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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrückhaltesystem an Straßen mit einer freistehenden Betonschutzwand und mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Fahrzeugrückhaltesysteme der in Rede stehenden Art werden in Europa gemäß der sechsteiligen Norm DIN EN 1317 ”Rückhaltesysteme an Straßen” geprüft und zugelassen. Diese Norm unterscheidet zwischen verschiedenen Konstruktionen, zu denen passive Schutzeinrichtungen gehören. Passive Schutzeinrichtungen dienen dazu, von der Fahrbahn abkommende Fahrzeuge abzuweisen, aufzuhalten oder aufzufangen. Zu den starren passiven Schutzeinrichtungen zählen Betonschutzwände.
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Betonschutzwände zeichnen sich durch eine hohe Verformstetigkeit aus, so dass die Anprallenergie im Wesentlichen vom anprallenden Fahrzeug absorbiert wird. Betonschutzwände sind regelmäßig als Profile ausgeführt. Bekannte Profile sind das
"New-Jersey-Profil" (vdz Zement-Merkblatt Straßenbau S22, 9.2004, Seite 1) und das
"Steg-Profil" (Straßenverkehrstechnik 3/99, Seiten 120 bis 123).
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Betonschutzwände können in Ortbetonbauweise, vorzugsweise durch einen Gleitschalungsfertiger, oder unter Verwendung von Betonschutzwandfertigteilen erstellt werden. Die Ortbetonbauweise wird zur Erstellung von dauerhaften Schutzeinrichtungen genutzt. Betonschutzwandfertigteile können auch zur Erstellung von mobilen Schutzeinrichtungen genutzt werden.
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Die Norm DIN EN 1317-2:2011-01 definiert unter anderem Leistungsklassen für Schutzeinrichtungen. Zwei wesentliche Kriterien zur Festlegung von Leistungsklassen sind die Aufhaltestufe und der Wirkungsbereich. Der Wirkungsbereich (W) dient zur Kennzeichnung der Verformung der Schutzeinrichtung. W ist gemäß besagter Norm definiert als ”der Abstand zwischen der dem Verkehr zugewandten Seite des Rückhaltesystems an Straßen und der maximalen dynamischen seitlichen Position jedes wesentlichen Teils des Systems”. Anhand von normierten Grenzwerten werden Wirkungsbereiche in verschiedene Leistungsklassen eingeteilt. Zur Erfüllung der Anforderung der Wirkungsbereichsklasse W2 bzw. W3 darf der Wirkungsbereich nicht größer als 0,8 m bzw. 1 m sein.
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Im Bereich der Betonschutzwand-Fertigteile ist die Verankerung des Betonschutzwand-Fertigteils in einem geeigneten Betonfundament mit Hilfe von Verankerungselementen (Verankerungsschrauben) bekannt (
WO 98/190510 A1 ). Ähnliche Verankerungselemente findet man auch bei einer mit einem Gleitschalungsfertiger gefertigten langgestreckt-durchgehenden Betonschutzwand (
US 6,679,649 B1 ). Ob diese Fahrzeugrückhaltesysteme die Aufhaltestufe H2 erreichen, ist den Veröffentlichungen nicht zu entnehmen. Diese Fahrzeugrückhaltesysteme benötigen jedenfalls Betonfundamente, also gebundene Tragschichten.
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Zum Stand der Technik gehören auch Fahrzeugrückhaltesysteme, die die Aufhaltestufe H2 aufweisen. Derartige Fahrzeugrückhaltesysteme sind häufig in eine Betonfläche eingespannt und somit nicht freistehend oder auf eine Betonfläche aufgestellt. Beispiele hierfür finden sich unter anderem in
DE 101 45 647 C1 ,
DE 20 2005 010 248 U1 und
DE 203 03 254 U1 . Diese Vorrichtungen erfordern, dass die Fahrbahn oder ein geeignetes Betonfundament auf beiden Seiten der Betonschutzwand ausgebildet sind. Entsprechende Verfahren dazu sind material- und zeitaufwendig und somit kostspielig.
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Deshalb wurden Fahrzeugrückhaltesysteme entwickelt, die ohne Einspannung auf einer ungebundenen Tragschicht aufgestellt sind. Diese Fahrzeugrückhaltesysteme können auch ohne Einspannung eine Aufhaltestufe von H2 aufweisen und verursachen weniger Aufwand hinsichtlich Material, Zeit und somit Kosten.
