Pflasterflächen:
Die Kunst der Fugen

Dipl.-Ing. Detlev Schröder, Aachen

Erfahrungen zeigen jedoch, dass es immer wieder zu Schäden an Pflasterflächen kommt, die ärgerliche und kostenintensive Reparaturen nach sich ziehen. Eine der häufigsten Ursachen hierfür liegt darin, dass die Steine aufgrund eines hohen Kosten- und Zeitdrucks ohne den DIN-gemäßen Fugenabstand und somit knirsch aneinander verlegt werden. Die Fuge bzw. das Fugenmaterial kann dann die Funktion als „elastischer Puffer“ zwischen den Steinen nicht mehr erfüllen und ist unter Belastung nicht in der Lage, die auftretenden Lasten auf die Nachbarsteine zu übertragen. Dipl.-Ing. Detlev Schröder aus Aachen beschreibt die Bedeutung der Fuge und stellt einen Lösungsansatz vor.

Die Funktionen der Fuge

In der Tat hat die Fuge in einer Pflasterdecke einige wichtige Funktionen zu erfüllen. Die horizontale Lastübertragung durch die Aufnahme der Schubspannungen unter Verkehrskräften von Stein zu Stein steht hierbei an erster Stelle. Fugen fungieren praktisch wie bewegliche Gelenke und verteilen Lasten in horizontale und vertikale Richtung. Ebenso ist die Fuge in der Lage, Maßtoleranzen der Betonsteine zu kompensieren. Auch Ausdehnungen infolge von Temperaturschwankungen können über die Fuge ausgeglichen werden. Schlussendlich dient die Fuge auch einer optischen Gliederung der Fläche.

Fugenabstand und Fugenmaterial

Die DIN 18318 sowie das Merkblatt für Flächenbefestigungen mit Pflaster- und Plattenbelägen der Forschungsgesellschaft für das Straßen- und Verkehrswesen fordert eine Fugenbreite zwischen den Betonsteinen von 3-5 mm bei einer Nenndicke < 120 mm und von 5-8 mm bei einer Nenndicke ≥ 120 mm. Dabei stellt die Untergrenze sicher, dass sich die Fugen gut und somit vollständig füllen lassen. Die Obergrenze sorgt dafür, dass die Abstützung der Steine untereinander und die Übertragung von Querkräften in noch ausreichendem Maße erfolgen kann. Von entscheidender Bedeutung für eine funktionierende Fuge ist auch das Fugenmaterial: Unabhängig von der Verkehrsbelastung sollten für Betonpflasterdecken Baustoffgemische 0/2, 0/4 oder 0/5 nach den TL Pflaster-StB verwendet werden. Dabei müssen Gesteinskörnungen für Fugenmaterialien den TL Gestein-StB entsprechen. Das Fugenmaterial muss so beschaffen sein, dass es sich bei der Ausführung möglichst vollständig in die Fugen einarbeiten lässt. Daher ist das Größtkorn immer auf die Fugenbreite abzustimmen. Im ausgeführten Zustand sollte das Fugenmaterial dem Aussaugen möglichst großen Widerstand entgegen setzen. Das Fugenmaterial ist immer filterstabil auf das Bettungsmaterial abzustimmen, um ein Abwandern in die Bettung zu vermeiden.

Nur bei Einhaltung der geforderten Fugenbreiten und einer dauerhaft vollständigen Fugenfüllung mit geeignetem Fugenmaterial ist gewährleistet, dass die Pflasterdecke tragfähig ist und auch dauerhaft standfest bleibt.

Kostendruck erlaubt keine ordentliche Ausführung

Die Praxis zeigt jedoch häufig, dass die Bedeutung der Fuge immer wieder unterschätzt wird. Der enorme Kosten- und Zeitdruck erlaubt heute kaum noch eine ordentliche Ausführung der Bauleistung bzw. eine ausreichende Bauüberwachung. Untersucht man Schäden an Pflasterflächen genauer, wird deutlich, dass eine mangelhafte Ausbildung der Fugen eine Hauptschadensursache ist. Denn die Erstellung einer ausreichenden Fuge mit Schnur und Richteisen ist für den Verleger mit erheblichem Aufwand verbunden. Stattdessen werden die Steine einfach an die bereits gelegten Steine angeschoben, um eine möglichst hohe Verlegeleistung zu erzielen. Dabei entstehen je nach Abstandhalter oder Verbundnocke an den Steinflanken relativ große Betonkontaktflächen. Funktionsgerechte Fugen werden dabei vorgetäuscht. Die Lastabtragung erfolgt dann über den reinen Betonkontakt. Die Folge können Kantenabplatzungen und Verschiebungen der Steine sein.

