Versagen der Dammkonstruktion der BAB A 20 bei Tribsees
Failure of the BAB A 20 highway embankment near Tribsees
Prof. Dr.-Ing. M. Schüßler; Prof. Dr.-Ing. F. Rackwitz; Prof. Dr.-Ing. R. Glasenapp, Berlin
Die Bundesautobahn A 20 quert ca. 40 km östlich von Rostock das Moorgebiet der Trebelniederung. Im Oktober 2017 und im Januar/Februar 2018 kam es auf einer Länge von ca. 80 m zum grundbruchartigen Versagen der Dammkonstruktion. Im Zuge des Baus der A 20 wurden in den Jahren 2001/2002 im Bereich der Trebelniederung planmäßig ca. 80.000 CSV-Säulen (Combined soil stabilisation with vertical columns bzw. Coplan Stabilisierungsverfahren) mit einer Gesamtlänge von ca. 641.000 m für die Gründung des Dammkörpers in den Untergrund eingebracht. Die vierstreifige Autobahn wurde im Jahr 2005 in diesem Bereich dem Verkehr übergeben. Im Rahmen eines von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) initiierten Forschungsvorhabens erfolgte durch die TU Berlin eine wissenschaftliche Beurteilung des Schadensfalls. Neben den Recherchen in der Literatur und den Unterlagen zur Planung und Ausführung der Baumaßnahme wurden zielgerichtet sowohl im Feld als auch im Labor Untersuchungen ausgeführt sowie Berechnungen durchgeführt und deren Ergebnisse mit vorliegenden Daten aus den verfügbaren Unterlagen abgeglichen. Die wesentlichen Erkenntnisse aus den Analysen zur Ermittlung der Schadensursache werden im Beitrag vorgestellt.*
The highway BAB A 20 crosses the marshland of the river Trebel about 40 km east of the city of Rostock. In October 2017 and in January/February 2018 a ground failure of the embankment occurred on a totallength of about 80 m. In the years 2001/2002 during the construction of the new BAB A 20 in this area about 80,000 CSV columns (combined soil stabilisation with vertical columns) with a totallength of about 641,000 m has been installed. In 2005 the new four-Iane highway was opened to traffic in the same area. As part of a research project initiated by the Federal Highway Research Institute (BASt), the TU Berlin carried out a scientific assessment of the case of damage. In addition to the review of the literat ure and the documents relating to the planning and execution of the construction project, targeted investigations were carried out both in the field and in the laboratory, and calculations were performed and their results compared with the available data from the studied documents. The main findings from the investigations to determine the cause of the damage are presented in the article.
doi.org/10.53184/STA3-2024-1
Building Information Modeling im kommunalen Erhaltungsmanagement von Straßen
Building Information Modeling in municipal road maintenance management
Prof. Dr.-Ing. M. Stöckner, Karlsruhe
Sowohl in der Entwicklung des Erhaltungsmanagements hin zu einem Asset-Management als auch in der Entwicklung von digitalen Zwillingen der Infrastruktur sind derzeit rapide Entwicklungen zu verzeichnen. Dies wird vor allem durch die digitale Transformation beschleunigt, die es erlaubt, neue Datenquellen und Informationen für das Asset Management zu integrieren. Dazu kann die BIM-Methode einen nennenswerten Beitrag leisten, weil dadurch verschiedene Daten und Datenquellen auf ein einheitliches System bezogen werden können und eine verlustfreie Weitergabe digitaler Modelle möglich wird. Allerdings ist diese Perspektive erst mittelfristig als realistisch zu sehen. In der Zwischenzeit sind mit der Umsetzung der BIM-Methode in Kommunen auch für das Erhaltungsmanagement noch viele Aufgaben zu erledigen. Die Grundlagen des Erhaltungsmanagements bzw. des Asset-Managements sind bekannt, ebenso die dazu benötigten Datengrundlagen. Ebenso liegen viele Grundlagen und Unterlagen zur Einführung der BIM-Methode vor, sodass prinzipiell eine Einführung der BIM-Methode für die kommunale Verkehrsinfrastruktur möglich ist und die Anwendung von Asset Management Systemen unterstützen kann. Daher werden zunächst die Grundlagen des Erhaltungsmanagements sowie der BIM-Methode beschrieben und aufgezeigt, wie Erhaltungsmanagement und BIM zusammenwirken können. Dann wird auf die Vorgehensweise zur Einführung der BIM-Methode im Allgemeinen und anhand von Beispielen eingegangen. Entscheidend dabei ist eine saubere Definition aller relevanten Prozesse einschließlich der relevanten Datenübergabepunkte sowie auch die Definition eines Objektkataloges. Damit kann ein einheitliches Geometriemodell aufgebaut werden, dem dann eine entsprechende Semantik mit Merkmalsgruppen und Merkmalen zugeordnet werden kann. Dies muss an bestehende Standards anknüpfen. