Auf der A 1 im Einsatz
Rinne für Entwässerung von Offenporigem Asphalt entwickelt
HAMBURG (ABZ). - Für den Transport von Gütern aller Art, aber auch für den Personenverkehr, sind Autobahnen heute unverzichtbar. Zum Aufbau einer Schnellstraße gehören nicht nur unterschiedlichste Ausbaustufen und Straßenbeläge. Auch die Entwässerung der Autobahnen spielt für die Sicherheit eine wesentliche Rolle.Um die Straßenkilometer in bestmöglichem Zustand zu halten bzw. das weiter steigende Verkehrsaufkommen aufnehmen zu können, sind Sanierungs- und Ausbaumaßnahmen wie auch jüngst auf der A 1 bei Hamburg unabdingbar. Zuständig für derartige Arbeiten sind die Bundesländer, die im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung jegliche Maßnahmen an Autobahnen durchführen. In Hamburg ist der Landesbetrieb Straßen, Brücken und Gewässer (LSBG) mit den Planungen und der Durchführung betraut. Der LSBG ist ein Unternehmen der Freien und Hansestadt Hamburg und versteht sich als Dienstleister für die Hamburger Verwaltung. Seine Kompetenz liegt in der Realisierung und der bedarfsgerechten Erhaltung baulicher Anlagen der technischen Infrastruktur. Zu den Leistungen des LSBG gehören u. a. die konkrete Umsetzung zahlreicher Straßenbauprojekte und konstruktiver Bauwerke wie Brücken, Tunnel, Schleusen u. Ä.Auf einer Länge von 749 km durchkreuzt die BAB 1 das Bundesgebiet in Nord-Süd-Richtung von Puttgarden bis Saarbrücken. Ein besonders stark frequentierter Abschnitt ist der Bereich im Stadtgebiet Hamburgs, in dem zurzeit Grunderneuerungen sowie ein fast durchgängiger Ausbau auf mindestens drei Streifen pro Richtung und der Ausbau eines Kreuzes und Anschlussstellen realisiert werden. Der Abschluss der Sanierungs- und Ausbauarbeiten ist für Herbst 2014 geplant. Ausschlaggebend für die Grundinstandsetzung des ca. 4 km langen Abschnitts zwischen der Landesgrenze im Norden (Kreuz Ost) und der Anschlussstelle Hamburg-Billstedt war der unterschiedliche Aufbau der bisherigen drei Fahrstreifen und der Standspur. Wurde die Teilstrecke bereits vor Jahren durch eine dritte Fahrspur ergänzt, blieb der Unterbau der bisherigen zwei Fahrspuren unberührt. Infolgedessen kam es in der Vergangenheit wiederholt zu unterschiedlichen Setzungen. Im Zuge der Grunderneuerung wird somit nicht nur ein einheitlicher Straßenquerschnitt berücksichtigt, auch die Installation eines neuen Entwässerungssystems, Sicherungsmaßnahmen an den vorhanden Böschungen, Lärmschutzmaßnahmen und die Verlegung neuer Streckenfernmeldekabel (Notrufsäulen, Tunnelbetriebszentrale, Wetterstation) werden zeitgleich realisiert.Die Sicherheit der Autofahrer auf den Straßen wird von vielen Faktoren beeinflusst. Ob der technische Zustand der Fahrzeuge, die Einhaltung von Verkehrsregeln, wie Geschwindigkeitsbegrenzungen, oder eine leistungsfähige Straßeninfrastruktur. Gerade hier sehen laut einer Umfrage der Europäischen Union mehr als die Hälfte aller Autofahrer ein Risikopotenzial. Leistungsfähige Straßeninfrastruktur heißt auch der Einsatz einer leistungsfähigen Straßenentwässerung, denn diese hat die Aufgabe, Wasser von den Straßen fernzuhalten bzw. schnell abzuführen.
