Schnelle Brückeninstandsetzung mit Sika HANV Rapid
Wichtige Verkehrsader in Ulm in kurzer Zeit umfangreich saniert
Zum Einsatz kam dabei ein zeitsparendes Brückenabdichtungssystem der Sika Deutschland GmbH, das die erfolgreiche Sanierung der wichtigen Verkehrsader in kürzester Zeit ermöglichte. Die Wallstraßenbrücke ist jetzt rund 1000 t leichter und ermöglicht es, die geplante Restnutzungsdauer bis zum Ersatzneubau der Brücke zu gewährleisten.
"Mit dem HANV-Verfahren haben wir in Ulm – die Wallstraßenbrücke als bisher umfangreichstes Projekt eingeschlossen – bereits sechs Brücken saniert. Bei dieser Methode fällt sowohl die deutliche Lastenreduzierung durch den dünneren neuen Schichtenaufbau als auch die enorme Zeitersparnis bei der Umsetzung der Baumaßnahme ins Gewicht. Besonders positiv empfand ich die technische Beratung und Präsenz der Sika-Fachleute vor Ort. Nicht zu vernachlässigen ist zudem ein mit der Bauweise vertrautes Bauunternehmen wie die Leonhard Weiss GmbH. So konnten wir die Instandsetzung dieser wichtigen Straßenbrücke sehr schnell realisieren", beschreibt Timo Roth vom Tiefbauamt der Stadt Ulm das Projekt.
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Die im Jahr 1969 erbaute 392 m lange Wallstraßenbrücke ist eine Spannbetonkonstruktion mit rund 10 900 m² Fläche und vier Auf- beziehungsweise Abfahrtsrampen. Sie führt die sehr belebte Bundesstraße 10 über Gleisanlagen des Ulmer Bahnhofs. Wachsende Verkehrsbelastung, Schäden aus der Beanspruchung durch Tausalze und sich durch Fahrbahnausbesserungen aufbauende Asphaltschichten machten eine Instandsetzung notwendig. Nach einigen Vorarbeiten an der Entwässerung und der Konstruktion in den Jahren 2015 bis Anfang 2022 stand von Ende Juli bis Anfang September 2022 die Erneuerung und Abdichtung des Fahrbahnbelags an. "Im Laufe der Jahre haben wir immer wieder Belagsschäden ausbessern müssen, sodass sich auf dem Brückenbauwerk bis zu 18 Zentimeter Asphalt aufgebaut haben. Zudem war die dünne Mastix-Abdichtung aus den 1980/90er-Jahren unterläufig und verlor die Haftung zum Untergrund. Wir haben dann entschieden, die gesamte Abdichtung und den Asphaltbelag zu erneuern", erläutert Roth. "Nach Vergleich verschiedener Abdichtungssysteme fiel die Wahl auf die HANV-Methode. Durch den im Vergleich zum Bestand dünneren neuen Schichtenaufbau erreichen wir eine Gewichtsreduzierung von etwa 1000 Tonnen und erhöhen damit die Lebenserwartung des Bauwerks deutlich. Außerdem ist die Zeitersparnis immens und damit der Eingriff in den Verkehr minimal. Trotz der höheren Kosten der HANV-Bauweise hat sich die Stadt Ulm für die um rund vier Wochen schnellere Alternative zugunsten des Komforts unserer Bürger entschieden." Aus der Zeitersparnis des Instandsetzungskonzeptes resultieren kostenmindernde Effekte durch die geringere Bauzeit beziehungsweise Sperrung/Umleitung und all der mit langen Bauzeiten verbundenen Kosten.
Bei der HANV-Methode (Hohlraumreiches Asphalttraggerüst mit Nachträglicher Verfüllung) wird in nur einem Arbeitsgang ein Asphalttraggerüst (ATG) auf die vorbereitete und geprüfte Betonkonstruktion aufgebracht. Nachdem diese Schicht auf 60 °C abgekühlt ist, wird es mit dem speziellen Verfüllharz Sika Ergodur-1000 HANV geflutet und durch Schieben eingearbeitet. Um einen optimalen Verbund des Systems mit der darauffolgenden Asphaltschicht zu erreichen, erfolgt das Einstreuen der durch das Harz gesättigten Fläche mit dem Schmelzklebergranulat Sikalastic-827 HT. Durch den Wärmeeintrag der nachträglich eingebauten Asphaltschicht expandiert und verflüssigt sich das Granulat und garantiert nach Erkalten eine sichere und dauerhafte Verklebung zwischen dem ATG und der Asphaltdeckschicht.
