Bodenstabilisierer als Selbstfahrer und Anbaugeräte

Bevorzugt wird die Bodenstabilisierung im Straßen- und Autobahnbau, im Trassen- und Wegebau, bei der Erschließung von Gewerbegebieten, Park- und Sportplätzen, beim Bau von Industrieanlagen und Flugplätzen, Hafenanlagen oder auch im Deponiebau genutzt. Die Wahl der optimalen Bindemittel, die in den Boden gemischt werden, hängt vom anstehenden Material und von der späteren Verwendung der bearbeiteten Flächen ab. Wegen der breit gefächerten Auswahl unterschiedlicher Bindemittel kann heute fast jeder Boden erheblich verbessert werden.

Vorteile der Bodenstabilisiererung

Die F. J. Stetter GmbH aus Rainau-Buch, bei der Bodenstabilisierung eine der marktführenden Firmen, weist darauf hin, dass der Bodenaustausch in Ausschreibungen nach wie vor oft gefordert wird, was als unwirtschaftliches, zeitaufwendiges und daher mit hohen Kosten belasteter Vorgang betrachtet wird. „Dies bedeutet Vergeudung von Steuergeldern, Ressourcen und teurem Deponieraum. Unabhängig davon schreibt das Kreislaufwirtschaftsgesetz vor, dass kein Boden weggefahren werden darf, der auf der Baustelle wieder verwendet werden kann“, so Stetter.

Dank der Bodenstabilisierung entfällt der Austausch nicht tragfähiger Böden, weshalb nicht nur Kosten gesenkt, sondern auch sehr viel weniger Lkw-Fahrten durchgeführt werden müssen, also ein aktiver Beitrag zum Umweltschutz. Zudem werden öffentliche Straßen nicht unnötig beansprucht.

„Mit 1 t Kalk eingearbeitet kann die Entsorgung von jeweils 60 t Boden sowie der Antransport von 60 t Fremdmaterial eingespart werden“, informiert Firmengründer Franz Josef Stetter. „Das wiederum spart Kosten, auch im Zusammenhang mit den enorm hohen Dieselpreisen, verkürzt die Arbeitszeiten auf den Baustellen und trägt erheblich zur Verminderung des CO₂-Ausstoßes bei.“ Das Einmischen von Bindemitteln entzieht dem vorhandenen Boden die Feuchtigkeit, was Plastizitäts- und Verdichtungseigenschaften sowie Tragfähigkeit des Bodens verbessert. Bei der Bodenstabilisierung werden erhöhte Wassergehalte und dadurch nicht ausreichend verdichtbare Böden umgehend einbaufähig. Der erforderliche Verdichtungsgrad wird nun normalerweise problemlos erreicht. Deshalb sind viele Bauaurbeiten terminlich vorteilhafter durchzuführen, allein schon durch die kontinuierliche Baudurchführung, und dies sogar bei schlechtem Wetter.

Für das möglichst homogene Durchmischen von Bindemittel und Boden sind spezielle Maschinen mit besonders gestalteten Fräs- bzw. Mischrotoren unverzichtbar. Unterschieden wird zwischen Maschinen mit eigenem Fahrantrieb, sogenannten Selbstfahrern, und Anbaufräsen, die an ausreichend große und leistungsstarke Traktoren montiert werden.

Selbstfahrende Bodenstabilisierer

Bei umfangreichen Baumaßnahmen werden häufig selbstfahrende Bodenstabilisierer eingesetzt. Überwiegend wird der Fräsrotor dieser Maschinen zwischen den Vorder- und Hinterrädern angeordnet, um hohe Auflasten zu erzeugen. Dadurch werden das unliebsame „Springen“ des Rotors und damit unregelmäßige Frästiefen vermieden. Seltener befindet sich das Rotoraggregat wie bei Anbau-Bodenstabilisierern am Heck der Maschine.

Bei selbstfahrenden Bodenstabilisierern handelt es sich um hoch spezialisierte Maschinen, die nicht wie andere Baumaschinen mit Anbauausrüstungen diverse andere Aufgaben erledigen können. Deshalb werden Selbstfahrer nur von wenigen Herstellern angeboten. Der Markt hat sich in den letzten Jahren stark verändert. Italienische Bitelli-Bodenstabilisierer werden nicht mehr vom deutschen ef-Baumaschinen-Handel vertrieben, nachdem Caterpillar diesen Hersteller übernahm. Stattdessen sind nun Caterpillar-Bodenstabilisierer von Zeppelin Baumaschinen erhältlich. Die Bodenstabilisierer des US-Herstellers CMI, jetzt zu Terex gehörend, wurden früher von Baukra aus Worpswede angeboten, werden jetzt aber von Terex Roadbuilding EU vom belgischen Opglabbeek aus für Mitteleuropa vermarktet.