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt existieren Vorlagen, ein einheitliches Modell erfordert aber noch Entwicklungsbedarf. Dazu muss klar sein, welche strategischen und operativen Ziele mit der BIM-Methode verfolgt werden und vor allem auch welche Anlagenbestandteile mit der BIM-Methode künftig behandelt werden sollen. Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass die Einführung der BIM-Methode im kommunalen Bereich über den Lebenszyklus eine komplexe Aufgabe darstellt. In einem ersten Schritt wären daher vor allem eine Zieldefinition zur Anwendung der BIM-Methode sowie eine Bestandsaufnahme vorhandener Vorgehensweisen und verfügbarer technischer Infrastruktur zu erstellen. Ausgehend von diesen Aussagen wären dann die Prozessanalysen, Datenübergabepunkte und der Datenbedarf korrespondierend zu den definierten Anwendungsfällen festzulegen. Davon können dann BIM-Unterlagen wie eine BIM-Strategie, Beschreibung der Anwendungsfälle, Muster für Auftraggeber-Informationsanforderungen und den BIM-Abwicklungsplan abgeleitet werden. Parallel dazu sind ein einheitlicher Objektkatalog in Übereinstimmung mit übergeordneten Regelwerken sowie zugehörige Merkmalsgruppen und Merkmale zu definieren. Für den Einführungsprozess selbst sollte eine Roadmap konzipiert werden, indem die verschiedenen Handlungsfelder sowie die zugehörige Zeitschiene realistisch definiert werden. Die praktische Umsetzung kann anhand zunächst überschaubarer Pilotprojekte realisiert werden, um zunächst Erfahrungen zu sammeln und Verbesserungsbedarf ableiten zu können.
There are currently fast developments both in the transition from maintenance management to asset management and in the development of digital twins of infrastructure. This is being accelerated in particular by the digital transformation, which makes it possible to integrate new data sources and information for asset management. The BIM method can make a significant contribution to this, as it allows different data and data sources to be linked to a standardized system and enables digital models without information loss. However, this perspective can only be seen as realistic in the mid-term. In the meantime, the implementation of the BIM method in municipalities means that many tasks still need to be completed for maintenance management. The basics of maintenance management and asset management are well known, as are the required data bases. There are also many basic principles and documents for the introduction of the BIM method, so that in general it is possible to introduce the BIM method for municipal transport infrastructure and support the use of asset management systems. Therefore, the basics of maintenance management and the BIM method are first described and it is shown how maintenance management and BIM can act together. Then the procedure for introducing the BIM method in general and using examples will be discussed. A clear definition of all relevant processes, including the relevant data handover points and the definition of an object catalog, is crucial. This allows a standardized geometry model to be established, to which corresponding semantic information can then be assigned. This must be based on existing technical standards. Templates currently exist, but a standardized model still requires development. To this end, it must be clear which strategic and operational objectives are being addressed with the BIM method and, above all, which infrastructure elements are to be managed using the BIM method in the future. Current experiences show that the introduction of the BIM method in the municipal field is a complex task over the life cycle. The first step would therefore be to define the objectives for the application of the BIM method and to establish an inventory of existing procedures and available technical infrastructure. Based on these statements, the process analyses, data handover points and data requirements should then be defined in line with the defined use cases. BIM documents such as a BIM strategy, description of use cases, templates for client information requirements and the BIM execution plan can then be derived from this. At the same time, a uniform object catalog in accordance with technical regulations and associated property sets and properties must be defined. A roadmap should be created for the implementation process itself by realistically defining the various fields of activity and the associated timeline. The practical implementation can be realized on the basis of initially manageable pilot projects in order to initially gain experience and derive the need for improvement.
