Process-oriented quality assurance in municipal road construction

StBDir. Dipl.-Ing. A. Buttgereit, Münster

Neben der reinen Erschließungsfunktion erfüllen die kommunalen Straßennetze zusätzliche Aufgaben der Daseinsgrundfunktion. Eingriffe in den Straßenverkehr ziehen meist weitreichende Behinderungen nach sich und beeinträchtigen die subjektive Lebensqualität. Deshalb sollte es Ziel des Straßenbaulastträgers sein, die Eingriffe in die Straßeninfrastruktur zu minimieren. Denn eine gut ausgebaute und gut erhaltene Straßeninfrastruktur stellt einen wichtigen Standortvorteil sowohl für die Wirtschaft als auch für die Kommune selbst dar. Darüber hinaus besitzt die kommunale Verkehrsinfrastruktur einen enormen Vermögenswert, den es nach den in der Doppik anzusetzenden Nutzungszeiträumen häufig über 40 bis 60 Jahre zu erhalten gilt. Eine wesentliche Voraussetzung, um die v. g. Ziele zu erreichen, ist u. a. eine für die vorgesehene Nutzung entsprechend geplante, gestaltete und dimensionierte, qualitativ hochwertige Straße. Daher gilt es, bereits bei der erstmaligen Herstellung durch entsprechende Qualitätssicherung darauf zu achten, dass die gewünschten Anforderungen im Herstellungsprozess auch erreicht werden. Das Thema „Qualitätssicherung“ ist nicht neu. Aus Sicht des Autors ist der Qualitätsgedanke in den letzten Jahren einerseits von kurzfristigen, gewinnorientierten Interessen verdrängt worden. Andererseits scheinen die Schritte zur Sicherstellung einer optimalen Qualität nicht mehr im erforderlichen Maß vollzogen worden zu sein. Dies ist auf Dauer problematisch. In diesem Beitrag soll deshalb noch einmal verdeutlicht werden, wie es auf einfache Weise gelingen kann, am Ende des „Bauprozesses“ eine funktionsfähige, gut gestaltete und dauerhafte Straße wirtschaftlich erstellt zu haben, die anschließend mit einem modernen Erhaltungsmanagement im Rahmen ihrer geplanten Nutzungsdauer wirtschaftlich betrieben werden kann.

In addition to the pure development function, the municipal road networks fulfil additional tasks of the basic function of existence. Interventions in road traffic usually result in far-reaching disabilities and not only have a lasting effect on the subjective quality of life. This is why it should be the goal of the road construction supervisor to minimize the impact on road infrastructure. This is because a well-developed and well-preserved road infrastructure is an important location advantage for the economy as well as for the municipality itself. In addition, municipal transport infrastructure has an enormous asset, which is often over 40 to 60 years according to the periods of use to be applied in the Doppik to be obtained. An essential prerequisite for achieving the above targets is, among other things, a high quality road planned, designed and dimensioned for the intended use. Therefore, it is important to ensure that the desired requirements in the manufacturing process are also achieved when the product is manufactured for the first time by appropriate quality assurance. The topic of ”quality assurance" is not new. From the point of view of the author, the quality concept in the last few years has been replaced by short-term, profit-oriented interests. On the other hand, the steps to ensure optimum quality no longer seem to have been performed to the required extent. This is permanently problematic. In this article, we will once again iIIustrate the simple way in which a functioning, well-designed and durable road has been successfully established at the end of the "construction process", which subsequently can be operated economically with a modern maintenance management within the scope of its planned life span.

The new ZTW LW 16 and TL LW 16

Dipl.-Ing. O. Hersel, Hofheim
Prof. Dr.-Ing. H. Lorenzl, Lübeck
Dipl.-Ing. C. Mönkemeyer, Seesen
Dipl.-Ing. H. Ohe, Cappeln
Dipl.-Ing. (FH) P. Pfarr, Würzburg
Dipl.-Ing. R. Pickhardt, Beckum
Dr.-Ing. I. Reinhardt, Hannover
Dipl.-Ing. D. Ziesel, Stuttgart

