Fahrzeug-Rückhaltesysteme (FRS) gehören zu den Straßenausstattungen und sind integrale Bestandteile von Straßenverkehrsnetzen. Schutzeinrichtungen (SE) bilden dabei den Hauptanteil der entlang unserer Straßen installierten Systeme.
Während FRS wie z.B. Anfangs- bzw. Endkonstruktionen oder auch Anpralldämpfer „nur“ auf den Anprall von PKW geprüft und zugelassen werden, müssen Schutzeinrichtungen auch Anprallen von Schwerfahrzeugen wie LKW und Bussen widerstehen können. Die „Königsklasse“ der Schutzeinrichtungen mit sehr hohem Aufhaltevermögen stellen dabei die Aufhaltestufen H4a / L4a bzw. H4b / L4b dar. In Deutschland kommen diesbezüglich aktuell Schutzeinrichtungen der Aufhaltestufen H4b zum Einsatz; mit der Einführung der neuen RPS sollen dann L4b Systeme zum Einsatz kommen. Die Prüfung und Zulassung basiert auf erfolgreichen Anprallversuchen von 38 – Tonnen Sattelzug-LKW. H4a bzw. L4a Aufhaltestufen erfordern Anprallversuche mit 30-Tonnen LKW und kommen beispielsweise in Irland zum Einsatz. Der Unterschied der L-Klassen zu den H-Klassen besteht in einem zusätzlichen TB32 PKW-Anprallversuch: ein 1,5 t schwerer PKW wird mit 110 km/h unter einem Anprallwinkel von 20° auf die Schutzeinrichtung gefahren.
Schutzeinrichtungen in Ist-Installationen bilden die Basis für das dort jeweils vorliegende Sicherheitsniveau und definieren dabei aber auch gleichzeitig den erforderlichen Aufwand an Reparatur- und Wartungsarbeiten über die gesamte Betriebszeit. Eine wichtige Püfung für die Planung einer realen Installation ist die Übertragbarkeit der anprallgeprüften Leistungsdaten in die jeweilige Örtlichkeit. In Deutschland soll die Betriebsdauer von Straßen mindestens 25 Jahre betragen; darauf basierend müssen alle FRS eine Dauerhaftigkeit – d.h. eine Garantie auf die anprallgeprüften Leistungsdaten – von 25 Jahren nachweisen. Schutzeinrichtungen werden in Deutschland unterteilt in Strecken- und Bauwerksysteme.
Schutzeinrichtungen für Bauwerke werden auf Brücken oder auf Stützwänden installiert. Im Vergleich zu den Strecken-Schutzeinrichtungen müssen sie zusätzliche spezifische Anforderungen erfüllen. Die Anprallprüfungen müssen auf Konstruktionen basierend auf einer Brückenkappen – Nachbildung gemäß ZTV ING, RiZ Kap 1 durchgeführt werden. Der Prüfaufbau beinhaltet dabei eine 12 m lange „schwimmend gelagerte“ Sektion, welche die Anprallkräfte während des Anprallversuchs messen soll. Aktuell gibt es nur zwei Prüfinstitute, welche über eine solche „zugelassene“ Konstruktion verfügen.
In Fachkreisen ist unbestritten, dass unverschieblich anprallgeprüfte Schutzeinrichtungen im Regelfall auch über die gesamte Betriebszeit keine Reparaturen erfordern. Ob eine Schutzeinrichtung unverschieblich ist oder nicht, wird in den Anprallprüfungen ermittelt. Hierzu wird bei allen Fahrzeugprüfungen (LKW, Busse, aber auch alle PKW) die maximale seitliche Bewegung der Schutzeinrichtung während des Anpralls ermittelt. Dieser Leistungskennwert wird als dynamische Durchbiegung (Ddyn) bezeichnet. Beträgt dieser Wert 0,0 m, wird die Schutzeinrichtung als unverschieblich bezeichnet. Einige wenige Schutzeinrichtungen werden in den Prüfinstituten zudem nur einmalig installiert und alle Anprallprüfungen werden dann auf dieses eine System gefahren, zum Teil auch immer auf den gleichen Anprallpunkt. Unverschiebliche und insbesondere dabei mehrfach angefahrene Systeme sind Premium-Schutzeinrichtungen und dürfen mit Recht auch als besonders robust und damit auch als besonders reparatur-unanfällig bezeichnet werden.