ABZ-Stellenmarkt
Die Planung der Entwässerungseinrichtungen an Straßen erfolgt heute in Deutschland auf der Grundlage der Richtlinien für die Anlage von Straßen-Entwässerung (RAS-Ew). Dort heißt es bereits in den Vorbemerkungen: "Zu den wichtigen Voraussetzungen für die Nutzbarkeit und den Bestand von Straßen und Plätzen gehört deren wirkungsvolle Entwässerung." Wirkungsvoll entwässern setzt natürlich eine ausreichende Dimensionierung des Entwässerungssystems und die Beständigkeit der eingesetzten Materialien voraus.Seit mehr als 40 Jahren produziert und vertreibt Aco Entwässerungsprodukte nicht nur aus Polymerbeton. Denn oberste Prämisse des Unternehmens – mit Stammsitz im schleswig-holsteinischen Büdelsdorf – ist der Einsatz des richtigen Materials, entsprechend der Anforderung an das Produkt und dessen Anwendungsbereichs. So kommen bei der Produktion der Entwässerungsbauteile unterschiedlichste Materialien zum Einsatz. Neben dem Werkstoff Aco Polymerbeton aus der Gruppe der Duoplaste, werden ebenso Thermoplaste wie Polyetylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyamid (PA) immer dann eingesetzt, wenn es um Gewichtsersparnis, wie z. B. bei Schachtbauteilen, Rigolensystemen und Rinnenabdeckungen geht. Für dauerbelastete Kleinteile, wie z. B. Arretierungen und Dichtungen verwendet Aco Elastomer-Werkstoffe wie thermoplastisches Polyurethan (TPU) oder Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR).Hauptaugenmerk der Aco-Produktentwickler liegt jedoch auf dem Werkstoff Polymerbeton. Die Materialeigenschaften des Aco Polymerbetons, wie die hohe Druck- und Biegefestigkeit, geringe Oberflächenrauigkeit, Frostbeständigkeit aber auch die Dichtigkeit und Chemikalienbeständigkeit lassen Polymerbeton zu einem bevorzugten Baustoff bei Neubau- und Sanierungsvorhaben im Tiefbau, wie z. B. beim Einsatz als Entwässerungsrinnen werden. Infolge der Chemikalienbeständigkeit auch ohne zusätzliche Beschichtungen, können Polymerbetonprodukte u. a. auch in Tunnelbauwerken, Tankstellenbereichen und auf Flughäfen bis zur höchsten Belastungsklasse F 900 nach DIN EN 1433 eingesetzt werden.Eine dauerhafte, sichere Nutzung des Entwässerungssystems und die damit einhergehende Minimierung des Wartungs- und Instandhaltungsaufwands bedeutet, dass das Rinnensystem aus einem hochwertigen Werkstoff hergestellt sein muss. Für den Bereich der Längs- und Querentwässerung von Autobahnen und Schnellstraßen wird vom schleswig-holsteinischen Hersteller die Aco Drain Monoblock RD favorisiert. Die Aco Drain Monoblock RD 200 V DF wurde speziell für die Entwässerung von Fahrbahnen mit Deckschichten aus Offenporigem Asphalt entwickelt. Sie kann aufgrund der kompakten Bauweise mit hoher Verlegeleistung und ohne großen Personal- und Maschinenaufwand eingebaut werden. Denn aufgrund einer vergleichbaren Dichte bei jedoch wesentlich höheren Festigkeitswerten sind Polymerbetonprodukte bei gleicher Belastbarkeit leichter als vergleichbare Betonprodukte.Die Spezialrinnen der Belastungsklasse D 400 verfügen über in zwei Ebenen angeordnete Einlauföffnungen. So wird einerseits das Oberflächenwasser über die auf der Oberseite angeordneten Öffnungen aufgenommen. Zusätzlich wird das in die offenporige Asphaltdeckschicht eingesickerte Wasser über die seitlichen Öffnungen in den Rinnenkörper eingeleitet. Das gesammelte Wasser wird anschließend über Einlaufkastenkombinationen in die Entsorgungsleitungen geführt. Revisionsöffnungen am Einlaufkasten mit einer Abdeckung aus Gusseisen EN-GJS ermöglichen den Zugang zum Rinnenstrang zu Wartungs- und Reinigungszwecken.Positiv bewertet wurden die hervorragenden Eigenschaften der Aco Drain Monoblock RD 200 V DF bereits bei verschiedenen Großprojekten, wie bei dem 8-streifigen Ausbau der A 3 und dem gegenwärtigen Ausbau der A 1 (Hamburg-Ost). Hier entschieden die Auftraggeber nach dem Einbau der Rinnen in Fahrtrichtung Lübeck (2,7 km), weitere 3,3 km des Rinnensystems auch für die Gegenrichtung der Autobahn installieren zu lassen.Die Merkmale der nach DIN EN 1433 und DIN 19850 hergestellten Aco Drain Monoblock RD 200 V DF zusammengefasst:
- Belastungsklasse D 400,
- monolithischer Rinnenkörper, einteilig und nicht verklebt, ohne Bewehrungseinlagen,
- straßenseitig mit optimierter Seitenwand für den Einbau mit einem mit der Vorderkante der Rinne bündigen Fundament,
- abflussoptimierte Rinnensohlengeometrie als V-Querschnitt,
- integrierte EPDM-Profildichtung auf der Auslaufseite zur flüssigkeitsdichten Verlegung von oben,
- Einlaufquerschnitt > 580 cm²/m,
- Baulänge 200,0 cm.