Funktionierende Fugen und weniger Pflasterschäden

Eine gute Lösung, die genau hier ansetzt, bietet das Einstein-Pflastersystem mit seiner speziellen D-Punkt-Fugensicherung. Bei der Verlegung dieses Steinsystems kommt es bei Knirschverlegung nur zu einer punktuellen, minimalen Berührung an den Steinunterkanten. Anders als bei vielen anderen Verbundpflastern mit Verbundnockensystemen oder nur Abstandhaltern, bleibt der Anteil der Fläche, an dem sich die Steine berühren deshalb sehr gering. Die übliche Knirschverlegung wird so vermieden, die zur Aufnahme von Verkehrsbelastungen notwendige Fuge wird eingehalten und so eine optimale Kraftübertragung zwischen den Steinen gewährleistet. Dabei ist das umlaufende Verbundsystem so konzipiert, dass alle Steine „unbesehen“ immer richtig liegen, ganz gleich, wie sie gedreht und zueinander gelegt werden – unabhängig vom Verlegeverband und Steintyp. Dies ermöglicht eine schnelle und wirtschaftliche Verlegung.

Eine optimale Fugenfüllung garantieren beim Einstein-Pflastersystem die teilweise kegelförmig nach oben verjüngten Verbundnocken. Diese lassen Raum entstehen, der Fugenmaterial im gesamten Fugenbereich – auch zwischen den Verbundnocken aufnimmt. Je nach Ausführungsform besitzen die Fugen einen offenen Volumenanteil von ca. 75%. Durch die spezielle Form und Anordnung der Verbundnockenpaare verkrallt sich splittiges Gesteinsmaterial besonders gut in der Fuge, wodurch der Widerstand gegen ein Austragen des Fugenmaterials erhöht wird.

Schadensfreier Belag auch für den Denkmalschutz

Wie verhält sich die Situation aber dann, wenn nicht geradlinige, sondern bogenförmige Fugenverläufe gefragt sind, z.B. wenn Planer nach bestimmten Auflagen denkmalgeschütze Stadtviertel zu sanieren haben? In der Regel sind hier aus optischen Gründen traditionelle Natursteinbeläge gefragt. Gerade diese sind aber den heutigen hohen Verkehrsbelastungen oft nicht mehr gewachsen. Zahlreiche aktuelle Beispiele zeigen, dass Flächen durch die hohen Schub- und Scherkräfte, die der Innerstädtische Verkehr verursacht sowie durch die mangelnde Verbundwirkung der Natursteine sehr schnell Schaden nehmen. Die Folge sind hohe Aufwendungen für kostspielige Sanierungsmaßnahmen und unschöne, geflickte Straßenbeläge, die optisch sehr abstoßend wirken. Eine wirtschaftliche Alternative, bei der auch bei einer bogenförmigen Verlegung immer eine optimale Fuge und damit eine wichtige Voraussetzung für eine stabile Fläche entsteht, bietet auch in diesem Fall Einstein-Fugentechnik mit seinem „Segmentbogenpflaster“ an. Dabei handelt es sich um ein Betonpflastersteinsystem, das das Aussehen eines in Segmentbögen verlegten Kleinpflasters mit den Vorteilen eines Vollverbundpflasters verbindet und zudem auch noch schnell und einfach zu verlegen ist. Grund hierfür ist der hohe Vorfertigungsgrad des Systems: Obwohl der Straßenbelag optisch aus Einzelsteinen besteht, setzt sich das Pflaster aus nur zehn unterschiedlichen Steinelementen zusammen. Zwei bis vier aneinander geformte Kleinsteine sind dabei in einem Element durch ausreichend tiefe Scheinfugen optisch voneinander getrennt. Eine intelligente Variante des Einstein-Verbundsystems sorgt  für eine angemessene Belastungsfähigkeit.

Lastwechsel-Versuchsreihe liefert den Beweis

Die Vorteile des Einstein-Systems sind auch wissenschaftlich belegt: Im Vergeich zu anderen auf dem Markt befindlichen Systemen schnitt das Einstein-Pflaster in einer Lastwechsel-Versuchsreihe, die vom Bundesverkehrsministerium in Auftrag gegeben wurde „mit Abstand“ am Besten ab. In der Testreihe zur Ermittlung der Horizontalverschiebung bei einer simulierten Radlast nach StVZO von 57,5 kN bei einer Million Lastwechsel zeigt die Einstein-Technologie gegenüber anderen Pflastersystemen eindeutig die geringste Horizontalverschiebung. Weitere Versuche haben ergeben, dass selbst bei einer Krafteinwirkung von 5 t waagerecht auf die Steinflanke eines einzelnen Steins noch keine Verschiebung des Steins im Pflastersteinverbund erfolgt. Wie man sieht kann bei diesem System die Fuge ihre Funktion in optimaler Weise wahrnehmen – Schäden an Pflasterflächen, die auf eine fehlerhafte Fuge zurückzuführen sind, sind nach über zehnjähriger Erfahrung so gut wie ausgeschlossen. Eine Vielzahl ausgeführter Baumaßnahmen, die sich seit Jahren bewährt haben, liefern hierfür den Beweis.

Einstein-Fugentechnik

www.einsteinpflaster.de