Für die Schutzschichten auf Stahlbrücken werden in zunehmendem Maße temperaturreduzierte Gussasphalte eingebaut. Bei der Verwendung temperaturreduzierter Gussasphalte besteht jedoch das Risiko, dass sich der Haftverbund zwischen der Schutzschicht und der Dichtungsschicht verschlechtert. Im Rahmen eines Projektes wurde für die drei in der ZTV-ING Teil 7 Abschnitt 4 aufgeführten Abdichtungsbauarten der Haftverbund bei Verwendung eines temperaturreduzierten Gussasphaltes mit einer Einbautemperatur von 180 -°C untersucht. Während für die Bauarten mit Bitumen- Dichtungsschicht sowie mit Reaktionsharz- Bitumen-Dichtungsschicht ein ausreichender Haftverbund nachgewiesen werden konnte, sind für die Bauart mit Reaktionsharz-Dichtungsschicht weitere Untersuchungen zur Bestimmung der minimalen Einbautemperatur des Gussasphaltes notwendig

Während früher standardmäßig Gussasphalt-Schutzschichten mit einer Temperatur von 240 -°C bis 250 -°C eingebaut wurden, werden heutzutage Gussasphalt-Schutzschichten immer öfter mit einer Einbautemperatur von ca. 220 -°C eingebaut. Neuere Entwicklungen machen jetzt sogar Einbautemperaturen zwischen 180 -°C und 220 -°C möglich, ohne die Verarbeitbarkeit der Gussasphalte unzulässig einzuschränken. Für eine gute Verklebung der Gussasphalt-Schutzschicht mit der Abdichtung spielt aber eine ausreichende Erwärmung und teilweise Verflüssigung der obersten Schicht des Abdichtungssystems eine entscheidende Rolle. Vor diesem Hintergrund besteht Klärungsbedarf, welche Auswirkungen die Absenkung der Einbautemperatur des Gussasphaltes auf den Haftverbund zwischen der Schutzschicht und der Abdichtung haben kann. Im Rahmen des Forschungsprojektes AP 05226 wurde nachgewiesen, dass bei den Abdichtungssystemen der Bauart 2 mit Bitumen-Dichtungssystem und der Bauart 3 mit Reaktionsharz/Bitumen-Dichtungssystem bei der Verwendung von temperaturreduzierten Gussasphalten keine signifikante Verschlechterung der Abreißfestigkeiten entsteht. Diese Bauarten sollten also auch bei der Verwendung von temperaturreduziertem Gussasphalt ohne Risiko einsetzbar sein. Bei Abdichtungssystemen der Bauart 1 (Reaktionsharz-Dichtungsschicht) ergaben sich bei der Verwendung eines temperaturreduzierten Gussasphaltes mit einer Einbautemperatur von 180 -°C geringere Abreißfestigkeiten als die normalerweise bei einer Gussasphalt-Einbautemperatur von 240-250 -°C festgestellten Werte. Für diese Bauart war daher keine endgültige Aussage über die mögliche minimale Einbautemperatur möglich. Im Rahmen des hier vorgestellten Forschungsprojektes sollte geklärt werden, wie sich die Abdichtungssysteme der Bauart 1 bei der Verwendung von Gussasphalt mit Einbautemperaturen von 180 -°C, 200 -°C, 220 -°C und 240 -°C verhalten. Bei den mit einer Einbautemperatur von 180 -°C hergestellten Probekörpern liegen die Abreißfestigkeiten im Mittel bei 0,52 N/mm2. Dies bestätigt die im Rahmen des Forschungsprojektes AP 05226 festgestellten Ergebnisse. Bei den mit 200 -°C hergestellten Probekörpern ergeben sich Abreißfestigkeiten von im Mittel 0,62 N/mm2, bei den mit 220 -°C hergestellten Probekörpern von im Mittel 0,66 N/mm2 und bei den mit 240 -°C hergestellten Probekörpern von im Mittel 0,64 N/mm2. Die Abreißwerte liegen damit geringfügig unter den aus den Erfahrungen der Vergangenheit erwarteten Werten, jedoch ausreichend über den Anforderungen in den Regelwerken. Für die zwischen 200 -°C und 240 -°C