Allein aufgrund des Einsatzes der 2-m-Elemente und der integrierten EPDM-Profildichtung, die ein nachträgliches Abdichten und die regelmäßige Kontrolle der Rinnenstöße entfallen lassen, ermöglicht die Aco Drain Monoblock RD 200 V DF eine zeit- und kostensparende Verlegung.
Entwässerungsrinnen im Bereich von Straßen, Schnellstraßen und Autobahnen müssen aufgrund der zu erwartenden Belastungen fundamentgelagert sein. Die Qualität der Verlegung der Rinnenelemente ist entscheidend von der Güte des Fundaments abhängig. Bereits Abweichungen im Millimeterbereich können zu Undichtigkeiten im Stoßbereich der Rinnenelemente führen. Deshalb entschieden Planer und Ausführende bei den Sanierungsmaßnahmen der BAB 1 in Hamburg, die Fundamente mit Hilfe von Gleitschalungsfertigern zu erstellen. Gleitschalungsfertiger sind in der Lage, millimetergenaue, monolithische Profile mit unterschiedlichen geometrischen Formen und Querschnitten aus Beton herzustellen. Für die geplante Verlegung der Aco Drain Monoblock RD 200 V DF wurde ein Fundament für Rinne und Bord bzw. Rinne und Betonschutzwand in einem Arbeitsschritt hergestellt. Nach Fertigstellung des Fundaments konnte mit der Verlegung der 2-m-Rinnenelmente begonnen werden. Hierzu wurde zunächst ein hochfester, schwindfreier und frost-tausalzbeständiger Verlegemörtel mit Hilfe eines Mörtelschlittens auf das Fundament aufgebracht. Aufgrund des geringen Fertigteilgewichts von nur 88 kg pro Meter konnten die Entwässerungsrinnen-Elemente mit geringstem maschinellem und körperlichem Einsatz plangerecht versetzt werden. Sowohl die Baulänge und das geringe Gewicht, als auch die Passgenauigkeit und die bereits werksseitig integrierte Lippendichtung am Rinnenelement führten zu einer sehr hohen Verlegeleistung.
In das zuvor ausgeschnittene Fundament wurden anschließend die kompletten Einlaufkästen mit verkehrssicher arretiertem Gussrost als Revisionsöffnung des Rinnenstrangs eingesetzt. Durch den Einbau einer zweiten Zugangsmöglichkeit wird ein gleichzeitiges Spülen und Absaugen im Zuge von Wartung und Reinigung ermöglicht. Mit Anschluss der Einlaufkästen an die Grundleitungen und dem Versetzen der Borde auf das gemeinsame Fundament (Auflagerfundament und gleichzeitig seitliche Rückenstütze der Rinnenelemente) waren die Arbeiten am Entwässerungssystem abgeschlossen.
Um die Funktionalität gerade stark belasteter Straßen für Jahrzehnte zu gewährleisten, ist der Aufbau des Straßenquerschnitts genau zu planen und auszuführen. Abhängig vom Untergrund und der späteren Nutzung müssen Unterbau und Oberbau aufeinander abgestimmt werden. Nur in den seltensten Fällen besteht der Untergrund aus hochverdichtetem Material, wie z. B. Fels. So ist es in der Regel notwendig, dass der Untergrund vorbereitet werden muss. Dies ist durch ein Verdichten mit Hilfe von Vibrations- oder Oszillationswalzen, ggf. auch unter Zugabe von Kalk oder Zement, durchzuführen. Nach Fertigstellung des Planums wird die erste Schicht des Oberbaus aus ungebundenen,frostunempfindlichen Mineralstoffen (hier 40 cm Schotter) hergestellt. Sie leitet eindringendes Wasser ab und wurde im Sanierungsbereich der BAB 1 direkt an die Rinnenelemente angearbeitet. Vor Einbringen der Asphalt- bzw. Deckschicht erfolgt der Einbau der Asphalttragschicht (hier 18 cm AC 22 T) aus Mischgütern mit dem Bindemittel Bitumen.