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Bei dem bekannten Fahrzeugrückhaltesystem, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht (
EP 1 739 235 B1 ), handelt es sich um ein Rückhaltesystem mit einer mindestens zweistufigen Betonschutzwand mit mindestens fünf Bewehrungselementen, die auf einem Aufstandelement, das fahrbahnunabhängig und als ungebundene verdichtete Tragschicht ausgebildet ist, aufgestellt ist. Insbesondere ist die bekannte Betonschutzwand nicht im Aufstandelement, in der Fahrbahn oder im Boden eingespannt, wobei die bekannte Betonschutzwand eine Aufhaltestufe von mindestens H2 aufweist. Dazu trägt hier bei, dass im Wesentlichen die gesamte Fläche der Unterseite der Betonschutzwand in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene auf der Oberseite des Aufstandelements aufliegt.
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Einfach und wirtschaftlich ist die Herstellung des bekannten Fahrzeugrückhaltesystems durch das Vermeiden einer aufwendigen Gründung und das Aufstellen der Betonschutzwand auf der fahrbahnunabhängigen, ungebundenen Tragschicht. Dies ermöglicht den Einsatz des bekannten Fahrzeugrückhaltesystems sowohl bei Neubaumaßnahmen als auch bei der Sanierung bestehender Straßen.
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Außerdem ist eine Versiegelung von Versickerungsflächen nicht nötig. Des Weiteren ist die bekannte Konstruktion wartungs- und kostenfreundlich und verursacht insbesondere bei kleinen Unfällen keinen Reparaturaufwand.
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Zur Einhaltung einer Aufhaltestufe von mindestens H2 ist es bekannt, Bewehrungselemente in die Betonschutzwand einzubringen.
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Des Weiteren wurden Fahrzeugrückhaltesysteme mit verändertem Querschnitt oder veränderter Höhe gezeigt, die z. B. unter Einbehaltung der Aufhaltestufe weniger Material bedürfen oder durch Erhöhung der Maße eine höhere Aufhaltestufe erreichen. Beispiele hierfür finden sich unter anderem in
DE 20 2005 020 527 U1 und
EP 1 203 610 B1 .
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In der Praxis erfordern häufig die örtlichen Gegebenheiten, dass installierte Fahrzeugrückhaltesysteme einen geringen Wirkungsbereich einhalten. Besonders bei beengten räumlichen Gegebenheiten, z. B. vor schätzenswerten Objekten, Hindernissen oder Böschungen sowie bei schmalen oder in Querrichtung stark geneigten Mittelstreifen, ist die Einhaltung eines geringen Wirkungsbereiches essentiell. Ferner ist ein geringer Wirkungsbereich hilfreich, um Lärmschutzwände möglichst nahe an der Lärmquelle aufstellen zu können und somit die Effektivität der Lärmschutzwände zu erhöhen.
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Der Lehre liegt daher das Problem zugrunde, ein Fahrzeugrückhaltesystem an Straßen mit einer freistehenden Betonschutzwand anzugeben, die trotz Aufstellung auf eine ungebundene, verdichteten Tragschicht eine Aufhaltestufe von mindestens H2 und einen Wirkungsbereich von höchstens 1 m (entsprechend Wirkungsbereichsklasse W3) aufweist und überdies kostengünstig herstellbar ist.
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Die zuvor aufgezeigte Problemstellung ist bei einem Fahrzeugrückhaltesystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Anders als im Stand der Technik ist die freistehende, nicht eingespannte Betonschutzwand erfindungsgemäß durch Verankerungselemente in einer fahrbahnunabhängigen, ungebundenen, verdichteten Tragschicht verankert. Wesentlich ist, dass zwischen dem Anfang und dem Ende der Betonschutzwand Verankerungselemente punktuell, also nicht durchgängig, angebracht sind. Die Verankerungselemente befinden sich demzufolge nicht ausschließlich am Anfang, am Ende oder an Übergängen der Betonschutzwand. Dabei können die Abstände zwischen den Verankerungselementen unterschiedlich sein. Vorzugsweise sind die Abstände zwischen dem Verankerungselementen jedoch gleich.
