15.08.2013

Innovative Bauweise mit Beton verlängert Lebensdauer von Fahrbahndecken

Bewehrung der künftigen Fahrbahn (Foto: CEMEX Deutschland AG)

Wer kennt sie nicht, die unzähligen Schlaglöcher, die vermehrt nach dem Winter auftreten und die Fahrbahn für Fahrzeugführer, aber auch für Fußgänger und Zweiradfahrer unsicher machen? Auch starke Hitze bringt den Asphalt an neuralgischen Punkten mit hoher Last durch schweren LKW- und Busverkehr zum Erweichen. Dies führt dann zur Bildung von Spurrinnen. Eine neue Bauweise mit Beton ist für diese Einsatzgebiete besonders geeignet.

Beton als Baustoff für Fahrbahndecken

In Deutschland findet man Beton im Fahrbahndeckenbereich überwiegend auf Bundesautobahnen mit entsprechend hohem Verkehrsaufkommen. Darüber hinaus erfolgt die Anwendung oftmals bei Lkw-Rast- bzw. Abstellplätzen, Busspuren oder Kreisverkehren – also hoch belasteten Flächen. Vor allem wegen der hohen Formstabilität unter schwerer Last hat sich Beton bei diesen Anwendungen bewährt. Nachteilig könnte sich dagegen die bei unbewehrten Betonplatten notwendige Fugenausbildung auswirken. Unbewehrte Betonplatten findet man vor allem auf Autobahnen und Rastplätzen. Die einzelnen Platten werden heute, im Gegensatz zu früher, miteinander verankert, um das Absinken einzelner Platten, und damit die Bildung von Gefahrenstellen, zu vermeiden. Gleichzeitig wird dadurch auch der Fahrkomfort erhöht.

An die Ausgangsstoffe und die Zusammensetzung von Beton für Verkehrsflächen werden besonders hohe Anforderungen gestellt. So gibt es in Deutschland ein umfangreiches Regelwerk welches die Anforderungen, die Zusammensetzungen sowie die Eigenschaften von Fahrbahndeckenbetonen beschreibt. Dieses Regelwerk wird kontinuierlich Fortgeschrieben und die neuesten Erkenntnisse permanent eingearbeitet. Bevorzugte Zemente zur Herstellung von Fahrbahndecken sind überwiegend Portlandzemente (CEM I) sowie seit einigen Jahren auch Portlandkompositzemente (CEM II). Beiden Zementen ist gemein, dass sie einen hohen Anteil an Portlandzementklinker enthalten. Dieser wird  in einem aufwendigen Brennprozess hergestellt und ist mit der Freisetzung von CO2 verbunden. Die Europäische Zementnorm EN 197-1 kennt darüber hinaus auch noch Hochofenzemente (CEM III). Hochofenzemente sind in Ihrem Gehalt an Portlandzementklinker reduziert  und zeichnen sich durch erzielbare Sondereigenschaften aus. Auf Basis dieser Eigenschaften ist eine Prüfung dieser Zemente hinsichtlich einer Verwendung im Fahrbahndeckenbereich mehr als sinnvoll, auch wenn Hochofenzemente regional differenziert verfügbar sind. 

Bauweisen

Die heutigen Regelbauweisen für Fahrbahndecken sind entweder reine Asphaltdecken oder reine Betondecken. Erste Teststrecken aber auch Erfahrungen aus dem benachbarten Ausland lassen jedoch erkennen, dass man bei Kombination beider Bauweisen, also Beton und Asphalt, dauerhafte Fahrbahnen mit hohem Fahrkomfort und geringeren Geräuschemissionen erhalten kann. Dabei kommt dem Beton (tragende Deckenschicht) die dauerhafte Aufnahme und Abtragung der Lasten zu. Die oberste Deckenschicht (Funktionalschicht) kann bei eingetretenem Verschleiß oder neuen Entwicklungen einfach ersetzt werden während die Tragschicht aus Beton vorübergehend als Fahrbahn genutzt werden kann.

Die Maßnahme

Auf dem Werksgelände der CEMEX HüttenZement GmbH in Dortmund wurde nun eine Erprobungsstrecke in der neuen Bauweise erstellt. Im Bereich der Werkseinfahrt, den täglich mehrere hundert Lkw passieren, war der Asphalt stark geschädigt und wurde auf  einer Länge von 80 m grundhaft erneuert.

Die bisherige Fahrbahn wurde bis auf die darunterliegende Frostschutzschicht entfernt. Für die Erneuerung wurde ein zweischichtiger Aufbau gewählt. Als dauerhafte Deckenschicht wurde eine durchgehend bewehrte Betondecke mit einer Dicke von 30 cm gewählt. Die durchgehend bewehrte Decke wurde gewählt, um das Schneiden von Fugen zu vermeiden. Die fugenlose Bauweise trägt einerseits zu einer Erhöhung des Fahrkomforts bei, andererseits wird der Aufwand der Wartung, der bei Fugen erforderlich ist, minimiert.  Für die tragende Deckenschicht wurde ein speziell durch CEMEX entwickelter Fahrbahndeckenbeton auf Basis Hochofenzement ohne künstliche Luftporen verwendet, der sich durch  hohe Dauerhaftigkeit sowie  hohe Druckfestigkeit auszeichnet.
Als sogenannte Funktionalschicht wurde ein Splitt-Mastix-Asphalt (SMA) mit einer Dicke von 4 cm gewählt. Die Ausbildung von Spurrinnen ist aufgrund der geringen Dicke der Asphaltdeckschicht so gut wie nicht mehr möglich.

Beginn des Betoneinbaus (Foto: CEMEX Deutschland AG)

Fazit

Durch die Erneuerung der Fahrbahn sind der Fahrkomfort und die Sicherheit für die Lkw-Fahrer dauerhaft gegeben. Gleichzeitig wurde die Maßnahme genutzt, um ein neues Fahrbahndeckenkonzept zu erproben, welches dazu beitragen kann, die Umweltwirkungen von Betonfahrbahnen bei gleicher Dauerhaftigkeit zu reduzieren.

Dieses Konzept könnte für viele Kommunen eine Lösung sein, da Asphaltverdrängungen an neuralgischen Knotenpunkten verhindert werden.

  • die Betonbauweise eine dauerhafte Lösung ist, die, bei sachgerechter Ausführung und Wartung dem Stadtkämmerer viele Jahre Freude bereiten kann, da aufwendige Sanierungen entfallen.
  • die Sicherheit von Passanten und der Fahrkomfort für die Verkehrsteilnehmer deutlich erhöht werden.

    Die Einfahrt wird über die kommenden Jahre beobachtet, um die Erfahrungen mit dieser Bauweise weiter auszubauen.

Quelle: Cemex Deutschland

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