Kalt auf Heiß – eine bewährte Kombination?

Zweifelsohne harmoniert ein kühles Glas Wein oder Bier als dünne Deckschicht mit einer soliden heißen Unterlage in Form eines Schweinebratens oder Ähnlichem. Ob diese bewährte Kombination auch für Asphaltkonstruktionen gültig ist, sollte sich bei der Sanierung der A 8 zeigen.

Die A 8 – Innkreisautobahn stellt einen Teil der wichtigsten Ost-West Verbindung in Europa zwischen den Großstädten Wien und Frankfurt dar. Die Oberbausanierung zwischen Wels und Passau, im Abschnitt Meggenhofen – Ried im Innkreis, wurde im September / Oktober 2008 durchgeführt.

Die Verkehrssituation auf der A 8 ist geprägt von einem durchschnittlichen täglichen Verkehr von ca. 50 000 Fahrzeugen und einem Schwerlastanteil von bis zu 33% in Spitzenzeiten auf. Hochgerechnet auf einen durchschnittlichen täglichen DTLV Wert von 10 – 15 % bedeutet dies eine Verkehrsbelastung von ca. 100 000 Fahrzeugen pro Tag.

Die Ende der 80-iger Jahre errichtete Autobahn wies in der Überholspur extreme Ausmagerungen also Korn und Mastixverlust auf. In der ersten Fahrspur, bedingt durch den hohen LKW Anteil und das LKW Überholverbot in Verbindung mit dem sogenannten „Sparquerschnitt“ und damit verbundenen mangelnder Spurvariation, waren Spurrinnen zwischen zwei und drei Zentimeter vorhanden, darüber hinaus aufklaffende Fertigernähte.

Aufgrund der unterschiedlichen Schadensbilder wurden zwei verschiedene Sanierungssysteme gewählt.

System 1: Im ersten Arbeitsgang wurde durch eine Feinsichtfräsung (wirtschaftlich und technisch vorteilhaft) die Ebenflächigkeit hergestellt. Anschließend gekehrt und WHD porentief gereinigt. Mit dem Aufbringen einer DDK 5 (Dünne Decke Kalt) wurden die verbliebenen Unebenheiten mit einer Mischgutmenge von ca. 7 kg/m² ausgeglichen und abschließend mit einer DDK 8 als Verschleißschichte mit einer Einbaumenge von ca. 22 kg/m² überbaut. Eine Verdichtung des eingebauten Mischgutes wurde weder in der Zwischenlage noch in der Decke durchgeführt, da dies bei dem System DDK nicht erforderlich ist. Die notwendige Verdichtung erfolgt ausschließlich durch das Befahren des Belages.

System 2: Beim System 2 (vor allem im Bereich des ersten Fahrstreifens) wurde der bestehende z.T. verformte Asphalt ca. 7 cm tief abgefräst, gereinigt, die Flanken mit Bitumen angereichert, vorgespritzt und ca. 7 cm AC 22 Binder eingebaut. Anschließend wurde diese Tragschichte und der gefräste Übergriff auf dem bestehenden Asphalt analog System 1 mit DDK 5 vorprofiliert und mit DDK 8 als Decke überbaut.

