Vögele – Hamm: Niedrige Temperatur und niedrige Emissionen

Für den Einbau in einem Autotunnel unter der Karlsruher Kriegsstraße gab es strenge Auflagen: Um die Emissionen zu reduzieren, sollte das ausführende Bauunternehmen Maschinen mit Dieselpartikelfilter (DPF) und temperaturabgesenkte Asphalte verwenden. Mit Fertigern von Vögele und Walzen von Hamm konnte die ARGE »Tunnel Kriegsstraße« der Firmen Schleith und Züblin die Anforderungen erfüllen und das Mischgut gleichzeitig effizient und qualitativ hochwertig einbauen.

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Seit 2019 wird die Karlsruher Innenstadt umgebaut – wo eine breite Durchgangsstraße verlief, wird es künftig Platz für Fußgänger, eine begrünte Straßenbahntrasse und Baumalleen mit Radwegen geben. Zeitgleich entsteht eine U-Bahn-Trasse und der Durchgangsverkehr wird in einen 1,6 km langen Autotunnel verlegt. Beim Einbau in den beiden Tunnelröhren mit 5,3 m bzw. 6,8 m Breite durften nur Walzen und Fertiger mit Dieselpartikelfilter arbeiten. Zudem war der Einsatz von Niedrigtemperaturasphalten (NTA) vorgeschrieben: Da ihre Einbautemperatur etwa 30 °C unter der von Heißasphalten liegt, reduzieren sie die Belastung der Einbaumannschaft durch Dämpfe, Emissionen und hohe Temperaturen deutlich. Zudem gehen Experten davon aus, dass temperaturabgesenkte Asphalte eine hohe Verformungsbeständigkeit aufweisen.

Kurzes Zeitfenster für Einbau und Verdichtung

Spezielle Wachse sorgten dafür, dass das Mischgut selbst bei niedrigeren Temperaturen verdichtet werden konnte. Sobald bei dieser Art von Asphalten jedoch eine kritische Temperatur unterschritten wird, werden sie schlagartig fest. Deshalb musste das Mischgut zügig sowie unterbrechungsfrei eingebaut und verdichtet werden. Das ausführende Unternehmen Martin Paschmann Asphaltbau setzte dazu zwei Vögele-Fertiger vom Typ Super 1800-3i sowie drei Hamm-Walzen ein – eine Kombiwalze DV+ 90i VT-S, eine Tandemwalze DV+ 70i VV-S und eine Kompaktwalze HD 14i VO.

Effiziente und leistungsfähige Fertiger gefordert

Abgesehen von einem reibungslosen Mischguttransport kam es auf einen kontinuierlichen und effizienten Einbau an. Dabei konnten die Super 1800-3i punkten, erreichen sie doch hohe Einbaukapazitäten und können damit auch temperaturabgesenkte Asphalte in hoher Qualität einbauen. Dazu trägt vor allem der beheizte Vögele-Schneckenbock bei: Er befindet sich dort, wo das Material auf die Verteilerschnecke fällt und querverteilt wird. Da seine Oberfläche bei Vögele-Fertigern gleichmäßig beheizt wird, haftet dort auch bei temperaturabgesenkten Asphalten kein Material an. Die elektrische Bohlenheizung sorgt dafür, dass auch die anderen Komponenten, die Materialkontakt haben – Glättbleche und Verdichtungsaggregate – konstant beheizt werden. Das sichert eine gleichmäßige Oberflächenstruktur und reduziert die Verschmutzung der Maschinenkomponenten.

Hohe Vorverdichtung und Automatikfunktionen

Im Karlsruher Autotunnel kamen die Ausziehbohlen AB 500 und AB 600 zum Einsatz, beide mit den Verdichtungsaggregaten Tamper und Vibration ausgestattet. Damit konnten die Fertiger eine hohe Vorverdichtung erzielen und so die erforderlichen Walzübergänge im Anschluss reduzieren. Auch das Bedienkonzept ErgoPlus 3 steigerte die Einbaueffizienz und -qualität. Da sich die im Vergleich zum Heißmischgut höhere Viskosität des temperaturabgesenkten Asphalts auch auf die Festlegung des Walzmaßes auswirkte, waren u. a. die Automatikfunktionen von AutoSet Plus hilfreich. Mit der Funktion »Einbauprogramme speichern« konnte der Fertigerfahrer erfolgreich verwendete Einbauparameter speichern und am nächsten Tag oder beim nächsten Bauabschnitt abrufen.


