Straßen zukunftsfähig machen

Moderne Baustofftechnologie

Der Personen- und Schwerlastverkehr in Industrieländern nehmen stetig zu. Bis 2050 wird der Güterverkehr auf der Straße um mehr als 80 Prozent anwachsen. Deutschland verfügt über rund 13.000 Kilometer Autobahnen sowie rund 40.000 Kilometer Bundesstraßen und besitzt damit das dichteste Fernstraßennetz Europas. Dieses Straßennetz ist den Beanspruchungen durch stetig steigende Achslasten und starke dynamische Beanspruchungen sowie den Einsatz von Taumitteln jedoch häufig nicht mehr gewachsen und weist vielfach Schäden auf. Für die Fortentwicklung und Instandhaltung dieses hoch komplexen Netzes bedarf es einer innovativen, technisch raffinierten Baustofftechnologie, um Schäden an unseren Infrastrukturbauwerken von vorneherein zu vermeiden oder diese schnell und nachhaltig instand zu setzen.

Verkehrsflächen aus Beton

Der Einsatz von Beton im Verkehrswegebau hat sich in den vergangenen Jahren sowohl technisch als auch wirtschaftlich bewährt. Im Bereich der Bundesautobahnen beträgt derzeit der Anteil der Betonfahrbahndecken ca. 30%, mit stark steigender Tendenz. Aber auch im Bereich der Stadt- und Landstraßen rückt Beton als sehr dauerhafter Baustoff immer stärker in den Fokus. Denn häufige Verdrückungen, Spurrinnen und starker Verschleiß bei anderen Bauweisen führen einerseits zu massiven Problemen in der Verkehrssicherheit und andererseits zu hohen Reparaturkosten und Verkehrsproblemen bei den Instandsetzungsmaßnahmen. Asphalt verfügt über sehr viele Vorteile durch den leichten Einbau und bietet ein großes Maß an Flexibilität, so dass auch Sanierungsmaßnahmen sehr schnell und einfach zu bewerkstelligen sind. Der große Nachteil von Asphalt besteht aber oft darin, dass er nicht so dauerhaft ist wie Beton. Denn Beton ist verformungsstabil, tragfähig, unterhaltungsarm und somit ideal für stark belastete Stadt- und Landstraßen. Hierbei gewährleisten moderne Einbauverfahren, spezielle Zemente und Betone eine hohe Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit. Der Einsatz des Spezialzements TioCem ermöglicht zudem die Herstellung von photokatalytisch aktiven Verkehrsflächen für die Luftreinhaltung. Je nach individueller Anforderung bietet HeidelbergCement speziell entwickelte Baustoffe, basierend auf jahrzehntelanger Erfahrung, für die erfolgreiche Realisierung aller Bauvorhaben.

Besonders belastete Verkehrsflächen

Der Bund, die Länder, die Landkreise sowie Städte und Gemeinden verfügen über einen großen Bestand an Kreisverkehren, 

Parkplätzen, Rastanlagen, Busverkehrsflächen sowie Rad- und Gehwegen. Diese speziellen Bereiche der Infrastruktur unterliegen permanent steigenden statischen und dynamischen Belastungen. Aus diesem Grund rückt für diese besonderen Verkehrsflächen die Betonbauweise mit ihren Vorteilen immer mehr in den Fokus. Gerade im Bereich von spurfahrendem Verkehr und Bereichen mit hohen Schubbeanspruchungen sowie von Park- und Abstellflächen hat Beton mit seinem hohen Verformungswiderstand und seiner hohen Tragfähigkeit große Vorteile. Auch unter Betrachtung des Lebenszyklus und des geringen Unterhaltungsaufwandes stellt die Betonbauweise für die öffentlichen und privaten Bauherren eine interessante und vor allem wirtschaftliche Alternative dar. Für eine optische Gestaltung verschiedener Verkehrsflächen können Betonflächen problemlos mit einem individuell eingefärbten Beton oder einer anderen Texturierung hergestellt werden.

Entwicklungen schreiten voran

HeidelbergCement forscht mit seiner Entwicklungsabteilung stetig an der Weiterentwicklung von ökologisch und ökonomisch zukunftsfähigen Zementen, Betonen und vielfältigen anderen Produkten. Wesentliche Bestandteile der Entwicklungsarbeit der letzten Jahre waren Weiterentwicklungen im Bereich einer durchgehend bewehrten Betonfahrbahndecke und eines offenporigen Betonsystems sowie die Entwicklung eines Bankettbetons.

