Einsatz von Asphalteinlagen bei Brückenbauwerken

  • Beschädigter Anbindungsbereich vor der Sanierung. (Bild: Ingenieurbüro Hiske)
  • Vorbereitende Maßnahmen: Abtragen der schadhaften Asphaltschichten und Säuberung der Unterlage. (Bild: Ingenieurbüro Hiske)
  • So stellt sich der Brückenübergang im September 2015 dar: dank funktionsfähiger Asphalteinlage bleibt der Übergang unsichtbar - von Rissbildung keine Spur. (Bild: Ingenieurbüro Hiske)

Gute Alternative zur Dehnungsfuge

Das Problem ist bekannt: Durch den zunehmenden Straßenverkehr und die damit dauerhaft wachsende Belastung deutscher Straßen, kommt es immer wieder zu Rissbildungen in der Asphaltoberfläche der Fahrbahnen. Insbesondere der Bereich des Übergangs von Brückenbauwerken zur angrenzenden Fahrbahn ist stark anfällig für Reflexionsrisse. Hier erzeugen jahreszeitliche Temperaturschwankungen und unterschiedliches Temperaturverhalten von Asphalt und Beton besonders große Spannungen, die auf überbaute Asphaltschichten einwirken. Zur Vermeidung von Rissbildungen werden Dehnungsfugen eingebaut, die die Spannungen zwischen den Fahrbahnelementen aufnehmen. Diese entkoppelten Systeme sind jedoch zeit- und kostenintensiv. Eine gute Alternative zur konventionellen Bauweise bietet die Verwendung von spannungsabbauenden Asphalteinlagen. Welche Vorteile diese Lösung bietet, zeigt das Sanierungsbeispiel nahe der Autobahnausfahrt „Sandstedt“ an der A27 zwischen Bremen und Bremerhaven. Hier setzten die Planer bei einer Brückensanierung auf eine Asphalteinlage mit spannungsabbauenden und bewehrenden Eigenschaften.

Die K 51 ist eine Verbindungsstraße zwischen Sandstedt und dem Ortskern der Gemeinde Hagen im Bremischen im niedersächsischen Landkreis Cuxhaven. Im Rahmen von Sanierungsarbeiten an der K 51 wurde im Jahre 2012 das Brückenbauwerk über ein Entwässerungsfleet am Ortseingang auf Höhe der Autobahnauffahrt zur A28 einschließlich der Anbindungsbereiche saniert. Jan Hiske vom gleichnamigen Ingenieurbüro aus Uetze schildert die Hintergründe der Maßnahme: „Nach RStO 12 haben wir es bei der Kreisstraße mit einer Belastungsklasse BK 3,2 zu tun. In entsprechendem Zustand befanden sich die mittlerweile in die Jahre gekommenen Brückenübergänge zum Zeitpunkt vor der Sanierung. So waren erhebliche Schäden an der Abdichtung der Brücke und in den Anbindungsbereichen zur Straße in Form von Rissbildung zu erkennen.“

Sanierungsfall Brückenübergänge

Aufgrund guter Erfahrungen bei anderen Brückenbauwerken, entschieden sich die Planer für eine Sanierung der Brückenübergänge mit Asphalteinlagen. Hierzu Jan Hiske: „Natürlich hätte man hier auch auf konventionelle Weise mit einer Dehnungsfuge arbeiten können. Wir haben jedoch die Erfahrung gemacht, dass diese Lösung mit etwa 500,- € pro Meter sehr teuer ist. Bei der hier vorliegenden Straßenbreite von 6,50 Metern hätte dies Kosten zwischen 5.000,- und 6.000,- € alleine für die Dehnungsfuge bedeutet. Zusammen mit Arbeiten für die Abdichtung und dem Aufwand für längere Straßensperrungen ist man bei dieser Bauweise schnell bei einem Betrag von 12.000,- bis 15.000,- € für die Sanierung der Brückenübergänge. Hinzu kommt, dass man nicht sicher sein kann, wie gut die Lösung mit der Dehnungsfuge langfristig hält. Im schlimmsten Fall steht erfahrungsgemäß bereits nach zwei bis drei Jahren wieder eine Sanierung an“, so Hiske.

Asphaltbewehrung garantiert horizontale Verschieblichkeit

Aus diesem Grund setzt der Planer in derartigen Fällen schon seit längerer Zeit auf den Einsatz von spannungsabbauenden Asphalteinlagen. Bei der beschriebenen Maßnahme diente die Asphalteinlage Tensar AR-GN in Verbindung mit einer auf das System abgestimmten Bitumenemulsion als rissüberbrückende Lösung. Hierbei handelt es sich um eine Kombination aus einem hochwertigen, knotenfesten und verformungsstabilem Gitter und einem Vliesstoff. Beides zusammen gewährleistet eine horizontale Verschieblichkeit der Unterlage. Verbleibende Spannungen werden aufgenommen und so ein Durchschlagen von Rissen im Anbindungsbereich von Brücken verhindert. Jan Hiske beschreibt den Bauablauf: „Bei diesem Verfahren werden zunächst die schadhaften Asphaltschichten abgefräst. Nach Entfernung der beschädigten Abdichtung wird die Unterlage gründlich gesäubert und dann mit 2,5 kg/m² Bitumenemulsion C70 BP4 OB (modifiziert) angespritzt. Anschließend erfolgt der Einbau der Asphalteinlage Tensar AR-GN in die nicht gebrochene Bitumenemulsion. Auf diese Lage kommen 6 cm polymermodifizierter Asphaltbinder - darauf 4 cm Asphaltdeckschicht (Splittmastixasphalt).“

Asphalteinlage in weniger als einem Tag eingebaut

Da die Planer bei diesem Verfahren auf den Einbau von Kantenschutzschienen verzichten konnten, stellt es sich gegenüber konventionellen Sanierungsmaßnahmen wesentlich effizienter und wirtschaftlicher dar. Jan Hiske: „Die Sanierung mit einer Dehnungsfuge hätte uns 14 Tage gekostet. Auf die beschriebene Weise haben wir für den Einbau des AR-GN inklusive der Nebenarbeiten lediglich einen Tag gebraucht.“

Stellt sich nur noch die Frage, wie die Fahrbahn im Bereich der Brückenübergänge heute – nach gut dreijähriger Nutzung nach der Sanierung – aussieht? Hierzu Jan Hiske: „Bei einer Ortsbegehung im September 2015 waren beide Anbindungsbereiche schadensfrei, es konnte keine Bildung von Reflexionsrissen festgestellt werden. Aufgrund unserer Langzeiterfahrungen mit dem Einsatz von Asphalteinlagen können diese durchaus als dauerhafte, fugenlose Alternative zur Dehnungsfuge bei Stahlbetoneinfeldbrücken oder kleineren Mehrfeldbrücken eingesetzt werden.“ 
 
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