Die Sanierung des Fahrbahnbelags nach der HANV-Methode erfolgte in zwei Bauabschnitten an jeweils drei Arbeitstagen pro Fahrtrichtung. "Zuerst wurde die bis zu 18 Zentimeter dicke Asphalttrag- und Deckschicht mittels Fräsen rückgebaut. Anschließend haben wir mit einem Bagger die bituminöse Abdichtung, die mehr oder weniger ohne Verbund auf dem Überbau lag, abgeschabt. Um bituminöse Anhaftungen restlos zu entfernen, erfolgte die Reinigung der Fahrbahntafel mittels Hochdruckwasserstrahlen. Im nächsten Schritt musste der Untergrund gemäß Regelwerk durch Kugelstrahlen für die Applikation des HANV-Systems vorbereitet werden", beschreibt Tobias Horrer vom ausführenden Bauunternehmen Leonhard Weiss GmbH die Vorarbeiten. Nun folgte der Einbau des Asphalttraggerüsts (ATG).
Der Lkw fuhr rückwärts in den Bauabschnitt hinein, befüllte den Straßenfertiger, und das Asphalttraggerüst wurde in einer Dicke von 2,5 bis 3 cm eingebaut. "Mit der Walze wurde es dann statisch, also ohne Vibration, angedrückt, um das Korngerüst nicht zu zerstören, sodass die Hohlräume für die Tränkung durch das Harz im ATG verbleiben. Ist das Traggerüst auf etwa 60 Grad Celsius heruntergekühlt, beginnen wir mit dem Fluten", erläutert Horrer weiter.
Sika Ergodur-1000 HANV ist ein lösemittelfreier, ungefüllter, elastifizierter Zwei-Komponenten-Reaktionskunststoff. Die Container mit den beiden Komponenten wurden mit einer Mischpumpe auf einem Sattelzug bereitgestellt. Die Fläche wurde durch das flüssige Harz, welches durch Schläuche gefördert wurde, geflutet und mit Schiebern gleichmäßig verteilt. Fredi Hilgendorf, Technischer Fachberater von Sika, beschreibt, worauf es beim Einbau ankommt: "Es ist wichtig, den Verfüllbaustoff mit dem Gummischieber wiederholt hin und her zu schieben. Solange sich noch Blasen bilden, dringt das Gemisch in den Untergrund ein. Sobald die Hohlräume gefüllt sind und sich keine Blasen mehr bilden, ist das ATG mit Sika Ergodur-1000 HANV gesättigt und kann mit den Schiebern abgezogen werden, um das überflüssige Material weiter zu verteilen. Jetzt ist es sinnvoll, das Schmelzklebergranulat Sikalastic-827 HT einzustreuen. Dieses stellt die Verbindung zur nachfolgenden Asphaltschicht her. Das Schmelzklebergranulat ist ein sogenannter Haftvermittler und benötigt die Temperatur der Asphaltdeckschicht, um zu expandieren und somit die Verbindung zwischen beiden Schichten herzustellen. So wird eine höhere Schubfestigkeit erreicht."
Nach dem Einstreuen des Granulats wurde die 4 cm dicke Deckschicht aus Walzasphalt eingebaut. Mit einer Gesamtdicke von rund 7 cm ist der neue Fahrbahnbelag nun deutlich leichter als die alte, rund 18 cm dicke Asphaltschicht vor der Sanierung.
Die Planung einer HANV-Maßnahme in dieser Größenordnung erfordert einen hohen Anspruch an die logistische Abwicklung, um einen reibungslosen Ablauf der zeitlich eng getakteten Arbeitsschritte gewährleisten zu können. So beinhaltet der Bauzeitenplan exakt vorgegebene Anfahrtszeiten der mit dem ATG bestückten Lkw, wobei mit allen Unwägbarkeiten durch den Stadtverkehr zu rechnen ist, bis hin zu genau berechneten Wechselpunkten zur Aufnahme von neuem Material für die Bestückung der Verfüllharzpumpen.
Wegen der Steigung der Auf- und Abfahrten mussten zuerst die Fahrbahnen der Rampen von unten nach oben hergestellt werden. Hat sich das Sika Ergodur-1000 HANV im ATG verfestigt, kann das nachfolgend aufgebrachte noch flüssige Kunstharz nicht nach unten wegfließen. Auch hier ist es wichtig, genügend Personal, Material und Maschinen vorzuhalten, um den zügigen Einbau der Tragschichten und der Abdichtung zu gewährleisten.
Insbesondere der Gefahr, dass das flüssige Harz durch jeden noch so kleinen Riss fließen kann, muss man vorbeugen. Dem ist nur mit sehr genauer Kontrolle zu begegnen. So wurde vor dem Einbau des Asphalttraggerüsts das gesamte Bauwerk begangen und sichergestellt, dass alle Löcher oder ungewollten Öffnungen geschlossen werden. Wo nötig, wie bei den neuen Sanieraufsätzen der Einlaufschächte, wurden diese mit einem Epoxydharzmörtel abgedichtet.
Nach sechs Wochen Bauzeit in den Sommerferien konnte die Wallstraßenbrücke wieder vollständig für den Verkehr freigegeben werden.