Die ZTV LW 99/01, Regelwerk für den Bau Ländlicher Wege, wurden aufgrund der harmonisierten Europäischen Normung für weitere Baustoffe und Mischgüter durch die ZTV LW 16 und TL LW 16 ersetzt. Dabei beinhalten die ZTV LW 16 Regelungen zur Bauausführung und die TL LW 16 Regelungen zu den Baustoffeigenschaften sowie ggf. Klassen und Anforderungen. Damit sind in beiden Werken alle notwendigen Regelungen zum Ländlichen Wegebau gebündelt. Die Struktur dieser Regelwerke gliedert sich nach den Standardbauweisen im Ländlichen Wegebau. Sie sind abgestimmt auf die Richtlinien für den Ländlichen Wegebau (RLW 99). Die wesentlichen Änderungen in den einzelnen Abschnitten der ZTV LW 16 und TL LW 16 und die Besonderheiten des Ländlichen Wegebaus werden in diesem Fachbeitrag beschrieben.

Due to the released harmonized European standards for building and mixing materials it was necessary to replace the ZTV LW 99/01, regulation for construction of rural roads, by the ZTV LW 16 and TL LW 16. Thereby the ZTV LW 16 include regulations for construction and the TL LW 16 regulations for material properties as well as classifications and requirements. Hence both regulations join every required information for the rural roads sector. The structure of these regulations is according to the standard construction method of rural road construction. They are coordinated with the regulation of rural road construction (RLW 99). This article describes the essential changes of the individual sections of the ZTV LW 16 and TL LW 16 and characteristics of construction of rural roads.

Safety requirements for mowing: practical information about implementation

Dipl.-Ing. H. Claußen, Nürnberg

Der Straßenbetriebsdienst führt die ihm übertragenen Aufgaben verstärkt maschinell aus. Dies betrifft auch den Bereich der Grünpflege. Wurden Mäharbeiten früher mit handgeführten Mähgeräten durchgeführt, werden heute überwiegend Anbaugeräte an Geräteträger, selbstfahrende und funkferngesteuerte Zweiachs-Mähgeräte eingesetzt. Bei den Anbaugeräten wurden darüber hinaus durch die Industrie Mähwerkzeuge entwickelt, die es dem Anwender ermöglichen, während des Mähvorganges mit dem Randstreifenmähgerät verbleibendes Mähgut am Leit- und Schutzplankenpfosten in einem Mähdurchgang zu entfernen oder selbst zwischen eng stehenden Schutzplankenpfosten (z. B. innerhalb einer Super-Rail-Strecke) eine maschinelle Flächenbearbeitung zu ermöglichen. Trotz des verstärkten maschinellen Geräteeinsatzes verbleiben Kleinflächen, die weiterhin einer handgeführten Bearbeitung unterliegen. Die Wahl des geeigneten Mähgerätes ist, neben der Entscheidung über die Mähleistung, hinsichtlich des einzuhaltenden Sicherheitsabstandes zu Objekten und Personen in Bezug auf die im Geräteeinsatz bestehende Gefahr des Steinschlages von großer Bedeutung. Welche Schutzmaßnahmen aufgrund des BGH-Urteils vom 4.7.2013 (III ZR 250/12 – NJW-RR 2013, 1490) künftig seitens der Meistereien ergriffen werden müssen, ist davon abhängig, welches Gefahrenpotenzial von dem eingesetzten Mähgerät ausgehen kann. Eine erste Abschätzung bieten die entsprechenden Normen zur Steinschlagprüfung und die Aussagen der Hersteller zum bestimmungsgemäßen Gebrauch der Geräte und deren Gefahren- und Sicherheitsbereich. Hierbei ist festzustellen, dass die geltenden Steinschlagprüfungen im straßennahen Bereich für Anbaugeräte an die Geräteträger oder selbstfahrende Mähgeräte höhere Sicherheitsanforderungen stellen als die Prüfungen für
die sogenannten Freischneider. Der BGH hatte in dem vorgenannten Urteil zu Mäharbeiten mit sogenannten Freischneidern entschieden, dass es dem Verkehrssicherungspflichtigen bei Mäharbeiten in Anbetracht der erheblichen Gefahren für die Verkehrsteilnehmer durch hochgeschleuderte Steine im Bereich einer Bundesstraße technisch und wirtschaftlich vertretbar zuzumuten ist, vor dem jeweils zu mähenden Bereich entweder die Mäharbeiten während der Vorbeifahrt von Verkehrsteilnehmern zu unterbrechen oder durch das Aufstellen einer mobilen (z. B. auf Rollen montierten) wiederverwendbaren Schutzwand aus Kunststoffplanen einen Schutz zu gewährleisten. Nachdem der erforderliche Schutz Dritter vor aus dem Arbeitsgerät herausschleudernden Fremdkörpern bei den Anbaugeräten und selbstfahrenden Mähgeräten durch entsprechende Steinschlagprüfungen und Wartungsanleitungen der Hersteller weitestgehend erfüllt werden kann, wurden in Bayern für die sogenannten Freischneider Praxistests mit dem Ziel durchgeführt, den Anwendern Hinweise hinsichtlich Arbeitsgeschwindigkeit, Mähbild und Steinschlagverhalten zu geben.

