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Betonsteinpflaster - Großer Auftritt auf kleinen Steinen

Betonsteinpflaster
Großer Auftritt auf kleinen Steinen

Von Markus Hoeft

Pflasterdecken erfreuen sich sowohl für öffentliche als auch für private Verkehrsflächen großer Beliebtheit. Gegenüber geschlossenen Beton- oder Asphaltdecken lassen sich Frei- und Verkehrsflächen mit Pflaster deutlich vielfältiger und damit attraktiver gestalten.

Als Gestaltungsmittel können die Steinformate, der Verband und das sich daraus ergebende Fugenbild sowie die Farbigkeit und die Oberflächenstruktur der Steine eingesetzt werden.

Funktionelle Aspekte

Neben diesen ästhetischen Kriterien sprechen auch einige technische Aspekte für das Pflaster und gegen geschlossene Decken. So kann Pflaster für die nachträgliche Verlegung von unterirdischen Versorgungsleitungen relativ leicht wieder aufgenommen und nach den Arbeiten abermals verlegt werden. Auch Teilflächenerneuerungen lassen sich optisch unauffällig in vorhandene Pflasterflächen integrieren. Im Sinne einer ganzheitlichen Stadt- und Verkehrsraumplanung kann mit Pflasterdecken der Gegensatz zwischen dem fahrenden Verkehr und den Fußgängern, wenn auch nicht aufgehoben, so doch gemildert werden.

Eine gepflasterte Fahrbahn signalisiert Autofahrern ihren Charakter als ruhig und langsam zu befahrende Verkehrsfläche sozusagen von selbst. Diesen psychologischen Effekt wird bisweilen – ganz political correct – damit umschrieben, dass ab etwa 60 km/h der „Fahrkomfort wegen der Ebenheitsmerkmale von Pflaster eingeschränkt“ ist. Etwas drastischer könnte man auch sagen, dass Rasen auf gepflasterten Straßen nicht so viel Spaß macht.

Stadtraumwirkung

Die ganzheitliche Wirkung von Stadträumen lässt sich mit einer abgestimmten Pflastergestaltung der Fußwege und Fahrbahnen verstärken. Etwa wenn sich die jeweiligen Verkehrsflächen nur in der Farbe unterscheiden oder nur durch Farbmarkierungen voneinander abgegrenzt sind.

Auf einen Höhenversatz zwischen den zu begehenden und den zu befahrenden Flächen wird dann häufig verzichtet. Statt des klassischen Bordsteins kann ein Rinnstein ausgeführt werden, der gerade in historischen Stadtbereichen eine interessante Assoziation zu mittelalterlichen Straßenbauweisen darstellt.

Es handelt sich allerdings wirklich nur um eine Assoziation, direkt vergleichen lassen sich frühere und heutige Pflasterbauweisen kaum. Historisch wurden mehr oder minder gut behauene oder sogar ganz unbehauene Natursteine verwendet, die wegen ihrer unregelmäßigen Form in sehr freien Verbänden mit großen Fugen zu verlegen waren.

Das heutige Betonsteinpflaster erlaubt mit seiner im Rahmen der Toleranzen stets gleichen Geometrie sehr regelmäßige Verbände mit Fugen, die im Minimum nur 3 mm breit sein müssen. Der Fahr- und Gehkomfort ist deutlich größer als bei Kopfsteinpflaster.

Bauklassen

Das grundlegende Regelwerk für Straßenbefestigungen sind die „Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen“, die von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen herausgegeben werden. Die Richtlinien galten lange in der 1986 erarbeiteten und 1989 ergänzten Fassung (RStO 86/89), auf die sich auch viele noch zirkulierende Druckschriften und Firmensprospekte beziehen. Im Jahr 2001 gab es jedoch eine Neuausgabe als RStO 01.

Wie der vollständige Name der Richtlinien schon andeutet, befasst sich das Regelwerk mit dem gesamten Oberbau, der aus der Decke sowie der oder den Tragschichten besteht.

Einige grundlegende Feststellungen werden auch zum Untergrund und eventuellen Unterbau getroffen, die aber ansonsten in den „Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau (ZTV E-Stb)“ geregelt sind.