doi.org/10.53184/STA3-2024-2
Überblick über das Regelwerk für Schichten ohne Bindemittel
Overview of the regulations for courses without binder
Dr. rer. nat. S. Neidinger; Dr-Ing. E. Westiner, München
Im Bereich des Regelwerkes für die Schichten ohne Bindemittel hat sich in den vergangenen Jahren viel getan. Das nationale Regelwerk (TL SoB-StB, TL G SoB-StB, ZTV SoB-StB, M SoB) wurde überarbeitet und mit Ausgabestand 2020 neu veröffentlicht. Die Überarbeitung und Anpassung der R1-Regelwerke (TL SoB-StB, TL G SoB-StB, ZTV SoB-StB) war notwendig, da sowohl auf europäischer als auch auf nationaler Ebene grundlegende Regelwerke wie die EN 13285 sowie die RStO 12 überarbeitet und aktualisiert worden sind, welche es national umzusetzen galt. Des Weiteren wurden einige aufgelaufene fachliche Änderungen und Ergänzungen eingearbeitet, z. B. wurden die Selbsterhärtenden Tragschichten (SET) integriert. Darüber hinaus wurde auch das „Merkblatt für Schichten ohne Bindemittel“ (M SoB) grundlegend überarbeitet. Die neue Ausgabe von 2020 gibt sehr ausführlich Empfehlungen und Hinweise zur Herstellung von Schichten ohne Bindemittel im Straßen- und Wegebau. Aktuell steht die Weiterführung der TL G SoB-StB unter Berücksichtigung der Ersatzbaustoffverordnung als Teil der Mantelverordnung im Fokus. Im gleichen Zuge soll mit der Aufnahme der Güteüberwachung für Bettungs- und Fugenmaterialien nach TL Pflaster-StB und für Baustoffgemische für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln nach TL Beton-StB ein nächster Schritt in Richtung „TL Gütesicherung“ gemacht werden. Ziel der langfristig angestrebten „TL Gütesicherung“ ist es, zur Vereinfachung des Regelwerks die Festlegungen zur werkseigenen Produktionskontrolle, zur Güteüberwachung von nicht mandatierten Baustoffen und zur Zertifizierung von mandatierten Bauprodukten in einem FGSV-Papier zusammenzufassen.
In the regulations for courses without binder a lot has changed in the past few years. The national regulations (TL SoB-StB, TL G SoB-StB, ZTV SoB-StB, M SoB) were revised and republished in 2020. The revision and adaptation of the R1 regulations (TL SoB-StB, TL G SoB-StB, ZTV SoB-StB) was necessary as fundamental regulations such as EN 13285 and RStO 12 have been revised and updated at both European and national level, which had to be implemented nationally. Furthermore, same technical changes and additions were included, e.g. self-hardening base layers (SET) were integrated. In addition, the "Merkblatt für Schichten ohne Bindemittel" (M SoB) was also fundamentally revised. The new 2020 edition provides very detailed recommendations and information on the production of courses without binder in road construction. Most recently, the focus was on the continuation of TL G SoB-StB, taking into account the "Ersatzbaustoffverordnung" as part of the "Mantelverordnung". At the same time, the next step to create a "TL Gütesicherung" was done by including the quality monitoring for bedding and joint materials according to TL Pflaster-StB and for building material mixtures for base layers with hydraulic binders according to TL Beton-StB. This was republished in a new version 2023 of TL G SoB-StB. The lang-term aim of the"TL Gütesicherung" is to simplify the regulations by summarising the specifications for the factory production control system, the quality monitoring of non-mandated construction materials and the certification
of mandated construction products in only one FGSV document.
