaufbau zu definieren, der auch den Anforderungen an die Lärmminderung im innerstädtischen Bereich gerecht wird.
Bemessung flexibler Fahrbahnen in Mainz: Laborgestützte Tragschicht-Analyse
Bemessung flexibler Fahrbahnen in Mainz: Laborgestützte Tragschicht-Analyse
ParameterTypischer Wert
CBR-Wert nach DIN EN 13286-4715 bis ≥80 % (je nach Bodengruppe)
Verdichtungsgrad DPr≥100 % (FSS), ≥103 % (Tragschicht)
FrostempfindlichkeitsklasseF1 bis F3 nach ZTV E-StB
Ungleichförmigkeitszahl Cu≥15 (Kiessand), <6 (Tertiärton)
Wasserdurchlässigkeit kf10^-3 bis 10^-6 m/s
Plattendruck Ev2 (Prüffeld)≥120 MPa (Planum BK 1,0)
Dicke Asphaltpaket (Bk 1,8)18 bis 26 cm je nach Frosteinwirkung

Lokale geotechnische Bedingungen in Mainz

Bei der Erschließung eines Gewerbegebiets im Mainzer Süden trafen die Erdarbeiten in geringer Tiefe auf eine Wechsellagerung aus Rheinschotter und schluffigen Auelehmen. Der Bauherr ließ zunächst nur einen einfachen Feldversuch mit dem leichten Fallgewichtsgerät durchführen, ohne die bindigen Linsen im Labor zu untersuchen. Nach dem ersten strengen Frost zeigten sich innerhalb weniger Monate Netzrisse in der Asphaltdecke und Setzungsmulden entlang der Fahrspur. Die nachträgliche Bemessung flexibler Fahrbahnen in unserem Labor ergab, dass die Frostschutzschicht durch den hohen Feinkornanteil ihre kapillarbrechende Wirkung verloren hatte und das Porenwasser im Auelehm zu Eislinsenbildung führte. Eine frühzeitige Kombination aus Sieblinienprüfung und Frosthebungsversuch hätte den Mehraufwand für den Bodenaustausch und die Verstärkung der Tragschicht um rund 30 cm Schottertragschicht vermeidbar gemacht.

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Anwendbare Normen: RStO 12 (Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen), DIN EN 13286-47 (CBR-Versuch an ungebundenen Gemischen), ZTV E-StB 17 (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen Erdarbeiten), TP BF-StB Teil B 7 (Plattendruckversuch – Ev2)

Unsere Leistungen

Für die standortgerechte Dimensionierung von Asphaltbefestigungen in Mainz setzen wir auf zwei zentrale Prüfleistungen, die den gesamten Prozess von der Baugrundvoruntersuchung bis zur Eigenüberwachung abdecken.

CBR-Laborversuch und Verdichtungskontrolle

Bestimmung der Tragfähigkeit ungebundener Gemische im Labor nach DIN EN 13286-47. Wir ermitteln den CBR-Wert nach vier Tagen Wasserlagerung und leiten daraus die erforderliche Schichtdicke des Asphaltpakets ab. Ergänzend kontrollieren wir den Verdichtungsgrad mit dem Sandkegel-Verfahren auf der Baustelle.

Frostsicherheitsnachweis und Kornanalyse

Klassifikation der Frostempfindlichkeitsklasse nach ZTV E-StB durch kombinierte Sieb- und Schlämmanalyse. Wir prüfen den Feinkornanteil (<0,063 mm) und den Ungleichförmigkeitsgrad Cu, um die Dicke der Frostschutzschicht aus Kies-Sand-Gemischen exakt auf die Mainzer Klimadaten abzustimmen.

Gängige Fragen

Welche Bodenkennwerte brauche ich für die Bemessung flexibler Fahrbahnen in Mainz?

Sie benötigen mindestens den CBR-Wert der ungebundenen Tragschicht, die Kornverteilungskurve zur Einstufung in eine Bodengruppe nach DIN 18196, den Verdichtungsgrad DPr sowie die Frostempfindlichkeitsklasse. Für Bauklassen ab Bk 3,2 empfehlen wir zusätzlich den dynamischen Verformungsmodul aus dem Triaxialversuch, um die Restverformung unter zyklischer Belastung abzuschätzen.

Was kostet eine labortechnische Prüfung für eine flexible Fahrbahnbemessung in Mainz?

Die Kosten für ein vollständiges Prüfpaket – bestehend aus Korngrößenanalyse, Proctorversuch, CBR-Prüfung und einer Plattendruckmessung vor Ort – liegen je nach Probenumfang und Bauklasse zwischen €1.350 und €4.560. Der Preis richtet sich nach der Anzahl der zu untersuchenden Schichten und der Homogenität des anstehenden Bodens.

Reicht ein Plattendruckversuch auf dem Planum aus oder brauche ich zusätzlich Laborversuche?

Der statische Plattendruckversuch liefert den Ev2-Wert, aber er sagt nichts über die Frostempfindlichkeit oder die Kornabstufung des Materials aus. Gerade in Mainz, wo Rheinkiese und Auelehme räumlich eng verzahnt sind, zeigt unsere Erfahrung: Ohne Sieblinie und CBR-Laborversuch bleibt das Risiko eines Frostschadens in der Asphaltdecke zu hoch. Die RStO 12 verlangt daher beide Nachweise.

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