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Pflasterbau - gebundene Bauweise

Pflasterbeläge waren nicht nur in der Vergangenheit, sondern sind auch heute maßgeblich bei der Befestigung und Gestaltung unserer Straßen, Plätze und Gehwege beteiligt. Bei der Planung und Ausführung gepflasterter Flächen steht man immer wieder vor zwei grundsätzlichen Fragen_ Welche Materialien sollen zum Einsatz kommen, also Natursteinpflaster oder Betonsteinpflaster? Und auf welche Weise sollen die Pflastersteine verlegt und verfugt werden?

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Von Mario Sommer

Bei der Verlegung von Pflasterbelägen werden grundsätzlich zwei Bauweisen unterschieden_ die ungebundene und die gebundene Bauweise. Die ungebundene Bauweise stellt dabei die traditionelle Bauweise dar. Diese hat jedoch über die letzten Jahrzehnte gewisse Schwächen erkennen lassen. Dies liegt nicht etwa daran dass schlechter geplant oder gebaut wird, sondern, dass sich das heutige Verkehrsaufkommen und die damit verbundenen höheren Lasten sowie die Reinigung dieser Flächen grundlegend geändert haben.

Gebundene Bauweise als Problemlöser


Leider bedeutet dies, dass die ungebundenen Pflasterflächen zunehmend Schäden und Mängel aufzeigen – was häufig zu notwendigen Reparaturen führt. Da man dieses Problem mittlerweile erkannt hat, werden Pflasterflächen immer häufiger in der gebundenen Bauweise aufgebaut. Gebundene Bauweise heißt: Der gesamte Aufbau wird ausschließlich mit gebundenen Schichten hergestellt. Dies fängt mit der Tragschicht an (zementär oder bituminös gebunden), auf welcher der Pflasterstein in einem Bettungsmörtel (ca. 3-5 cm dick) mit einem rückseitig aufgetragenen Haftvermittler hammerfest versetzt wird. Sind Bettungsmörtel und Haftvermittler erhärtet, erfolgt die Verfüllung der offenen Fugen mit einem Fugenmörtel. Zum Großteil wird dies – speziell bei öffentlichen Flächen wie Straßen, Rinnenbauwerken, Kreisverkehrsflächen u.ä. – mit hydraulisch abbindenden Mörtelsystemen ausgeführt. Diese sind speziell auf die Belange des Pflastersteins und die möglichen Belastungen abgestimmt. Unterschieden wird dabei zwischen einem Naturpflasterstein und einem Betonpflasterstein.

Betonpflastersteine besitzen aufgrund ihres Herstellungsprozesses eine geringere Festigkeit als Pflastersteine aus Naturstein. Für die Planung und Ausführung bedeutet dies, dass, wenn ein Betonsteinpflaster gewählt wurde, der Fugenmörtel an diese Festigkeiten anzupassen bzw. dies bei der Auswahl zu berücksichtigen ist, damit es später zu keiner Schädigung der Pflastersteine kommt. Der Fugenmörtel für Betonpflastersteine (Sopro BSF BetonSteinFuge) ist weicher eingestellt und so in der Lage, die temperaturbedingten Ausdehnungen der Pflastersteine, die speziell in den oberen Zentimetern des Pflastersteinbelags stark wirksam sind, gut aufzunehmen, ohne dass es zu Schädigungen der Pflasterdecke kommt. Unabhängig davon ist jedoch auch anzunehmen, dass ein Haarriss in einer Fuge das Bauwerk nicht infrage stellt und somit auch nicht als Mangel zu bewerten ist. Naturpflastersteine werden aufgrund ihrer hohen Festigkeit bei öffentlichen Flächen oftmals ebenfalls mit hydraulisch abbindenden Fugenmörteln verfugt. Dabei werden jedoch Fugenmörtel eingesetzt, die im Vergleich zu jenen, die man für Betonpflasterstein verwendet, fester sind (Sopro PFM PflasterFugMörtel hochfest).