Die vorbereitenden Untersuchungen hinsichtlich der Auswahlkriterien für die möglichen Sanierungssysteme und die Abnahmeprüfungen wurden von der OÖ Bodenprüfstelle durchgeführt. Beim Bindemittel für den Mikrobelag wurden Öle aus nachwachsenden Rohstoffen (Pflanzen) eingesetzt. Diese speichern in der Wachstumsphase CO2 aus der Luft und das daraus gewonnene Öl, welches im Bitumen eingesetzt wird, bindet CO2 dauerhaft im Asphalt ein. Darüber hinaus verbessert die Zugabe von pflanzlichem Öl die Eigenschaften hinsichtlich Alterungsverhalten und Klebekraft des eingesetzten Bitumens essentiell.
Neben dem energieeffizienten Einbau, weil weder Bindemittel noch Zuschlagsstoffe über die Umgebungstemperatur erhitzt werden müssen, ist dies ein wesentlicher Beitrag zur positiven CO² Bilanz dieses Bausystems.
Abgesehen von der notwendigen Energie zum Antrieb der Arbeitsmaschinen, entstehen durch den Kalteinbau keinerlei Emissionen bei Erzeugung des Mischgutes.
Auch die Gefahr der Überhitzung eines Mischgutes und dadurch bedingt eine vorzeitige Alterung des eingesetzten Bindemittels, ist nicht gegeben, wie bei allen anderen Emulsionsbauweisen.
Darüber hinaus wurde der Nachweis erbracht, dass DDK ähnlich lärmdämmende Eigenschaften wie Drainasphalt aufweist und so zur positiven Umweltbilanz dieses Bauverfahrens beiträgt.

Ein weiterer wesentlicher Beitrag zur erfolgreichen Durchführung der Bauarbeiten war eine durchdachte und perfekt abgestimmte Baustellenkoordination, auch im Hinblick auf den wirtschaftlichen Erfolg, weil, die Pönale bei Überschreitung der Bauzeit um einen Tag 50.000,-- Euro und zusätzlich für jeden weiteren Tag 5.000,-- Euro betrug. Die Aufgabenstellung war, sämtliche Bauarbeiten wie Baustellenabsicherung, Feinsichtfräsen, Abfräsen von bestehendem Asphalt auf eine Tiefe von 7 cm, Reinigung mit Kehrbesen und Wasserhochdruck, Vorspritzen, Aufbringen eines speziellen Bindemittels im Flankenbereich, Einbau des AC22 Binder, Vorprofil DDK und DDK - Decke und Aufbringen der Markierung auf eine Länge von zwei mal 20 Kilometer fast gleichzeitig unter Aufrechterhaltung des Verkehrs auf einen Fahrstreifen je Fahrtrichtung, abzuwickeln.

Die porentiefe Reinigung erfolgte mittels Wasserhochdruck, mittels Rotationsdüsen mit einem Druck von 120 bis 150 bar. Durch das gleichzeitige Absaugen des Schmutzwassers verbleibt auf der Fahrbahn lediglich eine Restfeuchte von 5 % und behindert somit den weiteren Baufortschritt nicht.

Im Hinblick auf die bei Fertigernähten, insbesondere beim Ausführungssystem „Heiß an Kalteinbau“ auftretenden Probleme, wurde besonderes Augenmerk auf die Flankenvorbehandlung gelegt.
Einerseits wurde die konventionelle Art mit thixotroper Bitumenemulsion (ca. 1,5 bis 1,8 kg/m²) andererseits das System mit einer zweikomponentigen wasserfreien Flankenmasse (ca. 6 bis 8 kg/m²) angewandt.

Bei der zweikomponentigen wasserfreien Flankenmasse werden unmittelbar vor Austritt aus der Mischdüse zwei Komponenten miteinander vermengt und reagieren so rasch, dass es zu einem sofortigen Anstieg der Viskosität des Bindemittels kommt und dieses an der Flanke nicht abläuft. Mit dem erfolgreichem System der Flankenvorbehandlung ist gewährleistet, dass im problematischen Bereich der Fertigernaht allfällige Verdichtungsmängel durch das Auffüllen der verbliebenen Hohlräume mit einem speziellen Bindemittel kompensiert werden.

Haftbrücke: Das Aufbringen des 60%-igen polymermodifizierten Haftklebers in einer Menge von ca. 0,33 kg/m² Emulsion d.s. ca. 0,2kg/m² Bindemittel, erfolgte, in bewährter Manier, mit Rampenspritzgeräten. Der Einbau des AC 22 Binder als Tragschichte, erfolgte mit großer Sorgfalt, um die für den DDK Einbau nötige Ebenflächigkeit, insbesondere in Längsrichtung, zu erzielen. Aufgrund der systemimmanenten Inhomogenität des eingebauten Binders bzw. der vorhandenen Feinsichtfräsung ist bei Verwendung von kalten Dünnschichtbelegen das vorherige Aufbringen einer Ausgleichs- profilierungsschicht dringend empfohlen und wurde dementsprechend auch ausgeführt.