Der schwedische Hersteller Dynapac fertigt keine Bodenstabilisierer mehr, ebenso nicht die amerikanische Firma RayGo (die Produktion wurde von Ingersoll-Rand eingestellt). Und schließlich führt Wirtgen nach Übernahme des Walzenherstellers Hamm die französischen Raco-Bodenstabilisierer nicht mehr im Programm, die vor Jahren das Hamm-Programm bereicherten. Wirtgen produziert aber nach wie vor Bodenstabilisierer eigener Konstruktion.

Von Bomag wird der 24,5 t wiegende Bodenstabilisierer und Recycler MPH 125 mit 1416 mm Rotordurchmesser angeboten. Fahr- und Rotorantrieb erfolgen durch einen 440 kW (598 PS) leistenden Deutz-Motor hydrostatisch; erzielt werden bis zu 600 mm maximale Frästiefe. Je nach Einsatzanforderungen sind 2330 oder 2530 mm Rotorbreite möglich. Der Standardrotor ist mit 224 Zähnen von jeweils 200 mm Länge ausgestattet. Durch die Kombination von Knick- und Hinterachslenkung wird eine hervorragende Manövrierbarkeit ermöglicht.

Der MPH 125 eignet sich sowohl für das Einmischen von Kalk, Flugasche und Zement in der Bodenstabilisierung als auch für Zerkleinerungsaufgaben in den unterschiedlichsten Anwendungen wie das Aufbrechen und Zerkleinern alter und beschädigter Fahrbahnbeläge. Um verschiedenen Anforderungen gerecht zu werden, lässt sich die Rotordrehzahl während des Fräsens anpassen. Mit der variablen Mischkammer wird auch bei großen Fräs-
tiefen ein homogenes Mischergebnis erreicht. Ein umfangreiches Sortiment an Optionen erweitert die Anwendungsbe-
reiche des MPH 125. Rotoren mit Schnellwechselsystemen und je eine computergesteuerte Dosieranlage für Wasser und Bitumen (Emulsion oder Schaumbitumen) sorgen für eine hohe Auslastung der Maschine.

Zeppelin Baumaschinen führt die beiden 24 und 28 t wiegenden Bodenstabilisierer RM-300 und RM-500 mit 260 kW (354 PS) und 403 kW (548 PS) Motorleistung im Programm. Beide Maschinen arbeiten mit 2438 mm Arbeitsbreite und bis zu 508 mm Frästiefe. Während der Fahrantrieb des RM-300 und RM-500 lastgesteuert hydrostatisch erfolgt, wird der Rotor hydromechanisch angetrieben. Dazu ist zwischen Motor und nachgeschaltetem dreistufigen Getriebe und einsträngigen HD-Ketten ein hydrodynamischer Drehmomentwandler angeordnet. Der RM-300 bietet optionalen Hinterradantrieb, der RM-500 serienmäßigen. Ein Load-Sensing-System sorgt beim Fahrantrieb für die automatische Anpassung der Vortriebsgeschwindigkeit an die Rotorbelastung.

Für den RM-300 sind sowohl ein Universalrotor zum Fräsen und Zerkleinern von Asphalt, ein Stabilisierungsrotor zur Bodenverbesserung als auch ein Kombirotor für Asphalt- und Bodenbearbeitung erhältlich. Der RM-500 kann wahlweise mit einem Recycling- oder einem Stabilisierungsrotor versehen werden. Die kompletten Fahrerhäuser beider Maschinen lassen sich hydraulisch seitlich verschieben und beliebig auf der Maschinenbreite positionieren. Der Fahrersitz ist zudem drehbar.

Die Wirten GmbH aus Windhagen baut die drei Bodenstabilisierer WR 2000, WR 2400 und WR 2500S für Arbeitsbreiten von 2000, 2400 und 2500 mm sowie Frästiefen von bis zu 500 mm. In der Variante WR 2500 SK besitzt die Maschine eine integrierte Streueinrichtung, mit der durch eine Zahnradwelle Bindemittel wie Kalk oder Zement direkt vor dem Fräs- und Mischrotor in voller Arbeitsbreite aufgestreut werden. Der 26,5 t wiegende WR 2400 wird mit 420 kW (571 PS) Motorleistung angetrieben, der größere, 32 t schwere WR 2500 S mit 500 kW (680 PS). Alle vier Modelle verfügen über hydrostatischen Allradantrieb und Allradlenkung, hohe Bodenfreiheit für schweres Gelände und bewährte Wirtgen-Fräs- und Mischrotoren, die mit hohem Wirkungsrad mechanisch angetrieben werden. Der Antrieb erfolgt vom Dieselmotor über eine Schaltkupplung und Kraftbänder auf das Planetengetriebe.

