Beim Einbau der unterschiedlichen Asphaltdeckenschichten geht es bei Mischguttemperatur, Schichtdicke und Verdichtung grundsätzlich darum, das Optimum zu erreichen. Zu heiß ist nicht gut und zu kalt auch nicht, zu dünn gibt Abzüge und zu dick erhöht die Kosten, eine Überverdichtung führt zu Schäden bevor die Straße fertig ist und zu wenig Verdichtung geht auch nicht. Dabei ist auch die Wechselwirkung aus der Mischguttemperatur, der Vor- sowie Endverdichtung, der Einbaustärke und dem Wetter wichtig. Nur bei der Ebenheit besteht diese Zwickmühle nicht. Je ebener die Decke liegt, desto besser für den Bauunternehmer – und desto angenehmer ist das Fahrgefühl für alle Nutzer der Fläche.
Einbaumannschaften haben in den vergangenen Jahrzehnten mit den steigenden Anforderungen an den Asphalteinbau immer Wege gefunden, die größten Risiken in den Griff zu bekommen. So wird die Dicke der Schicht mit der Einstechlanze oder dem Zollstock manuell gemessen. Oder die Temperatur wird kurz vor dem Abkippen per Thermometer kontrolliert. Bei allem spielt die Erfahrung der Kolonne eine große Rolle.
Händisch ist unsicher
Die Grenzen händischer Messungen auch in Kombination mit langen Erfahrungen der Kolonne liegen auf der Hand. Wird wirklich so regelmäßig manuell gemessen? Sind diese Messungen auch genau genug? Wie erfahren alle Beteiligten vom Messergebnis? Reichen die Erfahrungen der Mannschaft immer aus, um mittels händischer Messung sowie gutem Blick auch das richtige Ergebnis zu erreichen?
Erprobtes und bewährtes Vorgehen ist sinnvoll. Andererseits hat es sich immer bezahlt gemacht, neue Wege zu gehen, wenn sie besser sind. Durch den technischen Fortschritt, mobile Nutzung von EDV-Technik und die voranschreitende Digitalisierung können Assistenz- und Steuersysteme die Messung von Einbaustärke und Temperatur übernehmen, eine flächendeckende Verdichtung anzeigen und die Ebenheit auch ohne Leitdrähte steuern.
Kenntnis der Mischtemperatur
Die richtige Mischguttemperatur ist einer der wichtigsten Faktoren für den erfolgreichen Einbau. Je homogener die Einbautemperatur ist, desto gleichmäßiger und ebener wird die Endverdichtung. STRABAG-Bauleiter Silvo Stiehler weiß um die hohe Bedeutung der Temperatur. »Nur wenn wir die Mischguttemperatur genau kennen, können wir vernünftig einbauen. Mit dem Pave-IR-System von MOBA sehen wir die Materialeingangstemperatur am Kübel, wir erkennen thermische Entmischungen, während das Material durch den Fertiger transportiert wird und das exakte Temperaturprofil der Schicht direkt hinter der Bohle. Dazu werden die Wetterdaten und die Temperatur des Untergrunds angezeigt. Damit erhalten wir entscheidende Hilfestellungen, um den Einbau optimal zu steuern.« Mit diesen Informationen und mit ihren Erfahrungen kann die Einbaumannschaft die Parameter des Fertigers so einstellen, dass einer thermischen Entmischung entgegengewirkt wird.
Mit einer Schnittstelle zu den gängigen Asphaltlogistiklösungen lassen sich die Temperaturdaten mit den Lieferscheindaten verbinden. Damit wird deutlich, mit welcher Temperatur eine Fuhre Asphalt das Mischwerk verlassen hat, mit welcher Temperatur das Mischgut abgeladen und eingebaut wurde.
Neben der offenen Schnittstelle zeichnen Pave-IR eine hohe Flexibilität beim praktischen Einsatz auf der Baustelle aus. Bis zu 13 m Einbaubreite kann der Temperaturscan abdecken. Dabei können kritische Randbereiche von der Messung ausgeschlossen werden. Beides kann frei eingestellt werden. Zusätzlich kann das System an jedem Fertiger zum Einsatz gebracht werden, eine Vorrüstung für alle Hersteller und Modelle ist ebenfalls erhältlich.