doi.org/10.53184/STA3-2024-3
Neuausgabe des Merkblatts für die Erhaltung Ländlicher Wege (M ELW) – Ein Zwischenbericht
New edition of the Leaflet for the Maintenance of Rural Roads (M ELW) – An interim report
Dipl.-Ing. C. Mönkemeyer, Seesen
Der Bau des ländlichen Wegenetzes verursacht hohe Investitionskosten, die überwiegend durch öffentliche Zuwendungen aufgebracht werden. Die Erhaltung dieses Anlagevermögens, insbesondere auch im Hinblick auf die Bedeutung für die ländliche Infrastruktur und eine zweckentsprechende Nutzung, ist eine hohe Verpflichtung. Die Praxis zeigt jedoch, dass die ländlichen Wegenetze vielerorts erhebliche Defizite bei der Erhaltung aufweisen. Die Gründe hierfür liegen einerseits in einem mangelnden Verständnis für diese Verpflichtung und in der Folge in einem unzureichenden Erhaltungsmanagement, andererseits an der hierfür fehlenden Verfügbarkeit von Finanzmitteln. Durch eine sorgfältige Bauliche Erhaltung mit frühzeitiger Beseitigung von Anfangsschäden werden größere Schäden mit der Notwendigkeit kostenträchtiger Instandsetzungen vermieden. Hierzu bedarf es eines fachkundigen Erhaltungsmanagements, das auch Nutzen und Kosten einzuschätzen vermag. Insofern gewinnt nicht nur die Erneuerung der Ländlichen Wege an Bedeutung, sondern insbesondere auch die Erhaltung der Wege. Das Merkblatt für die Erhaltung Ländlicher Wege (M ELW), herausgegeben im Jahre 2009, ist an den Stand der Technik und zudem an die TL LW 16 bzw. ZTV LW 16 anzupassen. Es ist daher redaktionell und inhaltlich zu aktualisieren bzw. neu zu fassen. Das aktualisierte Merkblatt wird als Entscheidungsmatrix aufgebaut und bietet dem Anwender eine Gelegenheit anhand des Erscheinungsbildes des Weges, der möglichen Auswirkungen und der Ursachen des Schadens eine sinnvolle Schadensbeseitigung festzulegen. Diese Vorgehensweise bietet eine Möglichkeit, die notwendige bauliche Erhaltung systematisch zu ermitteln.
The construction of the rural road network incurs high investment costs, most of which are covered by public grants. The maintenance of these assets, particularly with regard to their importance for rural infrastructure and appropriate use, is a major obligation. However, practice shows that rural road networks in many places have considerable maintenance deficits. The reasons for this are, on the one hand, a lack of understanding of this obligation and, as a result, inadequate maintenance management and, on the other hand, a lack of available funding. Careful structural maintenance with early repair of initial damage prevents major damage and the need for costly repairs. This requires expert maintenance management that is also able to assess the benefits and costs. In this respect, it is not only the renewal of rural roads that is gaining in importance, but also the maintenance of the roads in particular. The leaflet for the maintenance of rural roads (M ELW), published in 2009, must be adapted to the state of the art and also to TL LW 16 and ZTV LW 16. It therefore needs to be updated and rewritten in terms of content and wording. The updated leaflet is structured as a decision matrix and offers the user the opportunity to determine a sensible damage repair based on the condition of the road, the possible effects and the causes of the damage. This approach offers a way of systematically determining the necessary structural maintenance.
doi.org/10.53184/STA3-2024-4
Der Standardleistungskatalog 136 „Ländlicher Wegebau“
Catalogue of standard services 136 „Rural paths, ways and roads“
Dipl.-Ing. (FH) G. Hirsch, Oldenburg
Der ländliche Wegebau macht in Deutschland den größten Teil des Wegenetzes im Bestand aus. Entsprechend häufig werden an diesen Wegen Baumaßnahmen geplant und durchgeführt. Zur Erstellung der dafür nötigen Leistungsbeschreibungen stand bislang kein passender Leistungskatalog im Rahmen des Standardleistungskataloges für Straßen- und Brückenbau (STLK) zur Verfügung. Ein neuer Querschnittskreis der FGSV hat sich dieses Themas angenommen und im September 2021 die erste Fassung des STLK 136 „Ländlicher Wegebau“ veröffentlicht. Dieser Katalog umfasst die Besonderheiten des ländlichen Wegebaus mit seinen abweichenden Bauweisen und Materialien und ermöglicht es in seiner ersten Ausgabe den größten Teil des Bauvolumens eines durchschnittlichen ländlichen Weges abzubilden. Die nächste Fassung dieses Kataloges ist bereits in Arbeit und wird dann auch die regionalen Bauweisen weiter berücksichtigen.
Rural paths, ways and roads account for most of the overall network of existing paths, ways and roads in Germany. As a result, construction measures are regularly planned for and executed on these ways. Up until recently, those drawing up the necessary specifications for such works could not refer to a suitable catalogue of services within the 'Catalogue of standard services for the construction of roads and bridges' (STLK). A new cross-sectoral group within the FGSV began working on this topic and published the first version of STLK 136 'Rural paths, ways and roads' in September 2021. This catalogue describes the distinctive aspects of the construction of rural paths, ways and roads with all the different construction methods and materials this entails and covers most of the construction output for an average rural path/way/road. Work on a revised version of this catalogue is already underway. This new version will also include regional construction methods.
doi.org/10.53184/STA3-2024-5