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Die Verankerung durch Verankerungselemente gemäß der Erfindung kann im Grundsatz durch jede Art von spezifischem Verankerungselement geleistet werden. In Frage kommen also insbesondere Verankerungsschrauben wie sie im Zusammenhang mit Betonfundamenten bekannt sind (
WO 98/19015 A1 und
US 6,679,649 B1 ), aber auch Stifte, Hohlprofile, T-Profile, Doppel-T-Profile etc. Einfassungen oder Einspannungen der Betonschutzwand wie sie oben ebenfalls diskutiert worden sind, sind hingegen nicht Verankerungselemente im Sinne der Lehre der vorliegenden Erfindung.
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Ferner ist auch hier im Wesentlichen die gesamte Fläche der Unterseite der Betonschutzwand in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene auf der Oberseite des Aufstandelements aufgestellt.
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Wie für den eingangs genannten Stand der Technik (
EP 1 739 235 B1 ) gelten auch hier die Aussagen zur einfachen und wirtschaftlichen Herstellung durch das Vermeiden einer aufwendigen Gründung und das Aufstellen der Betonschutzwand auf der fahrbahnunabhängigen, ungebundenen Tragschicht. Ebenso ist auch hier die Konstruktion wartungs- und kostenfreundlich und verursacht insbesondere bei kleinen Unfällen keinen Reparaturaufwand.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeugrückhaltesystem erzielt ein hohes Sicherheitsniveau durch die Gewährleistung der Aufhaltestufe H2. Die vorliegende Erfindung erfüllt die Anforderungen der RPS 2009 und ist nach Vorgabe der DIN EN 1317-2 geprüft. Sicherheit und Funktionalität der Vorrichtung sind durch positive Anprallprüfungen durch ein anerkanntes Prüfinstitut nachgewiesen.
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Aufgrund der Einhaltung eines geringen Wirkungsbereiches kann das erfindungsgemäße Fahrzeugrückhaltesystem auch an Orten mit beengten Verhältnissen installiert werden. Die simple, materialsparsame punktuelle Verankerung erlaubt dabei eine wirtschaftliche Herstellung des Fahrzeugrückhaltesystems. Die dabei bevorzugte Gleitschalungsbauweise ermöglicht eine einfache, schnelle, flexible und kostengünstige Herstellung vor Ort.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeugrückhaltesystem kann in einer Vielzahl von Richtungen weiter ausgestaltet und weitergebildet sein. Dazu darf auf die Unteransprüche verwiesen werden. Diese werden nachfolgend anhand der Erläuterung eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
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1 einen Querschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrückhaltesystems mit einer Betonschutzwand mit einem doppelseitigen Step-Profil,
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2 mehrere Ansichten eines Verankerungselementes des Fahrzeugrückhaltesystems gemäß 1,
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3 einen Längsschnitt des Fahrzeugrückhaltesystems gemäß 1, wobei die Verankerungselemente in gleichen Abständen von jeweils 2 m angeordnet sind,
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4 einen Längsschnitt des Fahrzeugrückhaltesystems gemäß 1, wobei die Verankerungselemente in gleichen Abständen von jeweils 5 m angeordnet sind.
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Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt eine Ausführungsform eines Fahrzeugrückhaltesystems 1 mit einer freistehenden doppelseitigen Betonschutzwand 2. Für den technischen Hintergrund eines solchen Fahrzeugrückhaltesystems wird auf den eingangs erläuterten Stand der Technik verwiesen. Grundsätzlich gilt die Lehre der Erfindung auch für einseitige Betonschutzwände und Betonschutzwände mit anderen Profilen. Das Fahrzeugrückhaltesystem muss dann entsprechend auf eine einseitige Ausführung angepasst werden.
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Die in 1 dargestellte Betonschutzwand 2 weist mehrere Bewehrungselemente 3 auf. Diese Bewehrungselemente 3 sind wesentlich für die Einhaltung der Aufhaltestufe und Wirkungsbereichsklasse, da sie durch ihre höhere Widerstandskraft gegenüber Zugkräften die Verformstetigkeit der Betonschutzwand erhöhen. Vorzugsweise bestehen die Bewehrungselemente 3 aus Stahl.
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Die Unterseite der Betonschutzwand 2 ist im Wesentlichen mit ihrer gesamten Fläche auf in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene auf der Oberseite eines Aufstandelements 4 aufgestellt. Das Aufstandelement 4 grenzt an eine Fahrbahn 11 und ist unabhängig von der Fahrbahn 11, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel die Betonschutzwand 2 im in den ”Richtlinien für passiven Schutz an Straßen durch Fahrzeug-Rückhaltesysteme” (RPS 2009) empfohlenen Abstand zur Fahrbahn 11 aufgestellt ist. Das Aufstandelement 4 ist als ungebundene Tragschicht ausgebildet. Dabei entfällt die Notwendigkeit einer aufwändigen Gründung neben der Fahrbahn 11. Die Tragschicht ist stets verdichtet.