Bild über die komplette Oberfläche
Bernhard Stolz, Technischer Leiter bei Gebrüder Stolz, kennt den kombinierten Einsatz von Temperaturmessung und Asphaltlogistik bereits. »Temperatur war für uns schon immer ein Thema. Diese wurde natürlich nur händisch gemessen. Wichtig an dem Scanner ist für uns, dass er über die komplette Oberfläche ein Bild abzeichnet.«
Gleichzeitig wird bei deutschen Bauunternehmen die flächendeckende Temperaturmessung polarisierend diskutiert. Einige sehen darin einen entscheidenden Schritt zur richtigen Steuerung des Einbaus. Andere fürchten Kontrollen nur noch an den Schwachstellen durch die bauabnehmenden Behörden. »Die Sorge der Bauunternehmen vor ruinöser Transparenz verstehen wir gut. Nur wollen die Behörden diese gar nicht, wozu auch? Die DEGES und andere Straßenbaubehörden setzen auf Kooperation. Sie schreiben die flächendeckende Temperaturmessung aus, um eine wichtige Verbesserung des Einbaus voranzubringen. Unsere Projekterfahrungen bestätigen dieses. Die Behörden betrachten die Temperaturdaten nicht, um Bohrkernpunkte festzulegen. Oft erfolgte die Abnahme vor Bereitstellung der Temperaturdaten«, sagt Andreas Velten, Geschäftsführer der Moba Construction Solutions.
Kritische Stelle während des Einbaus sichtbar
Bislang konnte bestenfalls geahnt werden, wie gut die eingebaute Decke wirklich war. Ist es einmal nicht so gut gelaufen, stellte sich dieses erst bei den Abnahmeüberprüfungen oder gar bei Gewährleistungsschäden heraus. In jedem Fall ging es dann ins Geld. Die Kosten für das Fräsen und den Lückenschluss drückten auf den Baustellenerfolg oder steigerten die Gewährleistungskosten. Mit dem Temperaturscanner Pave-IR werden kritische Stellen schon während des Einbaus sichtbar. Wenn es dann sowieso ausgebessert werden müsste, ist es günstiger, bereits das noch warme Material auszutauschen. So können mittelfristige Kostenbelastungen vermieden werden.
Mit neuen Technologien öffnen sich neue Wege, die Kosten besser in den Griff zu bekommen, wenn es mal nicht so gut lief. Solange die Kosten einer Baumaßnahme nur bis zur Abnahme betrachtet werden, fehlt für den verantwortlichen Bauleiter vielleicht der entsprechende Anreiz, später entstehende Gewährleistungskosten zu vermeiden. Neben einem Kostenbewusstsein für die Baumaßnahme kommt der Blick auf die Gesamtkosten des Unternehmens hinzu.
In der Einbaustärke liegt die Profitabilität
Belasten thermische Entmischungen die Kosten meist erst in der Gewährleistungsphase, führen eine zu dicke, auf Sicherheit ausgelegte Einbaustärke sofort zu erhöhten Materialkosten. Dabei ist beim Asphalteinbau die Sicherheitsreserve bei der Schichtstärke scheinbar unvermeidlich. Abzüge für eine zu dünne Asphaltdecke schmerzen.
Nur wenn die Schichtdicke zwischen 100 % und 105 % liegt, stimmt auch der Verdienst. Das kontinuierliche Schichtdickenmesssystem MOBA Pave-TM liefert eine millimetergenaue Messung und eine simultane Anzeige der aktuellen Einbaustärke. Pave-TM misst vor der Bohle auf den Untergrund und hinter der Bohle auf die eingebaute Asphaltschicht. Aus diesen beiden Messungen wird die exakte Schichtdicke ermittelt und kontinuierlich in Echtzeit der Bohlenmannschaft angezeigt. Beides – die Messung und die Anzeige – erfolgen auf jeder Seite der Bohle.
Schon bei 10 000 t Einbauvolumen und 1 mm weniger Einbaustärke könnten je nach Schichtenaufbau leicht 5 000 Euro an Materialkosten eingespart werden, wie MOBA-Geschäftsführer Velten weiß. »Bei üblichen Einbauleistungen von 30 000 t bis 100 000 t pro Fertiger geht der wirtschaftliche Vorteil in die zehntausende Euro – jedes Jahr.« Die Jury des Branchenverbands VDBUM hat das Pave-TM-Schichtdickenmesssystem dieses Jahr in Willingen mit einem Innovationspreis in der Kategorie »Entwicklungen aus der Industrie «ausgezeichnet (siehe auch Seite 26).