Wichtig: die richtige Dehnfugeneinteilung


Unabhängig vom Fugenmörtel haben beide Steinsorten eins gemeinsam_ In der gebundenen Bauweise eingesetzt bzw. eingebaut, bilden sie ein Endlosbauwerk. Das kann die Rinne, die Straße, der große Marktplatz oder der Gehweg sein. Für den Planer bedeutet dies, dass er sich unabhängig vom gewählten Fugenmörtel mit einer Dehnfugeneinteilung auseinandersetzen muss. Bei der ungebundenen Bauweise war dieser Punkt vernachlässigbar, da die Fugen mit Sand oder feinem Splitt verfüllt wurden und dadurch nachgiebig waren. Leider ist gerade hierin auch das heutige Problem zu sehen; denn die ungebundenen Fugenfüller werden zerrieben bzw. beim Reinigungsprozess herausgelöst. In der Folge davon wird das Pflaster instabil und die Steine verschieben sich – verbunden mit der Gefahr, dass sie irgendwann herausfallen oder das Pflaster wellig wird.

Bei der gebundenen Bauweise ist eine Bewegungsfugeneinteilung notwendig, damit es nicht zu Brüchen, Verschiebungen etc. am Bauwerk kommt. Eine entscheidende Rolle spielen dabei die Bewegungsfugenabstände. Diese sind wiederum abhängig vom Pflastersteinmaterial. Wird ein Natursteinpflaster eingebaut, so sind die Bewegungsfugen in einem Abstand von ca. 6 - 8 m einzuteilen. Soll jedoch Betonsteinpflaster verlegt werden, muss eine Bewegungsfuge im Abstand von ca. 5 m gesetzt werden. Dies ist darin begründet, dass Betonpflastersteine innerhalb des Bauwerks wesentlich sensibler auf temperaturbedingte Längenänderungen reagieren. Die Nichtbeachtung dieser Zusammenhänge führt auch hier zu Schäden in Form von Brüchen, Rissen, Zerdrücken von Gullys oder Herausspringen von Steinen.

Werden Bewegungsfugen durch den Planer vorgesehen, ist es für den Verarbeiter entscheidend und wichtig, dass sich diese mit geringem Aufwand funktional einbauen lassen. Verschiedene Varianten sind bekannt und haben sich bewährt. Sollen mithilfe von Betonpflastersteinen Rinnenbauwerke – egal ob ein- oder zweiseitig – hergestellt werden, gibt es vom Hersteller der Betonpflastersteine sogenannte Gummidehnscheiben. Diese Gummidehnscheiben werden im Profil des fertig versetzten Rinnenquerschnitts seitens des Herstellers vorgefertigt. Für die Baustelle bedeutet dies, dass lediglich im Abstand von 5 m solch eine Gummidehnscheibe einzustellen ist. Diese sollte 2 - 3 mm unter der Oberkante des Pflastersteins abschließen, jedoch in keinem Fall über die Oberkante des Pflastersteins herausragen, da sonst das Wasser innerhalb der Rinne nicht mehr ungehindert abfließen kann. Wird die Rinne verfugt, ist darauf zu achten, dass der auf der Gummidehnscheibe befindliche Fugenmörtel gut abgewaschen wird. Die Dehnfuge muss sauber und funktional sein. Mörtelreste oder gar Mörtelstege, welche die Bewegungsfuge überbrücken, machen diese wirkungslos. Dies führt zu Schäden in Form von muschelartigen Ausbrüchen an der Oberseite der Pflastersteine. Beim Abwaschprozess der Betonpflastersteine ist in diesem Zusammenhang generell darauf zu achten, dass die Steine bis zu ihrer Steinphase freigewaschen werden. Komplett volle Fugen – was optisch vielleicht ansprechender wirkt – führten oftmals auch zu den schon angesprochenen muschelförmigen Abplatzungen. Dies liegt an der Empfindlichkeit der Pflastersteine im Bereich der Phase. Unabhängig davon ist es für den Verarbeiter einfacher, den Stein bis zur Phase freizuwaschen, als wie vollfugig arbeiten zu müssen.