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Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt nun die erste konstruktive Besonderheit des erfindungsgemäßen Fahrzeugrückhaltesystems dergestalt, dass die Betonschutzwand 2 zwischen ihrem Anfang und ihrem Ende in unterschiedlichen oder, vorzugsweise, gleichen Abständen punktuell in der fahrbahnunabhängigen, ungebundenen Tragschicht durch Verankerungselemente 5 verankert ist.
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Auf die genaue Beschreibung der hier einzusetzenden Verankerungselemente 5 und auf die Abgrenzung von Verankerungselementen 5 einerseits zu einer Einspannung oder Einbettung der Betonschutzwand 2 andererseits darf auf die oben im allgemeinen Teil der Beschreibung stehenden Ausführungen verwiesen werden.
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Vorzugsweise ist die das Aufstandelement 4 bildende ungebundene Tragschicht als verdichtete Schotterschicht ausgebildet. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des Fahrzeugrückhaltesystems 1 unter gleichzeitiger Einhaltung der Anforderungen hinsichtlich Aufhaltestufe und Wirkungsbereich. Im Falle einer Schotterschicht als Tragschicht können Entwässerungs- und Versickerungsvorrichtungen eingespart werden.
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Im dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel befindet sich keine speziell für diesen Zweck eingebrachte Zwischenschicht zwischen der Betonschutzwand 2 und dem Aufstandelement 4. Aufgrund der Verankerung der Betonschutzwand 2 im Aufstandelement 4 mittels der dedizierten Verankerungselemente 5 kann auf eine die Reibung erhöhende und dadurch eine Querverschiebung verringernde Zwischenschicht verzichtet werden.
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Man erkennt in 2, dass die Verankerungselemente 5 bevorzugt einstückig ausgeführt sind. Nach bevorzugter Lehre bestehen die Verankerungselemente 5 im Wesentlichen aus Stahl, insbesondere aus feuerverzinktem Stahl. Ferner ist es bevorzugt, dass die Verankerungselemente 5 als Profile, insbesondere als T-Profile, ausgebildet sind.
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Bei einer bevorzugten Konstruktion des erfindungsgemäßen Fahrzeugrückhaltesystems weisen die Verankerungselemente 5 jeweils eine Gesamthöhe zwischen 30 cm und 50 cm auf. Besonders bevorzugt ist eine Gesamthöhe der Verankerungselemente 5 von ca. 40 cm. Dabei empfiehlt es sich, dass etwa zwei Drittel der Gesamthöhe der Verankerungselemente 5 in das Aufstandelement 4 und etwa ein Drittel in die Unterseite der Betonschutzwand 2, vorzugsweise in die Mitte der Unterseite der Betonschutzwand 2, hineinragen. Diese Ausführungsformen ermöglichen eine effektive und günstige Realisierung des erfindungsgemäßen Fahrzeugrückhaltesystems 1.
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In 3 ist angedeutet, dass bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Abstand der Verankerungselemente 5 gleich bleibend ca. 2 m beträgt. In dieser Ausführungsform hält das erfindungsgemäße Fahrzeugrückhaltesystem 1 einen Wirkungsbereich von höchstens 0,8 m ein. Somit erreicht das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel die Wirkungsbereichsklasse W2.
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In 4 ist angedeutet, dass bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Abstand der Verankerungselemente 5 gleich bleibend ca. 5 m beträgt. In dieser Ausführungsform hält das erfindungsgemäße Fahrzeugrückhaltesystem 1 einen Wirkungsbereich von höchstens 1 m ein. Somit erreicht das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel die Wirkungsbereichsklasse W3.
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Bei der in 1 dargestellten konstruktiven Gestaltung empfiehlt es sich, die Betonschutzwand 2 monolithisch auszuführen. Diese Ausführungsform ermöglicht eine kostengünstige Herstellung und weist eine höhere Verformstetigkeit auf.