hergestellten Probekörper ergeben sich keine erkennbaren Unterschiede in den festgestellten Abreißfestigkeiten, die Unterschiede liegen innerhalb der Messgenauigkeiten. Unter ansonsten günstigen Einbaubedingungen sollte der Gussasphalteinbau mit einer Einbautemperatur von >= 200 -°C zu ausreichenden Abreißfestigkeiten zwischen der Schutzschicht und der Pufferschicht führen. Eine gewisse Vorsicht ist geraten, wenn die Einbaubedingungen, vor allem die Temperatur der Unterlage, ungünstig sind. Gegebenenfalls ist dann eine höhere Einbautemperatur des Gussasphaltes zu wählen. Bei zusätzlich durchgeführten Untersuchungen zum Einfluss der Abstreuung der Pufferschicht auf die Zwischenhaftung zwischen der Schutzschicht und der Pufferschicht wurde nachgewiesen, dass die Abstreuung der Pufferschicht, eine exakte Einhaltung der Abstreumenge vorausgesetzt, keinen negativen Einfluss auf die Abreißfestigkeiten hat. Die Abreißfestigkeiten liegen sowohl bei Probekörpern, die bei 200 -°C hergestellt wurden, als auch bei Probekörpern, die bei 240 -°C hergestellt wurden, geringfügig über den Werten, die bei den Probekörpern ohne Abstreuung gemessen wurden. Die gefundenen Bruchbilder unterscheiden sich nur geringfügig. In über 95 % der Fälle erfolgt der Bruch als Adhäsionsversagen zwischen der Schutzschicht und der Pufferschicht. Bei der visuellen Begutachtung der Bruchbilder sind an der Unterseite der Schutzschicht Gesteinskörnungen zu erkennen. Bei den Probekörpern mit Abstreuung ist dies die Abstreuung der Pufferschicht, bei Probekörpern ohne Abstreuung sind dies Gesteinskörnungen aus dem Gussasphalt der Schutzschicht. Auf der Pufferschicht ist jeweils ein Negativabdruck zu sehen. Dieses Bruchbild lässt den Schluss zu, dass auch bei einem Einbau der Schutzschicht auf eine nicht abgestreute Pufferschicht ein ausreichender Schubverbund durch die sich in die Pufferschicht eindrückenden Gesteinskörnungen der Schutzschicht sichergestellt ist.

Fußplatten sind Konstruktionsteile aus Stahl, die der Verankerung von Stahlschutzplanken auf Brücken dienen. Zum Schutz vor Korrosion werden sie feuerverzinkt. Seit Anfang 2000 gehen bei der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) vereinzelt Meldungen über vorzeitige Kantenkorrosion solcher Fußplatten ein. Im Rahmen dieses Projektes wurden Dokumentationen über die Bauwerke erstellt, an denen Kantenkorrosion an Fußplatten der BASt gemeldet wurden. Einige Fußplatten wurden Untersuchungen im Labor unterzogen. Korrosion von Fußplatten breitet sich in der Regel von den Kanten aus, wobei meistens die verkehrzugewandten Kanten betroffen sind. Die Ursachen hierfür sind komplex. Zweifelsohne spielen korrosive Belastung durch Chloride aus den tauenden Streustoffen und Ansammlungen von Straßensedimenten eine wesentliche Rolle. Trotz dieser starken Korrosionsbelastung bleiben Fußplatten an den Bundesautobahnen in der Regel jahrzehntelang rostfrei. In seltenen Fällen tritt eine vorzeitige Korrosion an Fußplatten auf. Als Auslöser dafür werden Unregelmäßigkeiten im Aufbau des Zinküberzuges vermutet. Die Ursache dafür konnte nicht ermittelt werden. Beim Auftreten von Kantenkorrosion an Fußplatten wird empfohlen, die betroffenen Flächen mechanisch von Rost zu befreien und mit einem zinkstaubhaltigen Reparaturbeschichtungsstoff nach DIN EN ISO 1461 zu beschichten. In gravierenden Fällen ist der Austausch der Fußplatten in Betracht zu ziehen.