Road maintenance and operational services in Germany are increasingly completing the tasks assigned to them using machinery. The same applies to the field of landscape management. In the past, mowing was done using manual mowers. Today, however, this task is predominantly completed using tractormounted ancillary equipment, ride-on or cab mowers, and remote-controlled two-axle mowers. In the case of ancillary equipment, industry has developed mowing tools that allow the user to simultaneously mow and remove cuttings at crash and safety barrier posts using a verge mower or to use machinery between closely spaced safety barrier posts (e. g. along a line of super rails). Despite the increased use of machinery, there are still small areas that need to be mown manually. When using machinery, there is always the risk of people/objects being hit by loose stone chippings projected into the air by the machinery. Consequently, mandatory safe distances to objects and people must be observed. Choosing suitable mowing equipment and mowing performance are of major significance in this respect. The precautions that road maintenance depots will in future have to take as a result of the ruling of the Federal Court of Justice (BGH) (III ZR 250/12 – NJW-RR 2013, 1490) of 4 July 2013 depends on the potential risks posed by the mowing equipment used. The relevant standards relating to stone chipping projection and impact tests and statements made by the manufacturer regarding the intended use of the machinery and its danger and safety zones allow for an initial assessment. It is worth noting in this context that the safety requirements for tractormounted ancillary equipment or ride-on/cab mowers used in roadside areas tested in current stone chipping projection and impact tests are tougher than those for grass trimmers and brush cutters. In the above-mentioned ruling on mowing work done using grass trimmers and brush cutters (German: Freischneider), the Federal Court of Justice (BGH) ruled that given the considerable threat to road users caused by stone chippings projected through the air on federal highways, those responsible for ensuring the safety of road users during mowing work can reasonably be expected in technical and economical terms to either halt mowing work when road users pass the area being mowed or to erect a re-usable mobile protective wall made of plastic sheeting (e. g. on wheels) alongside the area being mowed in order to protect road users as they pass. The necessary protection of third parties from foreign objects projected out of the machinery by ancillary equipment and ride-on/cab mowers can largely be ensured by conducting stone chipping projection and impact tests and observing the manufacturer's maintenance instructions. In the case of grass trimmers and brush cutters, practical test were conducted in Bavaria with a view to providing users with hints on work speed, mowing outcome, and stone chipping projection and impact behaviour. 

Comparative studies on bitumen and asphalt samples taking into account the ‚new’ testing methods DSR and BBR for bitumen