DDK: Der Einbau des DDK erfolgt ohne Erhitzung der einzelnen Komponenten bei Umgebungstemperatur. Das vorabgemischte der RVS entsprechende Sandsplittgemisch wurde im Baustellenbereich vorgelagert, sodass nur sehr kurze Anfahrtswege der mobilen Mischanlage bzw. des Einbaufertigers notwendig waren. Gleichzeitig wurde auf diesem Lagerplatz auch die Befüllung mit dem erforderlichen Bindemittel einer 65%-igen kationischen polymermodifizierten Bitumenemulsion entsprechend der RVS 11.06.58 und der restlichen Zusatzstoffe durchgeführt.

Die mobile Mischanlage fördert über Pumpen und Austragsbänder die entsprechenden Komponenten, im wesentlichen Sandsplittgemisch und Bitumenemulsion, in einen Zweiwellenzwangsmischer. Das, auf diese Art intensiv vermischte Asphaltmischgut, gleitet in breiförmiger flüssiger Substanz in einen variablen Fertigerkasten, welcher auf Kufen gleitet. Nach einer nochmaligen intensiven Durchmischung im Bereich dieses Fertigerkastens wird das noch nicht gebrochene Mischgut (die chemische Reaktion, Emulsion – Stein ist noch nicht eingetreten) mittels Stahlmessern plan abgezogen.

Das Mischgut gleitet in den Fertigerkasten und kann in Abhängigkeit von Witterung und Temperatur nach ca. 10 Min. bis zu einer halben Stunde dem Verkehr freigegeben und befahren werden. Wie in der RVS 08.16.05 vorgesehen, wurde in diesem Baulos, zumindest einmal täglich, eine Überprüfung des Bindemittelgehaltes vor Ort vorgenommen. Insbesondere beim Kalteinbau sind durch die geringen Einbaustärken hohe Tagesleistungen möglich (10.000 bis 20.000 m²) sodass eine Überprüfung der Rezeptur vor Ort ermöglicht, allfällige Korrekturmaßnahmen bei Abweichung vom Sollwert unmittelbar einzuleiten.

Bedingt durch den enormen Zeitdruck wurden die Arbeiten auch im Nacht- und Wochenendeinbau durchgeführt. Nach Abschluss der Markierungsarbeiten in einem Umfang von ca. 170 000 Lfm. wurde die sanierte Fahrbahn nach nur 5 Wochen Baudauer dem Verkehr freigegeben.

Die Sanierung der A 8 wurde 1996 zwischen Pichl und Meggenhofen in einem vergleichbaren System durchgeführt. Nach 13 Jahren, unter Verkehr, wurde der erste Fahrstreifen, welcher täglich von 5000 bis 7000 Fahrzeugen überrollt wird, hinsichtlich Spurrinnentiefe und Griffigkeit überprüft.

Die Untersuchungsergebnisse waren überzeugend und lassen eine weitere Nutzungsdauer von 5 bis 7 Jahren erwarten. Ähnliche Sanierungsmethoden wurden in den letzten Jahren auch im Bereich der A 9 mit Erfolg durchgeführt. „Kalt auf Heiß“ ist also eine bewährte Kombination und ein erfolgreiches Zusammenführen von Heißmischgut als solider Tragkörper und Einbau einer Dünnen Decke Kalt, als griffige und dichte Verschleißschichte.

Prok. Ing. Wolfgang Schönleitner
Vialit Asphalt GmbH & Co KG
5280 Braunau/Inn, Josef Reiter Straße 78
e-mail: wolfgang.schoenleitner@mikrobelag.at