Bei Brücken mit Dehnlängen bis ca. 50 m können Fahrbahnübergänge aus Asphalt zur Anwendung kommen, die seit 2003 in den „Zusätzlichen Techni¬schen Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten“ (ZTV-ING Teil 8 Abschnitt 2) [1] geregelt sind, während bei Brücken mit großen Spannweiten Fahrbahnübergänge aus Stahl eingesetzt werden. Neben den geringeren Kosten liegen die Vorteile dieser Bauweise vor allen Dingen in der Schnelligkeit beim Einbau, der Möglichkeit der fahrstreifenweisen Erneuerung sowie in der geringen Geräuschentwicklung und dem Fahrkomfort bei den Überrollungen durch die Kraftfahrzeuge. Bei kleineren freien Dehnlängen bis ca. 12,5 m werden in der Regel Vergussfugen nach den ZTV Fug-StB [2] eingebaut. In einigen Fällen sind bei Brücken mit bis zu 12,5 m freier Dehnlänge wiederholt schadhafte Vergussfugen aufgefallen und durch Fahrbahnübergänge aus Asphalt ersetzt worden. Das führt dazu, dass in diesen Fällen das zum Einsatz kommende Fahrbahnübergangssystem überdimensioniert ist, da die Einbaubreite für Brücken bis 50 m freier Dehnlänge ausgelegt ist. In diesen Fällen wäre es wegen der geringen Größen der tatsächlich auftretenden Fugenbewegungen sinnvoll, wenn die Möglichkeit bestände, von den festgelegten Abmessungen der Fahrbahnübergänge aus Asphalt abzuweichen. Durch schmalere Einbaubreiten könnten die Einwirkungen der Kfz-Überrollungen auf die Fahrbahnübergänge aus Asphalt verringert und Verdrückungen vermieden werden. Daher wurden in den letzten Jahren als Ersatz für Vergussfugen nach den ZTV Fug-StB [2] bei Brücken mit geringen freien Dehnlängen sowie beim Übergang von Beton- zu Asphaltfahrbahnen in einigen Fällen Fahrbahnübergänge aus Asphalt in geringer Breite (im Folgenden als „Belagsdehnfugen“ bezeichnet) eingebaut. Aber auch bei Neubauten wurde diese Bauweise in eini¬gen Fällen einer herkömmlichen Vergussfuge nach ZTV Fug-StB [2] vorgezogen, um die Wahrschein-lichkeit eines Schadens möglichst gering zu halten. Die Einbaubreiten betrugen bei Brücken bis 12,5 m freie Dehnlänge in der Regel 7 cm bis 15 cm. In einigen Fällen wurden auch Belagsdehnfugen in Breiten von 20 cm bis 45 cm eingebaut. Belagsdehnfugen wurden unter anderem auch entlang von Brückenkappen sowie vor Fahrbahnübergängen aus Stahl und über Kammerwänden eingebaut. Da die Bauart von den Festlegungen in den ZTV-ING 8-2 [1] abweicht, ist für den Einsatz auf Brücken im Zuge von Bundesfernstraßen eine Zustimmung im Einzelfall erforderlich. In dem nachfolgenden Bericht werden die Bauart sowie die Besonderheiten beim Einbau detailliert beschrieben. Dazu wurde bei einer Baumaßnahme der Einbau begleitet und dokumentiert. Außerdem wurde an 50 ausgesuchten Bauwerken, bei denen Belagsdehnfugen in den letzten 12 Jahren eingebaut wurden, die Bewährung in der Praxis überprüft. Unter den untersuchten Bauwerken waren 32 Brückenbauwerke und 18 Kreisverkehre sowie ein Busbahnhof. An 20 Bauwerken wurden die Belagsdehnfugen nach 2- bis 10-jähriger Liegezeit inspiziert und bei 30 Bauwerken erfolgte die Erfahrungssammlung auf der Grundlage von Erfahrungsberichten der zuständigen Verwaltungen, für deren Unterstützung wir uns bedanken. Verformungen in den Rollspuren, wie sie bei herkömmlichen Fahrbahnübergängen aus Asphalt in einigen Fällen ein Problem darstellen, wurden hier nicht vorgefunden. Durch die verminderte Einbaubreite konnten die Einwirkungen der Kfz-Überrollungen auf die Belagsdehnfugen verringert werden. Bei den festgestellten Schäden handelt es sich überwiegend um Ablösungen zwischen Belagsdehnfuge und Asphaltdeckschicht bzw. Betonfahrbahn oder um oberflächlich abgetragenes Bindemittel in den Rollspuren der Belagsdehnfuge. Allerdings zeigte sich bei den Brückenbauwerken eine