E. Rudi, M. Sc., Dr.-Ing. R. Cetinkaya, Dipl.-Wirtsch.-Ing. H. Schmidt, Köln

Um die Qualität der eigenen Labortätigkeiten zu überprüfen, hat die Basalt-Actien-Gesellschaft (BAG) in den Jahren 2015/2016 eine Vergleichsuntersuchung initiiert. Hierfür wurden nicht nur die Labore der eigenen Asphaltmischwerke, sondern auch Laboratorien von Bindemittelherstellern, anerkannten RAP-Stra-Prüfstellen sowie Hochschulinstituten einbezogen, soweit diese sich bereit erklärten, mitzuwirken. Ein Ziel war es, die Vergleichbarkeit der „neuen“ Prüfverfahren Dynamisches Scherrheometer (DSR) und Biegebalkenrheometer (BBR) an zwei Bindemitteln zu überprüfen. Da von den Teilnehmern auch die Hersteller der jeweilig verwendeten Prüfgeräte abgefragt wurden, konnte aus den Prüfergebnissen auch ein möglicher Einfluss der Gerätehersteller untersucht werden. Darüber hinaus wurden auch die gängigen Prüfverfahren Nadelpenetration und Erweichungspunkt Ring und Kugel einbezogen und ihre Vergleichbarkeit untersucht. Neben den Bitumenprüfungen wurden auch Untersuchungsmethoden am Asphalt überprüft. Hier sollten die Laboratorien jeweils an einer repräsentativen Asphaltmischgutprobe eines AC 8 DS die drei Kennwerte Rohdichte, Raumdichte sowie den Hohlraumgehalt ermitteln. Für die mittels DSR ermittelten Kennwerte wurden insgesamt große Streuungen festgestellt, wobei diese beim polymermodifizierten Bitumen größer ausfielen als beim Straßenbaubitumen. Außerdem traten beim Komplexen Schermodul größere Streuungen als beim Phasenwinkel auf. Bei den Kennwerten zum BBR hingegen wurde beobachtet, dass der Streubereich mit sinkender Prüftemperatur zunimmt. Hier konnte zudem festgehalten werden, dass erkennbare Unterschiede in den Prüfergebnissen differenziert nach Prüfgeräteherstellern existieren. Bei den Ergebnissen der herkömmlichen Bitumenprüfverfahren konnten unterschiedlich große Streuungen erkannt werden. Während beispielsweise beim Erweichungspunkt Ring und Kugel für das Straßenbaubitumen eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse festgestellt wurde, konnte hingegen für das polymermodifizierte Bitumen ein großer Streubereich detektiert werden. Bei der Auswertung der Asphaltuntersuchungen wurden bei der Roh- und Raumdichte Abweichungen erkannt. Somit konnten bei dem daraus errechneten Hohlraumgehalt starke Unterschiede zwischen den Prüfergebnissen festgestellt werden, die in dem aufgetretenen Ausmaß nicht erwartet wurden. Solche Spannweiten können in der Praxis große Auswirkungen haben, da der Hohlraumgehalt ein maßgeblicher Kennwert zur Beurteilung von Asphaltschichten ist.

In the years 2015/2016 the Basalt-Actien-Gesellschaft (BAG) initiated a comparative study to check the quality of their own laboratory activities. For this purpose, not only the laboratories of their own asphalt mixing plants, but also the laboratories of the bitumen producers, approved testing laboratories in accordance with RAP Stra as well as universities of applied sciences were included as long as they agreed to participate. One goal was to check the comparability of the "new" testing methods Dynamic Shear Rheometer (DSR) and Bending Beam Rheometer (BBR) on two bitumen. The manufacturers of the various test devices were also questioned by the participants, so the possible effects of the manufacturers should also be examined in the test results. Furthermore, the standard testing methods needle penetration and softening point ring and ball were also included and their comparability was investigated. In addition to the bitumen tests, the asphalt testing methods should be considered. For this purpose, the laboratories received a representative
sample of an asphalt concrete surface layer AC 8 DS to determine the three parameters maximum density, bulk density, as well as the air void content. For the characteristic values determined by the DSR, a wider range of results was detected, whereby the scatterings for the polymer-modified bitumen are larger than for the paving grade bitumen. Furthermore, for the complex shear modulus more scatterings could be identified than for the phase angle. Otherwise, the characteristic values determined by the BBR showed that the scattering range increases with decreasing test temperature. Here, it can also be stated that recognizable differences in the test results exist depending on the test instrument manufacturers. In the results of the conventional bitumen testing methods, different ranges of results could be detected. For example the softening point ring and ball was found to have a good correlation for the paving grade bitumen, however, for the polymer-modified bitumen a large range of results was determined. In the evaluation of the asphalt testing methods, deviations were detected in the maximum density and bulk density. Thus, for the calculated air void content, strong differences could be found between the test results, which were not expected in such great extent. Such range can have major consequences in practice because the air void content is a relevant parameter for the assessment of asphalt layers.