Schichtdicken minimieren: Durchgehend Bewehrte
Betonfahrbahndecke

Die Standardbauweise von Fahrbahndecken aus Beton sieht keine Bewehrung vor und ist durch Quer- und Längsfugen in Platten unterteilt. Bei der fugenlosen Durchgehend Bewehrten Betonfahrbahndecke wird hingegen eine Längs- und Querbewehrung aus geripptem Betonstabstahl verwendet. Diese hat die Aufgabe, die in einem gesteuerten freien Rissbild auftretenden Querrisse möglichst gleichmäßig in der Fahrbahn zu verteilen und die Rissbreite auf max. 0,5 mm zu begrenzen. Aufgrund der großen Betonüberdeckung der Bewehrung - mittige Bewehrungslage in der neutralen Zone der Decke - und der geringen Rissbreiten, stellt das Thema „Korrosion“ kein Problem dar. Durch die Längsbewehrung wird auch eine sehr gute Rissverzahnung und damit eine hohe Querkraftübertragung im Bereich der Rissflanken erreicht. Bisherige Erfahrungen zeigen zudem ein günstigeres Tragverhalten als bei der unbewehrten Standard-Plattenbauweise, wodurch die Dicke der Betondecke um 10 bis 20 % reduziert werden kann. Mit der Durchgehend Bewehrten Betonfahrbahndecke lassen sich höchstbelastbare, verkehrssichere, langlebige und unterhaltungsarme Straßen herstellen. Im Jahr 2009 nahm HeidelbergCement den Bau einer neuen, circa 1km langen Straße zwischen den Zementwerken Elsa und Milke in Geseke zum Anlass, die Durchgehend Bewehrte Betonfahrbahndecke bei hohem Schwerlastverkehr zu testen.

Auf leisen Sohlen: Offenporiger Beton (OPB)

Offenporiger Beton ist ein haufwerksporiger Beton mit einem Hohlraumgehalt von 15 – 25 Vol.-%. Die Haufwerksporen ergeben sich durch ausschließliche Verwendung einer eng begrenzten Korngruppe, z. B. 5/8 mm mit guter, kubischer Kornform, wobei die Einzelkörner nur an den Kontaktstellen durch eine dünne Zementleimschicht miteinander verkittet werden. Ein oberflächenzugänglicher Hohlraumgehalt führt zu einer Schalldruckpegelminderung durch Absorption und zur Luftableitung zwischen der Fahrbahnoberfläche und den Reifen. Dadurch wird das Reifen-Fahrbahn-Geräusch stark vermindert und die Frequenz des Rollgeräuschs positiv für das menschliche Gehör abgesenkt. Offenporiger Beton wird somit primär zur Lärmminderung als dünne Funktionsschicht (7– 8 cm) auf einer dichten Betonunterlage verwendet. Darüber hinaus leistet der OPB einen wichtigen Beitrag zur Verkehrssicherheit der Straßennutzer, da durch das offenporige Gefüge eine deutliche Reduzierung von Aquaplaning und Sprühnebel erreicht wird. Der Verbund wird durch eine hochwertige Haftbrücke auf Polymer-/Zementbasis sichergestellt. Als Dränbeton für Versickerungsfähige Verkehrsflächen und Tragschichten eingesetzt, übernimmt ein haufwerksporiger, hohlraumreicher Beton (Filterbeton) entscheidende Aufgaben in der Entwässerung im Straßen-, Tief- und Wasserbau. Die Vorteile entstehen in einer schnellen Entwässerung der Verkehrsfläche  durch die Versickerung des Niederschlagwassers in-situ.

Auf der sicheren Seite: Bankettbeton

Bankette bilden bei den meisten außerörtlichen Straßen den seitlichen Abschluss der Fahrbahn und schließen somit direkt an den Rand- bzw. Seitenstreifen an. Bei schmalen Straßen ist oft ein Begegnungsverkehr ohne Befahrung der Bankette nicht möglich. Ebenso werden bei engen Autobahnbaustellen mit schmalen Fahrspuren häufig die Bankette von Lkw´s befahren. Ein unbefestigtes oder schlecht ausgeführtes Bankett bedeutet bei einer notgedrungenen Befahrung ein erhebliches Unfall- und Sicherheitsrisiko für die Verkehrsteilnehmer. Außerdem wird dadurch auch ein schnelleres Abbrechen der befestigten Fahrbahnränder verursacht. HeidelbergCement und Heidelberger Beton haben gemeinsam einen speziellen offenporigen Beton für eine schnelle, wirtschaftliche und nachhaltige Bankettbefestigung entwickelt, welcher sich in den Niederlanden schon seit Jahren bewährt hat. Der Bankettbeton kann einfach im Transportbetonwerk hergestellt und mit dem Fahrmischer an die Einbaustelle transportiert werden. Dieser innovative Baustoff kann mit einem Offset-Gleitschalungsfertiger schnell, sauber und in variabler Dicke und Breite sowie in gleichmäßiger Qualität eingebaut werden. Ein großer Vorteil gegenüber anderen Bankettbefestigungen ist die hohe Wasserdurchlässigkeit der tragfähigen Schicht mit einem Hohlraumgehalt von 20 bis 25 Vol.-%. Falls die Straße hinsichtlich der ursprünglichen Fahrbahnbreite optisch nicht breiter wirken soll, kann die Bankettbefestigung ca. 1 - 3 cm unter dem Niveau der Fahrbahnoberfläche eingebaut, anschließend mit Erde abgedeckt und begrünt werden. Die Einsatzgebiete sind schmale Ortsverbindungsstraßen, Kreis-, Land- und Bundesstraßen sowie Autobahnbaustellen mit schmalem Seitenstreifen. Aber auch ländliche Wege (z. B. land- und forstwirtschaftliche Wege) können nachhaltig befestigt werden.