Sämtliche Wirtgen-Bodenstabilisierer sind mit der innovativen Maschinensteuerung CGC (Cockpit-Grafik-Center) ausgestattet. Die Steuerung und Regelung aller Maschinenfunktionen erfolgt dabei über Mikrocontroller. Alle Steuerungsmodule sind in einem gut zugänglichen Schaltschrank angeordnet. Über das Display des CGC im Fahrerstand kann der Fahrer jederzeit Daten wie Betriebsstunden, Öldruck, Motortemperatur und -drehzahl, Hydrauliköltemperatur, Füllstand des Dieseltanks, Radstellung oder Fahrgeschwindigkeit abfragen.

Bodenstabilisierer für den Traktor-Anbau

Neben Selbstfahrern werden zunehmend mehr Bodenstabilisierer als Anbauausrüstungen für Traktoren eingesetzt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Antriebsleistungen und Vortriebskräfte moderner Traktoren, oft auch Schlepper genannt, heute merklich größer sind als in den 60er und 70er Jahren.

Daher eignen sich allradgetriebene, moderne Traktoren mit ausreichenden Motorleistungen nicht nur für die Landwirtschaft, sondern auch für den schweren Erdbau und Baustelleneinsätze aller Art. Normalerweise verfügen die Traktoren über Kriechganggetriebe und PTO (Power Take-Off, d.h. Zapfwelle am Heck), womit sich die Anbau-Bodenstabilisierer vorteilhaft direkt antreiben lassen Von Stehr Baumaschinen aus Schwalmtal werden interessante Vorteile der Anbau-Bodenstabilisierer im Vergleich zu selbstfahrenden Maschinen genannt:

n erheblich geringere Investition (Traktor und Fräse),

n der Traktor steht auch für andere Zwecke zur Verfügung,

n geringerer Kraftstoffverbrauch,

n keine unerwünschte Vorverdichtung durch Überfahren des gefrästen Materials.

Weitere Vorteile der Anbau-Bodenstabilisierer, oft auch nur kurz als Anhängefräsen bezeichnet, werden von Dutzi Technologie aus Ubstadt-Weiher angeführt:

n keine teure Vorhaltung von Spezialmaschinen,

n optimale Traktion durch Heckanbau,

n erheblich leichter und wendiger als selbstfahrende Fräsen (auch beim An- und Abtransport; der Traktor fährt auf eigenen Achsen!)

Bodenstabilisierer im Traktoranbau werden bereits seit Jahren von DBH Baumaschinen aus Leipzig bevorzugt, wobei besonders die vielseitige Nutzung der Traktoren als vorteilhaft angesehen wird: „Der gleiche 250-PS-Traktor wird auf einer Baustelle für Scraperarbeit und Bodenstabilisierung genutzt. Die Anhängescraper tragen die zu bearbeitenden Bodenmassen in optimalen Schichtdicken auf, die Fräse arbeitet kraftstoffsparend im vorgelösten Boden. Dabei kann der Scraper Bodenmassen auf die Kalkspur schütten, was die Staubbelastung beim Fräsen mindert, oder der vom Traktor gezogene Anhängestreuer verteilt Kalk auf frisch geschütteten ebenen Scraperbahnen“, erläutert Detlef Bernd Häßler von DBH Baumaschinen.

In diesem Zusammenhang berichtet DBH von einem Einsatz bei der Bodenstabilisierung für ein neues Fußballstadion in Mainz, wo ein Challenger-Raupentraktor MT 765 B mit 224 kW (310 PS) Leistung nicht nur eine Wirtgen-Anbaufräse für 2500 mm Arbeitsbreite und 500 mm Frästiefe zog, sondern zur Erhöhung der Auslastung auch für das Ziehen von Wasserwagen, Kippanhänger und Bindemittel-Streufahrzeug. Die eigentliche Hauptaufgabe des Raupentraktors auf der Baustelle war jedoch das Ziehen von zwei Reynolds-Anhängescrapern für den Massenausgleich. Nachfolgend werden einige der auf dem deutschen Markt erhältlichen Anbaufräsen vorgestellt. Dabei erfolgt die Klassifizierung der geeigneten Traktoren hinsichtlich der benötigten Leistungen weiterhin meist in PS, nicht jedoch in kW. Diese Einstufung ist in der Praxis und auf Baustellen nach wie vor üblich.