Die RStO 01 sind keine spezielle „Pflastervorschrift“, sie gelten auch für den Oberbau von Beton- oder Asphaltstraßen.

Für Pflasterarbeiten ist schon in einem frühen Planungsstadium die Einteilung der Verkehrsflächen nach Bauklassen in den Richtlinien relevant, die nach „äquivalenten 10-t-Achsübergängen“ vorgenommen wird.

Lässt sich dieser Kennwert der Beanspruchung nicht ermitteln, ist auch die anschaulichere Klassifizierung nach der Straßenart möglich. Die Bauklassen werden mit SV bzw. mit römischen Zahlen bezeichnet; Pflasterdecken dürfen nur für die Bauklassen III bis VI eingesetzt werden, also nicht für die Klassen SV, I und II.

Pflasterarten und Verlegemuster

Um die spezielle Flächentragwirkung einer Pflasterung zu erreichen, müssen die einzelnen Steine bestimmte geometrische Bedingungen erfüllen.

Als Definition des Pflastersteins hat sich durchgesetzt, dass das Verhältnis von größter Länge zur Höhe nicht größer als 4 sein darf. Elemente, die ein größeres Verhältnis aufweisen, werden als Platten bezeichnet.

Die gängige Höhe für Pflastersteine ist 80 mm, woraus man eine maximale Länge von 320 mm ableiten kann. Bei hohen Belastungen (Bauklasse III, ggf. auch IV) kann Pflaster mit der größeren Höhe von 100 mm erforderlich sein.

Vereinzelt werden auch verminderte Höhen von 60 mm angeboten, ein Befahren der Flächen mit Kraftfahrzeugen muss bei diesen Steinen jedoch ausgeschlossen sein. Steine mit größeren Grundflächen tragen besser als kleine, weil die Last besser verteilt wird. Das 4-er Verhältnis von größter Länge und Höhe sollte jedoch nicht überschritten werden.

Neben der Höhe und der Grundfläche hat die Steinform wesentlichen Einfluss auf die Belastbarkeit der Decke. Unterschieden werden Rechtecksteine (inkl. der quadratischen) und Verbundsteine. Bei letzteren umschließt jeder Stein mindestens zwei benachbarte, wodurch eine horizontale Verbundwirkung entsteht.

Um diese umschließende Wirkung zu erzielen, sind die Steine meist zacken- oder wellenförmig und bilden demzufolge ein nicht-rechtwinkliges Fugenbild. Scheinfugen in den Verbundsteinen können aber auch diesen ein orthogonales Aussehen verleihen.

Ein drittes und ebenfalls wichtiges Kriterium für die Tragfähigkeit ist das Verlegemuster der Pflastersteine. Bei Verbundsteinen ist dies meist durch die Steinform vorgegeben, bei rechteckigen Steinen hat der Planer jedoch einige Auswahl. Es ist günstig, wenn die Aufstandsfläche eines Reifens möglichst viele Steine erfasst. Das lässt sich vor allem mit einer Verlegung der Rechtecksteine diagonal zu Fahrtrichtung erreichen.

Der Fischgrät- oder der Ellenbogenverband haben sich zudem als widerstandsfähiger gegen die Bildung von Spurrinnen erwiesen als etwa Läufer- oder Parkettverbände. Kreuzfugen schwächen den Verbund ebenfalls, weshalb in vielen Fällen davon abzuraten ist.

Aufbau und Schichtenfolgen

Dieser Artikel beschäftigt sich vorwiegend mit der Pflasterdecke, für die Tragwirkung und Langzeitbeständigkeit spielen aber auch der Untergrund und der Oberbau eine wichtige Rolle. Das Thema sei hier also zumindest kurz gestreift.

Anhand von geografischen Frosteinwirkungszonen und den Bodengruppen F 1 (frostsicher) bis F 3 (sehr frostempfindlich) muss der Untergrund beurteilt werden. Daraus ergibt sich nach den Tabellen 6 und 7 RStO 01 die Mindestdicke des frostsicheren Oberbaus.