Mit Blick auf Hinterfüllungen entlang von Schutzeinrichtungen dürfen für eine Anwendung in Ist-Installationen ausschließlich unverschieblich anprallgeprüfte Schutzeinrichtungen verwendet werden. Hinterfüllungen eignen sich insbesondere im Mittelstreifen: durch das zusätzliche Erdstoffpaket zwischen zwei einseitig wirkenden Schutzeinrichtungen wird das Aufhaltevermögen signifikant erhöht. Dies gilt insbesondere für Sektoren mit unterschiedlichen Fahrbahnhöhen am Mittelstreifen (z.B. Kurvenbereiche). Aber auch in Wasserschutzgebieten bieten Hinterfüllungen entlang von Betonschutzwänden große wirtschaftliche und umweltspezifische Vorteile in Bezug auf die erforderliche sichere Oberflächenwasser-Abführung – auf den Einsatz von im Erdreich installierten künstlichen Wasserführungs- bzw. Dichtebenen kann vollständig verzichtet werden.
Während in Deutschland schon seit geraumer Zeit unverschiebliche (Ddyn = 0,0 m) H2-Schutzeinrichtungen verfügbar sind, gab es bis vor kurzem in der Aufhaltestufe H4b ausschließlich Systeme mit seitlicher Verschiebung, also mit dynamischer Durchbiegung (Ddyn > 0,0 m). Die Betonung liegt auf „bis vor kurzem“: Nach der erfolgreichen Prüfung und Einführung der ersten unverschieblichen H4b-Schutzeinrichtung LT 404 für die Strecke Ende 2023 hat LINETECH im November diesen Jahres das profilgleiche H4b-Bauwerksystem LT 401 BW unverschieblich geprüft, die Zulassung ist in Vorbereitung.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass unverschiebliche Schutzeinrichtungen außerordentlich nachhaltig sind, denn: Was nicht repariert werden muss, vermeidet serienmäßig ressourcenbindende, kostenintensive, staubildende Reparaturen und garantiert damit gleichzeitig auch die maximale Verfügbarkeit unserer Straßenverkehrsnetze.
LINETECH – unverschiebliche, robuste, nachhaltige Standfestigkeit 4.2
Fahrzeug-Rückhaltesysteme (FRS) sind elementare Bestandteile unserer Straßenverkehrs-Architektur. Sie sichern den Verkehrsraum und schützen unbeteiligte Dritte.
Der Bau- bzw. Installationsraum unterhalb der Installationsebene von FRS wird als Unterlage bezeichnet. Diese wird unterschieden in ungebundene (Boden- / Baustoffgemische) und gebundene Unterlagen (Asphalt oder Beton).
FRS-Unterlagen sind integrale Bestandteile zur Sicherstellung der Leistungseigenschaften von FRS. In den EN 1317 Anprallprüfungen werden FRS mit den dort spezifisch gewählten Systemkonstruktionen und Einbaubedingungen getestet und zertifiziert. Die Durchführung und die Ergebnisse der Prüfungen werden in Prüfberichten dokumentiert. Die Unterlagen werden dabei im Regelfall kaum bzw. nur oberflächlich beschrieben.
Um anprallgeprüfte Leistungsdaten in eine Ist-Installation übertragen zu können, müssen am Einbauort gleichwertige Einbaubedingungen vorliegen. Dazu gehört auch eine im Vergleich zur Anprallprüfung gleichwertige Unterlage. Die in Ist-Installationen verwendeten Unterlagen müssen dabei über die gesamte Betriebsphase wie die eigentlichen FRS in der Lage sein, die anprallgeprüften Leistungsdaten beständig und dauerhaft leisten zu können.
Der Blick auf die relevanten Regelwerke zeigt, dass bestehende Definitionen bzw. Anforderungen an ungebundene Unterlagen unzureichend bzw. unstimmig sind und technische sowie vertragliche Korrekturen und Harmonisierungen erforderlich sind.
Die Art und die Qualität der Verbindungen von Schutzeinrichtungen zu deren Unterlagen sind entscheidend für die Gesamt-Leistungsfähigkeit der Systeme. Der Bericht erläutert die unterschiedlichen Wirkmechanismen zwischen Schutzeinrichtung und Unterlage und vergleicht diesbezüglich exemplarisch verschiedene W4-Schutzeinrichtungen mit W1- / W2- Systemen hinsichtlich deren Konstruktion, Systemkomplexität und Leistungsfähigkeit.
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Zum Thema bieten wir Ihnen auch noch ergänzendes Hintergrundwissen in Form der Grundlagen zu Aufstellarten von Schutzeinrichtungen per Download-Link zur Verfügung.