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Zur Einhaltung der angestrebten Aufhaltestufe sind mindestens drei, insbesondere vier, Bewehrungselemente 3 bevorzugt. Im dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Bewehrungselemente 3 in einer zur Längsrichtung der Betonschutzwand 2 parallelen im Wesentlichen vertikalen Ebene in einem Abstand von ca. 15 cm zueinander angeordnet. Vorzugsweise weisen die Bewehrungselemente 3 eine im Wesentlichen zylindrische Form, vorzugsweise mit einem Durchmesser von ca. 16 mm, auf. Die Bewehrung durch die Bewehrungselemente 3 erfolgt typischerweise unmittelbar beim Betoniervorgang und führt zu einem direkten Verbund mit dem umgebenden Beton.
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Im dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Betonschutzwand 2 des Fahrzeugrückhaltesystems 1 ein Step-Profil 7 auf und hat folgende Abmessungen:
Die untere Stufe 8 der Betonschutzwand 2, die sich nach oben konisch verjüngt, hat eine Höhe von ca. 25 cm, eine maximale Breite von ca. 54 cm, eine minimale Breite von ca. 47 cm und eine Abweichung von der Senkrechten von ca. 8°. Die mittlere Stufe 9 der Betonschutzwand 2, die sich nach oben konisch verjüngt, hat eine Höhe von ca. 5 cm, eine maximale Breite von ca. 47 cm und eine minimale Breite von ca. 37 cm. Die obere Stufe 10 der Betonschutzwand 2, die sich nach oben konisch verjüngt, hat eine Höhe von ca. 60 cm, eine maximale Breite von ca. 37 cm, eine minimale Breite von ca. 20 cm und eine Abweichung von der Senkrechten von ca. 8°. Diese Ausführungsform ermöglicht unkomplizierte und variable Anschlussmöglichkeiten an bestehende Betonschutzwände, an Betonschutzwandfertigteile und auch an Stahlschutzplankensysteme.
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Um den Materialaufwand und damit die Kosten in Grenzen zu halten, überschreitet das bevorzugte Ausführungsbeispiel eine Masse von ca. 760 kg je laufenden Meter nicht.
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Optimal ausgeführt weist das erfindungsgemäße Fahrzeugrückhaltesystem 1 eine Aufhaltestufe von mindestens H2 auf. Dadurch ist ein hohes Sicherheitsniveau im Einsatzbereich gewährleistet. Zur Einstufung in die Leistungsklasse H2 müssen gemäß DIN EN 1317-2 zwei verschiedene Anprallprüfungen, nämlich die Prüfungen TB11 und TB51, erfolgreich absolviert werden. Die Anprallprüfung TB11 umfasst einen Anfahrversuch mit einem PKW mit einer Gesamtmasse von 900 kg in einem Winkel von 20° und mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h. Die Anprallprüfung TB51 beinhaltet einen Anfahrversuch mit einem Bus mit einer Gesamtmasse von 13 t in einem Winkel von 20° und mit einer Geschwindigkeit von 70 km/h. Anhand des dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiels wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen die beiden besagten Anprallprüfungen durchgeführt. Beide besagten Prüfungen wurden vom dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgreich bestanden. Damit wurde nachgewiesen, dass das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel ein laut DIN EN 1317-1 höheres Aufhaltevermögen aufweist.
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Das in 1 bis 3 bzw. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel stellt nur eine, allerdings bevorzugte, Variante eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrückhaltesystems dar. Nicht dargestellt sind Varianten mit anderen Profilen der Betonschutzwand 2, anderen Abmessungen der Betonschutzwand 2, anderen Verankerungselementen 5, einer anderen Anordnung der Verankerungselemente 5 und eine Variante mit einer Zwischenschicht zwischen der Betonschutzwand 2 und dem Aufstandelement 4.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 98/190510 A1 [0006]
- US 6679649 B1 [0006, 0018]
- DE 10145647 C1 [0007]
- DE 202005010248 U1 [0007]
- DE 20303254 U1 [0007]
- EP 1739235 B1 [0009, 0020]
- DE 202005020527 U1 [0013]
- EP 1203610 B1 [0013]
- WO 98/19015 A1 [0018]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN 1317 [0002]
- ”New-Jersey-Profil” (vdz Zement-Merkblatt Straßenbau S22, 9.2004, Seite 1) [0003]
- ”Steg-Profil” (Straßenverkehrstechnik 3/99, Seiten 120 bis 123) [0003]
- EN 1317-2:2011-01 [0005]
- DIN EN 1317-2 [0021]
- DIN EN 1317-2 [0043]
- DIN EN 1317-1 [0043]