deutlich geringere Anzahl von Schäden als bei den Kreisverkehren. Daher wurde die Abhängigkeit der Schadenshäufigkeit von den Einsatzbereichen und den angrenzenden Schichten gesondert betrachtet An den untersuchten Brückenbauwerken wurden nur an ca. 3 % der Belagsdehnfugen Ablösungen zwischen Belagsdehnfuge und Asphaltdeckschicht und an weiteren ca. 3 % der Belagsdehnfugen abgetragenes Bindemittel in den Rollspuren der Belagsdehnfuge festgestellt. Daher stellen Belagsdehnfugen, vor allem bei Brückenbauwerken mit geringen freien Dehnlängen, eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Fahrbahnübergängen aus Asphalt dar. Anders verhält es sich bei den untersuchten Kreisverkehren. Hier wiesen ca. 27 % der untersuchten Belagsdehnfugen Flankenenthaftungen und ca. 19 % der Belagsdehnfugen oberflächlich abgetragenes Bindemittel in den Rollspuren auf. Da die Flankenenthaftungen zu ca. 80 % den Übergang von der Betonfahrbahntafel zur Belagsdehnfuge betrafen, sind hier Maßnahmen zur Verbesserung des Haftverbundes, vor allem zu den angrenzenden Betonfahrbahnen zu ergreifen und es ist auf einen besonders sorgfältigen Einbau zu achten. Aufgrund der überwiegend positiven Ergebnisse der Erfahrungssammlung, insbesondere bei den Brückenbauwerken, kann der vom FGSV AK 7.7.4 „Fahrbahnübergänge aus Asphalt“ vorgeschlagenen Aufnahme dieser Bauart als Sonderbauweise in den Entwurf der „Hinweise und Erläuterungen zu den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingun¬gen und Richtlinien für Ingenieurbauten, Teil 8 Bauwerksausstattung, Abschnitt 2 Fahrbahnübergänge aus Asphalt (ZTV-ING 8-2)“ [11] zugestimmt werden. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die untersuchten Belagsdehnfugen lediglich von einer im süddeutschen Raum ansässigen Firma ausgeführt wurden. Es wird vorgeschlagen, die Erfahrungssammlung fortzuschreiben, wenn eine ausreichende Anzahl an Baumaßnahmen auf Grundlage des oben genannten Entwurfs eingebaut wurde.

Brückenseile bestehen aus zahlreichen ineinandergedrehten feuerverzinkten Drähten und sind zusätzlich von mehrschichtigen Beschichtungen vor Korrosion geschützt. Wenngleich derzeit ausschließlich Drähte mit einem Überzug aus reinem Zink zulässig sind, steht mit Galfan " einer Zink-Aluminium- Legierung " ein neuer Überzug zur Verfügung, mit dem sich ein noch besserer Korrosionsschutz erreichen lässt. Unbekannt jedoch war, ob das einzig zugelassene Beschichtungssystem für Brückenseile über eine ausreichende Haftfestigkeit auf Stahlflächen mit Galfan-Überzug verfügt. Im Rahmen des hier beschriebenen Projekts konnte nachgewiesen werden, dass die üblicherweise bei Brückenseilen verwendete Grundbeschichtung auf Stahlflächen mit Galfan-Überzug eine mindestens genauso gute Haftfestigkeit erreicht wie auf Stahlflächen mit herkömmlichem Zink-Überzug. Zu diesem Zweck wurden speziell angefertigte Prüfkörper praxisrelevanten Korrosionsversuchen unterzogen. Die Prüfung der Haftfestigkeit erfolgte in Form von Abreißversuchen. Auf Basis der hier gewonnenen Ergebnisse wurden die auf herkömmliche Art und Weise verzinkten und die mit Galfan verzinkten Probekörper (bei zwei unterschiedlichen Methoden der Oberflächenvorbereitung) gegenübergestellt und miteinander verglichen. Für beide Arten der Oberflächenvorbereitung wurden bei den mit Galfan überzogenen Probekörpern jeweils bessere Ergebnisse erreicht als bei den herkömmlich verzinkten Probekörpern. Folglich kann der Überzug Galfan gegenüber dem Überzug aus reinem Zink im Hinblick auf die Haftfestigkeit der verwendeten Grundbeschichtung als mindestens gleichwertig angesehen werden. Die gewonnenen Resultate sprechen eindeutig für eine Pilotanwendung von Seilen aus Drähten mit Galfan-Überzug in der Praxis.