Dieser Teil 1 des Berichts wird auch in der Straßen & Autobahn, Ausgabe November 2024, als redaktioneller Beitrag beinhaltet sein.
Forecast Teil 2: Der zweite Teil zur Thematik Relevanz von Unterlagen für FRS wird weitere Analysen und Bewertungen zu den Unterlagen beinhalten und beschäftigt sich auch mit im Markt verbreiteten alternativen Fakten.
LINETECH – beständige, dauerhafte und reparatur-arme Unterlagen und Schutzeinrichtungen
Schutzeinrichtungen (SE) für permanente Installationen werden in drei verschiedene Rückhaltevermögen- bzw. Aufhaltevermögen-Kategorien unterteilt: normales, höheres und sehr hohes.
1. Normales Rückhalte- bzw. Aufhaltevermögen beinhaltet die Aufhaltestufen N1 und N2, die Anprallprüfungen werden nur mit PKW durchgeführt. N1- und N2-Systeme werden in der Regel nur auf untergeordneten Straßen eingesetzt.
2. Höheres Rückhalte- bzw. Aufhaltevermögen enthält die Aufhaltestufen H1, H2 und H3, in Deutschland kommen derzeit H1- und H2-Systeme zum Einsatz. Bei diesen Aufhaltestufen werden neben den PKW auch LKW bis 16 t und Busse Anprallprüfungen unterzogen. H2-Schutzeinrichtungen werden überwiegend im Bundesfernstraßennetz eingesetzt und sind gemäß der aktuellen RPS 2009 beispielsweise die Mindestforderung für Installationen in Mittelstreifen von Autobahnen.
3. Sehr hohes Rückhalte- bzw. Aufhaltevermögen wird durch die beiden Aufhaltestufen H4a und H4b definiert. in Deutschland kommen bei Schutzeinrichtungen mit sehr hohem Aufhaltevermögen aktuell H4b-Systeme zum Einsatz. Zusätzlich zu den PKW-Anprallversuchen müssen H4b-Schutzeinrichtungen auch den Anprallversuch eines 38-Tonner Sattelzugs (TB81) bestehen.
Die H-Aufhaltestufen beinhalten einen PKW-Anprallversuch (TB11) und je nach Aufhaltestufe ein Schwerfahrzeug (LKW oder Bus). Das soll sich künftig ändern in Deutschland: Mit der Einführung der L-Aufhaltestufen kommt zu dem aktuellen TB11 und dem jeweils aktuellen Schwerfahrzeug ein zweiter PKW-Anprallversuch (TB32) hinzu. Der TB32 Anprallversuch wird mit einem 1,5 t schweren PKW und einer Geschwindigkeit von 110 km/h bei einem 20° Anprallwinkel durchgeführt. Die dabei wirkende Anprallenergie ist etwa doppelt so hoch wie beim TB11.
Für die künftige Installation von Schutzeinrichtungen mit höherem und sehr hohem Aufhaltevermögen in Deutschland bedeutet dies, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit L1, L2 und L4b-Systeme zum Einsatz kommen werden.
Bei Schutzeinrichtungen mit höherem und sehr hohem Rückhalte- bzw. Aufhaltevermögen steht die Standfestigkeit und der Widerstand bei Anprallereignissen mit Schwerfahrzeugen im Vordergrund. Das wichtigste Ziel besteht darin, Fahrzeug Durchbrüche zu verhindern. Dabei ist es wünschenswert, dass Schutzreinrichtungen bei den Anprallversuchen nicht „am Limit“ der EN 1317 entlang laufen, sondern ein ausreichendes Maß an Restsicherheit beinhalten.
Die Gütegemeinschaft Betonschutzwand & Gleitformbau e.V. (GBG) hat die Grundlagen und Zusammenhänge der beiden führenden Leistungskennwerte Wirkungsbereich (W) und Fahrzeug-Eindringung (VI) umfangreich analysiert und in einem Fachbeitrag in den Fachzeitschriften Straße & Autobahn (S+A) sowie Straßenverkehrstechnik (SVT) veröffentlicht. Dabei wurde auch ein neuer Kennwert „WVI“ generiert, welcher es erstmals ermöglicht, Schutzeinrichtungen in einer Abbildung übersichtlich und objektiv zu vergleichen.
Der Artikel kann über den beigefügten Link heruntergeladen werden.
LINETECH – unverschiebliche und damit reparaturarme Schutzeinrichtungen sind unser Markenzeichen.