Neben der Frostsicherheit müssen Oberbau und Untergrund in der Lage sein, die Lasten aus der Verkehrsbeanspruchung ohne bleibende Formänderung abzuleiten. Mit diesen Schichten werden zudem das Gefälle der Verkehrsflächen von mindestens 2,5 % sowie die für die Pflasterung erforderliche Ebenheit erreicht. Die oberste Tragschicht sollte auf 4 m Länge keine Unebenheiten über 1 cm aufweisen.Tragschichten unter Pflasterdecken müssen stets wasserdurchlässig sein, weil auch die Decke Wasser hindurch lässt. Insofern eigenen sich unter Pflaster vor allem Materialien ohne hydraulische Bindemittel (ungebundene Tragschichten).

Bei diesen ist allerdings Vorsorge gegen ein Ausschwemmen der Feinpartikel in tiefere Schichten zu treffen (so genannte Filterstabilität). Entweder wird eine entsprechende Korngrößenzusammensetzung in den einzelnen Schichten gewählt (Bemessung z.B. nach DIN 18035 Teil 5) oder die Schichten werden mit einem filternden Geotextil voneinander abgegrenzt.

Grundsätzlich ist auch der Einsatz von hydraulisch gebundenen Tragschichten möglich, sofern sie wasserdurchlässig angelegt werden. In der Literatur wird darauf verwiesen, dass der Aufwand zumeist größer ist und wenig praktische Erfahrungen vorliegen.

Bettung und Fugen

Auf der Tragschicht bzw. auf der obersten von mehreren Tragschichten entsteht die Bettung. Sie bildet das Auflager der Pflastersteine und gleicht die Höhentoleranzen der Steine aus. Die Bettung sollte im verdichteten Zustand 3 bis 5 cm dick sein, im Hinblick auf die spätere Verdichtung sind beim Einbau 0,5 bis 1,0 cm Überhöhung vorzusehen.

Die Verlegung des Betonpflasters ist von Hand oder maschinell möglich. Die Fugenbreite muss 3 bis 5 mm betragen. Fugen unter 3 mm lassen sich kaum noch füllen, bei Fugen größer als 5 mm besteht die Gefahr, dass sich die Fugenfüllung nicht verfestigt und später durch Oberflächenwasser oder während der Reinigung wieder aus der Fuge gespült wird. Die vollständig gefüllten Fugen sind jedoch wichtig für die Stützung der Einzelsteine untereinander und die dadurch entstehende flächige Tragwirkung sowie den Widerstand gegen Horizontalkräfte.

Die Fugen dienen außerdem zum Maßausgleich der Fertigungstoleranzen von Betonsteinpflaster. Eine knirsche Verlegung ist darum unbedingt zu vermeiden, das gilt auch für die angeformten Abstandhalter. Diese geben nur ein Mindestfugenmaß vor, nicht das Regelfugenmaß. Bei richtiger Verlegung berühren sich die Steine bzw. die Abstandshilfen benachbarter Steine nicht, die Fläche würde sonst ihre Elastizität verlieren.Fugenfüllung und Bettung müssen gegeneinander filterstabil sein. Auf der sicheren Seite liegt man in jedem Fall mit einem identischen Material für beide Anwendungen, etwa Sande mit den Körnungen 0/2 oder 0/4 mm, Splitt der Körnung 1/3 mm oder ein Brechsand-Splittgemisch 0/5 mm. Mörtel als Fugenfüll- und Bettungsmaterial hat sich nicht bewährt. Schon in der Planung ist die Breite der zu pflasternden Fläche auf das Rastermaß des gewählten Steins abzustimmen.

Trotzdem müssen natürlich in der Regel Passsteine für Anschlüsse vor Ort hergestellt werden. Nach einer Faustregel sollte die kleinste Länge eines Passstücks jedoch nicht kürzer sein als die Hälfte der längsten Seite eines Normalsteins. Auch spitz zulaufende Passsteine sind zu vermeiden. Betonsteinpflasterflächen benötigen in jedem Fall eine Randeinfassung. Die Hersteller bieten in ihren Sortimenten Bord- oder Einfassungssteine aus Beton an, die auf einem Fundament und mit einer Rückenstütze jeweils der Betonqualität B 15 zu setzen sind.

Oberflächenwasser

Konventionelles Betonsteinpflaster ist zwar im technischen Sinn wasserdurchlässig, jedoch nicht in der Lage, größere Mengen von Oberflächenwasser, wie sie etwa bei einem Regen auftreten, in den Untergrund abzuleiten. Derartige Pflasterflächen gelten deshalb als versiegelt und erfordern Überlegungen zur Ableitung des Oberflächenwassers.