Von der F. J. Stetter GmbH wurde aufgrund der reichhaltigen Praxiserfahrungen mit der Entwicklung eigener Anbau-Bodenstabilisierer begonnen, die innerhalb der Stetter-Gruppe bei Stetter Dutzi gefertigt und weltweit vertrieben werden. Für Traktoren mit 150 bis 250 kW (200 bis 350 PS) Leistung bietet Dutzi die drei Bodenstabilisierer BSF 2200, BSF 2500 und BSF 3500 für 2200, 2500 und 3500 mm Arbeitsbreite und 300 bis 400 mm Frästiefe. Die Ausrüstungen wiegen zwischen 3,38 und 4,75 t, doch können moderne Traktoren derartige Gewichte am Heck problemlos tragen.

Die bekannten italienischen FAE-Anbaufräsen werden auf dem deutschen Markt von der FAE Central East Europe AG aus Werder (Ortsteil Glindow) vertrieben. Die neuen Modelle MTH (Multi Task Heavy) der Serie ROAD eignen sich für Traktoren mit Leistungen von 260 bis 360 PS und sind gleichzeitig Bodenstabilisierer, Steinbrecher und Asphaltfräse.

Die Bodenstabilisierungsfräsen von Stehr aus Schwalmtal wurden entwickelt, um in Verbindung mit einem Traktor eine vollwertige und preisgünstige Alternative gegenüber Selbstfahrern anzubieten. Mit der neuen Generation von Stehr- Anhängefräsen sollen sich Leistungen erzielen lassen, die bisher den besten selbstfahrenden Fräsen vorbehalten waren, teilt der Hersteller mit.

Die drei Anhängefräsen SBF 22 L, SBF 24 L und SBF 24 eignen sich für Traktoren von etwa 125 bis 170 kW (170 bis 230 PS) Leistung. Die drei 2,22 bis 4,67 t wiegenden Anhängefräsen erzielen 2200 bis 2400 mm Arbeitsbreite und dank 600 bis 800 mm Rotordurchmesser große Arbeitstiefen von 400 bis 600 mm.

Die Kraftübertragung von der Traktor-Zapfwelle auf den Fräsrotor erfolgt nicht über seitliche Stirnradgetriebe, sondern über beidseitige Riementriebe, die mit hoher Drehzahl laufen und so nur ein relativ geringes Drehmoment übertragen müssen. Der Drehmomentaufbau geschieht mit Planetengetrieben erst dort, wo das Drehmoment benötigt wird, also am Fräsrotor.

Neben den Selbstfahrern sind von Wirtgen die beiden Anbaustabilisierer WS 220 und WS 250 erhältlich. Leistungstechnische Voraussetzung für den effizienten Be-
trieb der Anbaustabilisierer sind Trak-
toren mit stufenlosen Variogetrieben und mehr als 150 kW Motorleistung für den WS 220 und mehr als 180 kW Motorleistung für den WS 250. Das Ankoppeln des WS 220 und WS 250 an den Traktor erfolgt mit wenigen Handgriffen über die Unter- und Oberlenker des Schleppers und den genormten Dreipunktanbau der Kategorie 3 und 4.

Beide Anbaustabilisierer erzielen Frästiefen von bis zu 500 mm, wobei der WS 220 eine Arbeitsbreite von 2150 mm besitzt und der WS 250 von 2500 mm. Die Antriebsleistung des Traktors fließt direkt in den Fräs- und Mischrotor, denn nur die Fräswalze befindet sich im Boden, aber die höhenverstellbaren Seitenschilder gleiten auf Kufen über den Boden. Zwei neue Einrichtungen wurden für die Anbaustabilisierer entwickelt: Für ein möglichst ebenes Oberflächenbild bei jeder Arbeitstiefe ist die Walzenklappe unten mit einer einstellbaren Abziehlippe ausgerüstet. Bei maximaler Arbeitstiefe kann so bei einer flach eingestellten Walzenklappe die Lippe stark angewinkelt werden. Bei geringerer Arbeitstiefe und steil eingestellter Walzenklappe wird die Abziehlippe kaum angewinkelt. Im vorderen Bereich ist zudem ein verstellbarer Spritzschutz angeordnet, der der Vermeidung von Steinschlag dient und bei vorgestreuten Bindemitteln die Staubentwicklung reduziert.