Gleichmäßige Endverdichtung im richtigen Temperaturfenster
Den abschließenden Erfolg des Einbaus stellt die Endverdichtung sicher. Die Herausforderung für die Walzenfahrer ist, das eingebaute Material nur im richtigen Temperaturfenster und über die gesamte Einbaubreite gleichmäßig zu verdichten.
Eine flächendeckende Verdichtungskontrolle (FDVK) ist nicht neu. Und viele neuere Walzen sind mit einer entsprechenden Technik ausgestattet. Entscheidend ist dabei die Vernetzung der Walzenkolonne, damit jeder Fahrer nicht nur seine eigene Verdichtungsleistung sieht, sondern die der ganzen Flotte – einschließlich der eigenen.
Mit MCA-3000 bietet MOBA eine flächendeckende Verdichtungskontrolle für gemischte Walzenflotten. Sie zeigt den Fahrern die Temperatur, die Zahl der Überfahrten und die Steifigkeit des Materials an. Da die Verdichtung nicht bei der Überfahrt messbar ist, werden mit einem Sensor die Kräfte der Vibration ermittelt und in einem einheitslosen Wert als Steifigkeit angezeigt. Bildlich lässt sich das so vorstellen: Wenn man einen Hammer auf einen Amboss oder einen Käsekuchen fallen lässt, kommt es zu einer unterschiedlichen Reaktion des »zu verdichtenden« Materials. Diesen Grundeffekt macht sich die Messung der Steifigkeit als ein Verdichtungsindikator zu nutze. Die Anzeige des Verdichtungsfortschrittes erfolgt in Echtzeit, wobei jeder Fahrer der Walzenkolonne die zweigeteilte, grafische Anzeige des Systems frei konfigurieren und sich so individuell verschiedene Verdichtungsparameter anzeigen lassen kann.
Das System vernetzt alle Walzen einer Kolonne – unabhängig vom Hersteller, Typ oder Baujahr der Walze. Auch gemischte Walzenkolonnen werden kombiniert und im System angezeigt. Für höchste Zuverlässigkeit bei der Vernetzung, unabhängig von der Mobilnetzqualität, benutzt das Verdichtungskontrollsystem dabei ein eigenes, lokales Netzwerk.
Auch bei MCA-3000 sind die angezeigten Messergebnisse nicht flüchtig: Alle ermittelten Daten werden gespeichert und stehen dem Bauunternehmer so später für eine Analyse der geleisteten Verdichtungsarbeit und einen fundierten Qualitätsnachweis zur Verfügung.
Risiken verlässlich minimieren
Der nächste Schritt im Asphalteinbau ist heute schon real. Assistenz- und Steuerungssysteme bieten wertvolle Messergebnisse bereits während des Einbauprozesses. Damit weiß die Mannschaft am Fertiger endlich genau, was tatsächlich gerade passiert und kann sofort reagieren. So werden verlässlich Risiken minimiert und der wirtschaftliche Erfolg der Baustelle sichergestellt. Neben den Bauunternehmen haben auch Einbaudienstleister die Chancen in diesem Fortschritt erkannt. Stüve Straßenbau setzte zwei Big Sonic-Ski, die Schichtdickenmessung Pave-TM und die Temperaturmessung Pave-IR von MOBA Mobile Automation aus Limburg ein. »Ein so ausgerüsteter Fertiger ist etwas Besonderes in Deutschland. Für uns als Dienstleister ist es wichtig, im Straßenbau ganz vorne mit dabei zu sein. Die Erfahrung unserer Mannschaft ist bisher unser Vorteil im Markt. Nun können wir unseren Kunden auch technologisch die Spitze des Machbaren anbieten. Die so entscheidende Ebenheit wird automatisch gesteuert und die Asphalttemperatur sowie die wirtschaftlich so wichtige Schichtdicke werden im Einbauprozess jederzeit angezeigt«, sagt Burkhard Stüve, Geschäftsführer des Familienunternehmens aus Bad Berleburg. §