Um hohe Schubspannungen aus dem später fließenden Verkehr aufzunehmen und Verformungen der Deckschicht zu verhindern, wurde auf die Asphalttragschicht eine 6 cm dicke Binderschicht (AC 16 B) aufgebracht. Sie muss verformungs- und ermüdungsbeständig zusammengesetzt sein und hochverdichtet werden. Darüber hinaus verringert sie vorhandene Unebenheiten der Asphalttragschicht und ermöglicht so die Herstellung der Deckschichten in gleichmäßiger Dicke mit der erforderlichen Ebenheit.
Aufgrund der innerstädtischen Lage (Lärmemission) der Autobahnteilstrecke entschieden sich die Planer für eine Deckschicht aus einem lärmmindernden Offenporigen Asphalt (OPA) auf einem Gussasphalt. Der beim Bauvorhaben A 1 verwendete 2 cm dicke Gussasphalt (MA 5 S) besteht aus einem hohen Anteil Bitumen und Gesteinskörnern kleiner 0,063 mm. Durch die Korngrößenverteilung und den hohen Bindemittelgehalt werden die Hohlräume des Gesteinskörnungsgemisches, bei einem geringen Bitumenüberschuss, vollständig mit Bitumen ausgefüllt. Dies ermöglicht auch die "flüssige" Verarbeitung des Gussasphalts. Der unverdichtete Gussasphalt wurde anschließend mit feinkörnigem Splitt abgestreut und dient – gegenüber der Binderschicht – als abdichtende und wasserführende Schicht für die Entwässerung des Offenporigen Asphalts.
Ziel einer innerstädtischen Straßenführung muss es heute sein, den Verkehr schnell und sicher durch bebaute Bereiche zu führen und gleichzeitig die Lärmbelästigung zu minimieren. Lärmschutzwände sind hier ein bewährtes Mittel, können jedoch nicht immer in unbegrenztem Maße und unbegrenzter Höhe eingesetzt werden. Um die Ursache des Straßenlärms bereits am Entstehungsort, d. h. im Bereich zwischen Autoreifen und Fahrbahn zu verringern, werden vermehrt neue Asphaltdeckschichten, wie der Offenporige Asphalt eingesetzt. Das Prinzip ist recht einfach: Der hohe Anteil von groben Gesteinskörnungen hat einen hohen Gehalt an zusammenhängenden Hohlräumen zur Folge. Durch diese kann nicht nur das Oberflächenwasser nach unten auf die Gussasphaltschicht abgeleitet werden, die Hohlräume sorgen auch dafür, dass der durch die Rollgeräusche entstehende Schall vom Asphalt absorbiert bzw. die Entstehung der Fahrgeräusche durch Luftableitung teilweise verhindert wird. So verringert die 5,5 cm dicke Deckschicht aus Offenporigem Asphalt (PA 8) auf der Teilstrecke der A 1 nicht nur die Sprühfahnenbildung und die Aquaplaning-Gefahr, sie trägt auch zu einer verminderten Lärmentstehung auf der Autobahn bei.
Bei der Verwendung eines Offenporigen Asphalts (OPA) als Deckschicht ist der Einbau einer Spezialrinne erforderlich, die das Oberflächenwasser des Straßenbelags seitlich aufnehmen kann. Der Offenporige Asphalt bietet nicht nur den Vorteil der Schallabsorption, er ist auch in der Lage, durch seine offenporige Struktur das Oberflächenwasser auf die abdichtende Schicht zwischen Binder- und Deckschicht abzuleiten. Offenporiger Asphalt wird ein- oder zweischichtig (OPA/ZWOPA) als oberster Teil des Oberbaus eingesetzt, wenn besondere Anforderungen an die Minderung des Verkehrslärms gestellt werden. Der OPA/ZWOPA ist somit als aktive Lärmschutzmaßnahme zu verstehen. Für die Entwässerung der Fahrbahnen kommen Aco Drain Entwässerungsrinnen vom Typ Monoblock zum Einsatz.
Die Rinnen, die für die spezielle Entwässerung von Offenporigem Asphalt entwickelt wurden, überzeugen durch die kompakte Bauweise mit geringem Gewicht und hoher Verlegeleistung. Sie können ohne großen Personal- und Maschinenaufwand eingebaut werden. Zwei weitere Argumente der Aco Monoblock Systeme sprechen für den Einsatz: Durch das bewährte V-Profil und die damit verbundene optimierte hydraulische Leistung kann das Oberflächenwasser schnell und zuverlässig abgeleitet werden, sodass Aquaplaning vermieden wird. Ein weiterer Vorzug: Der Baustoff Polymerbeton ist ohne zusätzliche Beschichtung flüssigkeitsdicht, resistent gegen aggressive Medien sowie frost-und tausalzbeständig.
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