Mit der zunehmenden Verschärfung des Wasserrechts und der kommunalen Satzungen zum Abwasser können Ableitungen jedoch sehr kostenintensiv werden, weshalb wasserdurchlässiges Betonsteinpflaster, auch hydroaktives Pflaster oder einfach Öko-Pflaster genannt, eine interessante Alternative ist.

Zu diesem Thema hat die Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen 1998 das „Merkblatt für wasserdurchlässige Befestigungen von Verkehrsflächen“ erarbeitet. Noch hilfreicher für den Planer ist die Kommentierung dieses Merkblattes, die von der Fachvereinigung Betonprodukte für Straßen-, Landschafts- und Gartenbau e.V. herausgegeben wurde.

Auf 250 Seiten widmen sich die Autoren ausführlich den bau- und bemessungstechnischen, hydrologischen sowie rechtlichen Fragen im Zusammenhang mit versickerungsfähigem Betonpflaster. Hinsichtlich der Funktionsweise werden haufwerksporige Pflastersteine, Verbände mit dauerhaft aufgeweiteten Fugen sowie Pflastersteine mit Aussparungen unterschieden. Haufwerksporiger Beton ermöglicht ein Versickern des Wassers direkt durch den Stein. Bei den anderen Systemen leiten nur die Fugen bzw. Aussparungen Wasser ab.

Die Fugen können wahlweise mit Splitt gefüllt (Fugenbreite bis etwa 1,5 cm) oder begrünt werden (Fugenbreite bis 3,5 cm). Wasserdurchlässiges Pflaster sollte nur für gering belastete Straßen der Bauklassen V und VI, für Geh- und Radwege sowie für entsprechende private Flächen eingesetzt werden. Bei Systemen mit aufgeweiteten Fugen ist die Tragwirkung vermindert und der Einsatz in der Bauklasse V nicht zu empfehlen.

Mit allen Bauweisen kann im Neuzustand ein vollständiges Versickern des Niederschlagswassers erreicht werden. Vorzusehen ist allerdings eine Notentlastung, die später auch als unterstützende Regelentwässerung dienen kann.

Denn im Laufe der Zeit verschlechtern sich die Abflussleistungen durch das Pflaster. Gesicherte Werte über das Langzeitverhalten liegen nicht vor, in der Literatur wird davon ausgegangen, dass 50 % des Sickervermögens der Pflasterfläche sicher erhalten bleiben.

Die Notentlastung muss also für die anderen 50 % des Bemessungsregens dimensioniert werden. Für die Notentlastung können die gleichen Systeme wie für wasserundurchlässiges Pflaster zum Einsatz kommen, also beispielsweise Versickerungsmulden, Rigolen- oder Rohrentwässerungen sowie offene Filterbecken.

Sortimente

Während in diesem Artikel die technischen Parameter und Einsatzkriterien von Betonsteinpflaster in den Mittelpunkt gestellt wurden, dürfte in der planerischen Praxis vor allem die gestalterische Idee zur Wahl eines konkreten Produkts führen. Die Hersteller haben ihre Sortimente deshalb überwiegend unter diesem Aspekt geordnet. Der optisch-ästhetische Eindruck von Pflaster wird neben der Steinform vor allem von der Oberflächentextur, der Kantengestaltung und der Farbe bestimmt. Die Oberflächentextur lässt sich mit Verfahren wie Schleifen, Strahlen, Waschen oder Stocken von glatt bis rauh gestalten.

Bezüglich der Kantenausführung seien hier als Beispiele die glatten und nur wenig gefasten Kanten für geräuscharmes Pflaster oder die bewusst runden und unregelmäßigen Kanten von historisierendem, rustikalen Pflaster erwähnt.

• Hanse-Beton GmbH
• Heinrich Klostermann GmbH
• E. Schwenk Betontechnik GmbH
• F.C. Nüdling GmbH
• Kann GmbH Baustoffwerke
• Kronimus AG Betonsteinwerke
• SF-Kooperation GmbH
• Stein+Design
• Steinwerk GmbH
• Uni-International GmbH

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