Bauliche Erhaltung

Die extreme Beanspruchung der Infrastruktur führt immer häufiger zu Schäden an Straßen, Flugbetriebsflächen, Logistikflächen oder anderen Verkehrsflächen. Die Folgen sind erhebliche Verkehrsbehinderungen – verbunden mit vielen Baustellen und Staus – sowie einer starken Belastung der öffentlichen und privaten Kassen. Hier ist eine schnelle und unkomplizierte Instandsetzung gefragt für die Heidelberger Beton mit Chronocrete oder Whitetopping-Betonen die idealen Lösungen anbietet.

Tragfähigkeit erhöhen: Whitetopping

Whitetopping ist eine Bauweise für die Instandsetzung bzw. für die Ertüchtigung von geschädigten oder unterdimensionierten Fahrbahndecken aus Asphalt oder Beton. Die Whitetopping-Bauweise bietet die Möglichkeit, neuwertige Fahrbahndecken herzustellen, ohne den vorhandenen Fahrbahnaufbau komplett zu erneuern. Im Gegensatz zu konventionellen Instandsetzungsmaßnahmen muss nicht der gesamte Oberbau entfernt werden. In der Regel wird nur die obere, schadhafte Schicht abgefräst. Whitetopping kann somit den verbleibenden Fahrbahnaufbau als vollwertige Konstruktionsschicht nutzen. Das macht diese Bauweise schnell, wirtschaftlich und nachhaltig.

Die Bauweise kann im Tief- und Hocheinbau oder in Kombination der Bauweisen eingesetzt werden. Die abgefräste Schicht wird in der Regel durch einen schwindarmen, fasermodifizierten Hochleistungsbeton ersetzt oder zur Erhöhung der Tragfähigkeit der Verkehrsfläche verstärkt. Dadurch entsteht eine neuwertige, tragfähige Fahrbahndecke. Die Whitetopping-Bauweise ist besonders dann geeignet, wenn der vorhandene Fahrbahnaufbau hohen statischen und dynamischen Verkehrsbelastungen nicht mehr genügt. Dies ist beispielsweise der Fall bei Asphaltdecken mit typischen Verformungen wie Spurrinnen, punktuellen Verdrückungen oder „Waschbrettern“. Darüber hinaus ist die Bauweise für die Instandsetzung in folgenen Einsatzgebieten gut geeignet: Autobahnen, Bundesstraßen, Ampel- und Kreuzungsbereiche, Bushaltestellen, Logistik-, Flugbetriebs-und  Industrieflächen, Gleis- und Hafenanlagen sowie Containerterminals.

Schnelle Verkehrsfreigabe: Schnellbeton mit
ChronoCem IR  und Chronocrete

Für die Instandsetzung von Verkehrsflächen stehen in der Regel nur enge Zeitfenster zur Verfügung. Dies bedeutet, dass Instandsetzungssysteme innerhalb weniger Stunden die für eine Verkehrsfreigabe erforderlichen Festigkeiten erreichen müssen. Mit den Spezialprodukten Chronocrete und ChronoCem IR von HeidelbergCement ist das problemlos möglich. Beide Produkte ermöglichen eine sehr schnelle Festigkeitsentwicklung in verschiedenen Anwendungen, in denen Schnelligkeit und hohe, zuverlässige Qualität erforderlich ist. Direkt aus dem Fahrmischer geliefert, ist Chronocrete bis zu einer Stunde nach der Herstellung verarbeitbar. Transportzeiten von 30 bis 45 Minuten sind möglich. Erforderliche Fugenschnitte können noch vor der Verkehrsfreigabe hergestellt werden. Bei Betonfahrbahnen kann mit den Schnellbetonen von HeidelbergCement schon 3 bis 5 Stunden nach Einbauende – in Abhängigkeit von den bei der Herstellung, Verarbeitung und Nachbehandlung des Betons herrschenden Randbedingungen – eine Druckfestigkeit von über 20 MPa zielsicher erreicht werden. Somit ist eine frühe Verkehrsfreigabe bereits wenige Stunden nach dem Einbau möglich. Beide Schnellbeton-Systeme eignen sich für die zügige Erneuerung von Teil-, Einzel- oder mehreren zusammenhängenden Platten von Verkehrsflächen aus Beton, die schnell wieder für den Verkehr freigegeben werden müssen, wie etwa Autobahnen, Bundes-, Landes- und Stadtstraßen, Ampel- und Kreuzungsbereiche, Busspuren, Bushaltestellen und Busbahnhöfe, Logistik- und Abstellflächen, Flugbetriebs-, Industrie- und Parkflächen oder Gleis- und Hafenanlagen sowie Containerterminals. Aber auch der Einsatz für Betonfertigteile und für Spezialanwendungen im konstruktiven Ingenieurbau hat sich bereits vielfach bewährt.

www.heidelberger-beton.de