Kombinierte Streuer-
Bodenfräsen

Relativ neu sind Kombinationen aus Streumaschinen oder -vorrichtungen und Bodenfräsen zur Bodenstabilisierung. Dies erübrigt ein separates, kostenintensives Streufahrzeug samt dessen An- und Abtransport sowie Fahrerkosten. Als Basis für derartige Kombigeräte dient ein schwerer, leistungsstarker Traktor oder ein Selbstfahrer. Bisher war die Verwehung des Streuguts ein Problem, denn der pulverförmige Streuteppich verweht schon bei geringen Windbewegungen. Dadurch geht nicht nur wertvoller Baustoff verloren, auch die Umwelt leidet. Neben den angerichteten Schäden ist die Belästigung der Anwohner nicht vertretbar, da Kalk oder Zement als Bindemittel relativ aggressiv sind. Dies machte die Bodenstabilisierung in der Nähe von Wohngebieten, Straßenverkehr, parkenden Autos und Flugplätzen oftmals unmöglich.

Durch die Kombigeräte, bei denen die Bodenfräse dem aufgestreuten Bindemittel unmittelbar folgt, lässt sich dieses Problem wirkungsvoll eliminieren. Die zeitweise enorme Verschmutzung von Maschinen und Umgebung entfällt daher. Nachteilig ist allerdings, dass beim Nachfüllen des Bindemittelbehälters der Fräsenbetrieb zwangsläufig unterbrochen werden muss. Oft sind dazu Fahrten zu wartenden Liefer-Lkw am Baustellenrand erforderlich, was zu weiteren unproduktiven Phasen führt. Dennoch ist zu erwarten, dass derartige Kombinationen aus Gründen der Kosteneinsparung und Rationalisierung sicherlich zunehmende Verbreitung erlangen werden.

Vorranging für die staubfreie Bodenstabilisierung entwickelte Stehr den SBF 24-6, der sich besonders für Bauvorhaben eignet, wo kein Kalk/Zement-Staub akzeptiert würde, also neben vielbefahrenen Straßen, Parkplätzen, Flughäfen oder Gebäuden. Ein Traktor ab 230 PS Leistung zieht die Kombination aus Anhängefräse und Streuer. Der SBF 24-6 bietet bis zu 400 mm Frästiefe und 2400 mm Arbeitsbreite. Die Streubreite beträgt dementsprechend 2400 mm, kann aber hydraulisch auf 1200 mm reduziert werden. Der 6 m³ fassende Bindemittelbehälter wird vom Standsilo oder Lkw befüllt. Die exakte Streumengenausbringung erfolgt über eine Zellenradschleuse aus flexiblen Kunststoffsegmenten mit Selbstreinigungseffekt.

Von der F. J. Stetter GmbH wurde ein 248 KW (335 PS) starker Traktor des Typs Xerion Multitrac MTS 330 mit einer 3,9 t schweren Dutzi-Anbaufräse BSF 2500 für 2500 mm Arbeitsbreite und bis zu 400 mm Frästiefe und einem Profi-Streuer SPS 1202 mit 12 m³ Inhalt und 2500 mm Arbeitsbreite kombiniert. Dieses von Stetter als Multitalent bezeichnete Kombigerät kann somit gleichzeitig in einem Arbeitsgang streuen und fräsen oder bei Bedarf auch wässern und fräsen.

Auf Basis des größten Bodenstabilisierers WR 2500 S entwickelte Wirtgen den WR 2500 SK mit integrierter, 4 m³ fassender Streueinrichtung. Damit ist die Staubentwicklung während des Stabilisierens praktisch ausgeschlossen. Das Bindemittel wird über eine Zellenradwelle direkt vor dem Rotor in voller Arbeitsbreite aufgebracht und abgeschirmt in das zu bearbeitende Bodenmaterial eingemischt. Die Streubreite ist bis auf 500 mm reduzierbar. Die 500 kW (680 PS) leistende Maschine wiegt im Einsatz bis zu 37,6 t und kann bei 2438 mm Arbeitsbreite maximal 500 mm tief fräsen. Der Fahrantrieb erfolgt stufenlos hydrostatisch, der Antrieb des Fräsrotors hingegen mechanisch über eine Schaltkupplung und Kraftbänder. Die Rotordrehzahl ist für optimale Arbeitsresultate in vier Stufen vorwählbar.n