Bewegungsfugen bei hohen Verkehrslasten


Soll eine Straße – stark befahren mit hohen Verkehrslasten (Bus- und Lkw-Verkehr) – geplant und gebaut werden, ist das Einstellen von Gummischeiben oder Estrichranddämmstreifen, also weichen Materialien, in die Bewegungsfugen nicht sinnvoll. Die Steinreihe vor und hinter der Bewegungsfuge wird aufgrund der Verkehrslasten (Zug- und Schubkräfte) sehr stark belastet und reißt oftmals und kippt in die Bewegungsfuge. Dies liegt darin begründet, dass der Steinreihe am Fuß der Dehnfuge (weiches Material eingestellt) ein Widerlager fehlt, wo sie sich abstützen kann. Soll also eine Straße mit Pflasterbelag in der gebundenen Bauweise hergestellt werden, sind die Fugen zu markieren, welche später als Bewegungsfugen dienen sollen. Zunächst ist die gesamte Straße komplett zu verfugen, nach dem Aushärten des Fugenmörtels ist im entsprechenden Abstand die markierte Bewegungsfuge durch einen Trennschnitt zu öffnen. Dies ist ähnlich auszuführen, wie man es vom Einschneiden von Betonautobahnen nach ihrer Herstellung kennt. Für das Einschneiden ist ein Trennschneider mit entsprechender Blattdicke zu verwenden, sodass eine Schnittbreite von 6 - 8 mm entsteht. Der Schnitt ist etwa 4 - 5 cm tief (max. 1/3 der Steindicke) in die Straßendecke bzw. in die Fuge zu führen. Anschließend ist der Schnitt zu reinigen und zu trocknen und die offene Fuge mit einem elastischen Dichtstoff zu verfüllen. Wo liegt der Vorteil dieser Fuge? Zum einen stellt sie eine Sollbruchstelle dar, in der sich Spannungen abbauen können, und zum anderen bleibt der Pflasterstein trotz Bewegungsfuge in seinem unteren Teil an allen Seiten fest in einer Mörtelmatrix eingebunden. Wird er also oberseitig durch Druck-, Schub- und Zugkräfte belastet, kann er diese gut aufnehmen, ohne dass der Stein in seiner Position verschoben wird. Ein Kippen in die Dehnfuge wird dadurch verhindert. Das Einschneiden und anschließende Verfüllen der Fuge mit einem elastischen Dichtstoff ist eine einfache und überschaubare Ausführungsart. Generell ist darauf zu achten, dass die Bewegungsfugenabstände sauber eingehalten werden. Sie dienen dazu, dass sich Spannungen abbauen können und nicht über größere Strecken aufaddieren. Lässt man aus Kostengründen zum Beispiel jede zweite Bewegungsfuge weg, sind die noch verbleibenden Bewegungsfugen überfordert, da sie nun die Gesamtspannungen aufnehmen müssen. Dies führt in der Regel zu unkontrollierten Brüchen in der Pflasterdecke.
Dehnfugengestaltungen mit Stahlwinkeln, die zuvor auf der Tragschicht verankert werden müssen, sind in ihrer Ausführung sehr aufwendig. Denn eine Verankerung in einer drainagefähigen Bettungsschicht lässt sich oftmals nicht so leicht umsetzen. Die Stahlwinkelprofile können insbesondere dann nicht satt aufgelegt werden, wenn das Straßenprofil eine gewisse Krümmung besitzt. Ist dies geplant, sollte im Vorfeld mit dem Verarbeiter die Ausführung besprochen werden, um entsprechende Missverständnisse zu vermeiden. Generell sollte auch der Hersteller der Pflasterfugmörtel bereits in die Planungsphase mit involviert werden. So lassen sich nicht nur mögliche Fragen schon im Vorfeld beantworten, sondern es können auch Detailausführungen bereits frühzeitig gemeinsam erarbeitet werden.

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