Bei Fahrbahnoberflächen von Brücken und insbesondere von Stahlbrücken besteht gegenüber dem Straßenverlauf vor und hinter der Brücke die Gefahr einer vorzeitigen Glättebildung, da die relativ dünnen Fahrbahntafeln schnell auskühlen, während der dickere Belagsaufbau und der Untergrund auf der freien Strecke wie ein Wärmespeicher wirken. Insbesondere bei Brücken an ungünstigen Standorten, wie in der Nähe von Gewässern oder in Einschnitten, besteht vor allem im Spätherbst und am Beginn des Frühjahrs eine besondere Gefahr für die Verkehrsteilnehmer. Dieser besonderen Gefährdung des Verkehrs wird derzeit entweder durch Frühwarnsysteme mit vorsorglichem Streudienst oder durch Taumittelsprühanlagen begegnet. Eine weitere Möglichkeit die besondere Gefährdung aus dem Vereisungsverhalten der Brückenfahrbahn zu beseitigen, ist die, den Fahrbahnbelag der gefährdeten Brücken in den kritischen Zeiträumen zu beheizen. Dadurch wird die Salzbelastung für die Umwelt und auch für das Bauwerk reduziert. Im BASt"Bericht B87 "Vermeidung von Glättebildung auf Brücken durch die Nutzung von Geothermie" [2] wird diese umweltfreundliche Alternative ausführlich erläutert. Im Rahmen des hier beschriebenen Projekts wurden ergänzende Untersuchungen durchgeführt, um weiterführende Erkenntnisse über das Verbundverhalten und die Dauerhaftigkeit von Gussasphalt mit integrierten Rohrregistern zu gewinnen und daraus Empfehlungen für die Praxis abzuleiten. Zum einen handelt es sich um Abreissversuche an zwei D-Brückenmodulen mit Fahrbahntemperierung, zum anderen um Langzeitmessungen auf einer Straßenbrücke, bei der im Rahmen einer Erneuerung des Fahrbahnbelags probeweise Rohrregister eingebaut wurden. Es wurden verschiedene Systeme untersucht, die eine sichere Befestigung der Rohrregister auf der Unterlage gewährleisten und gleichzeitig den Einbau der Deckschicht möglichst wenig behindern. Desweiteren wurde die Ausrichtung der Rohre untersucht und die Dauerhaftigkeit überprüft. Großflächige Befestigungsgitter haben sich zur Fixierung von Rohrregistern für die in Deutschland üblichen Fahrbahnbeläge als ungeeignet erwiesen, da sie einen ausreichenden Schichtenverbund behindern. Für die Befestigung der Rohrregister sind daher wenig störende Befestigungsmittel wie z.B. halbseitige Rohrschellen zu empfehlen. Für quer zur Fahrtrichtung ausgeführte Rohrregistern konnte die grundsätzliche Praxistauglichkeit hinsichtlich des Einbaus und der Dauerhaftigkeit unter Verkehrsbelastung nachgewiesen werden. Als entsprechender Nachweis für längs zur Fahrtrichtung ausgeführte Rohrregister dient die erfolgreiche Pilotanwendung bei der Kanalbrücke Berkenthin. Im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit konnten im Untersuchungszeitraum von 5 Jahren keine Einschränkungen festgestellt werden. Es wurden weder Risse noch Verformungen im Fahrbahnbelag indiziert. Für eine weitere Beurteilung des Langzeitverhaltens sollten auch zukünftig regelmäßige Begehungen und Messungen erfolgen.