Herausforderung bei der Endverdichtung

Neben den Herausforderungen während des Einbaus zeigte sich, dass »die Erzielung der Endverdichtung durch die Walzenflotte im Vergleich zum Heißeinbau anspruchsvoller ist, denn das zur Verfügung stehende Zeitfenster bis zum Erreichen der Endverdichtung ist bei temperaturabgesenkten Asphalten deutlich kleiner«, berichtet Sebastian Boldt, Polier bei Schleith. Die Walzen sollten wegen des kleineren Zeitfensters besonders nah am Fertiger und in kurzen, regelmäßigen Bahnen arbeiten. »Auf diese Weise können die Walzen in der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit viel Verdichtungsenergie einbringen. Dabei kann temperaturabgesenkter Asphalt auch dynamisch, also mit Vibration oder Oszillation, über die gesamte Fahrbahn homogen verdichtet werden«, sagt Hamm-Anwendungsexperte Axel Mühlhausen. Wenn die Walzenflotte aus Tandemwalzen und Kombiwalzen bestehen sollte, sind thermische Schürzen hilfreich, um ein schnelles Abkühlen der Reifen zu verhindern.

Der Asphalteinbau im Tunnel erfolgte in zwei Abschnitten. »Auf dem ersten, recht kurzen Abschnitt haben wir den Einbauprozess und die Walzschemata an die Verdichtungswilligkeit des Mischguts angepasst«, berichtet Christian Riede. Er hat als Oberbauleiter des Generalunternehmers Schleith alle Asphaltarbeiten koordiniert. »Der verwendete temperaturabgesenkte Asphaltbeton war zwar relativ lange verarbeitbar, wurde aber dann schlagartig fest. Dieser sprunghafte Anstieg der Steifigkeit erschwert die Verdichtungsarbeit und ist ein wesentlicher Unterschied zu herkömmlichem Heißasphalt. Dies belegt nochmals, dass die Nutzung des richtigen Zeitfensters ein maßgeblicher Erfolgsfaktor für eine hochwertige Verdichtung ist.«

Ideale Anwendung für Kombiwalzen

Bei der Verdichtung der Trag- und Binderschicht aus Asphaltbeton waren für die erste Überfahrt mittelschwere Walzen vorgegeben. Entsprechend kam eine ca. 9 t schwere Hamm-Kombiwalze vom Typ DV+ 90i VT-S zum Einsatz. Sie verdichtete das anfangs schiebeempfindliche Mischgut zuerst mit den Gummirädern. Dabei erzeugen die Räder durch die Walkwirkung zunächst ein dichtes Gefüge. Die Bandage sorgt dann für die nötige Ebenheit. Fährt die Walze den Fertiger dazu noch schräg an, wird eine Wellenbildung effizient vermieden. Bei der Verdichtung von schiebeempfindlichen Mischgütern in Binder-, Trag- oder Tragdeckschichten kneten und walken die Gummiräder das Material, ohne es zu schieben oder aufzureißen. Dazu benötigt die Gummiradwalze eine hohe Traktion. Bei den Hamm-Walzen soll die Anti-Schlupfregelung genau diese in jeder Situation sicherstellen. Ebenso sorgt die Radaufhängung mit Niveau-Ausgleich in der DV+ dafür, dass das Gewicht gleichmäßig auf den Untergrund verteilt wird.

Tandemwalzen im Team

Die abschließende Verdichtung erfolgte mit einer Tandemwalze HD 14i VO (4,5 t) und einer schemelgelenkten Tandemwalze DV+ 70i-VV-S im Team.

Nachdem das letzte Teilstück des Tunnels eingebaut war, zogen die beiden Teams von Martin Paschmann Asphaltbau und Schleith Bilanz: »Der Einbau von temperaturabgesenktem Asphalt ist für viele noch neu. Deshalb fehlen Erfahrungswerte – vor allem bezüglich des Materialverhaltens bei der Verdichtung. Aus diesem Grund haben wir die Dichte kontinuierlich per Isotopensonde überprüft. Die Messungen bestätigten ebenso wie die nachgeschalteten Laboruntersuchungen, dass wir mit den Fertigern von Vögele und den Walzen von Hamm eine hochwertige und homogen verdichtete Fahrbahn erzeugt haben«, so Christian Riede.    t

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