Modernste Wirtgen Technik erfolgreich auf der Interstate 81

Kaltrecycling – die Spitzentechnologie in der strukturellen Straßensanierung

Eine der bedeutendsten Nord-Süd-Verbindungen im Osten der USA verläuft mit zwei Spuren pro Fahrtrichtung quer durch den Bundesstaat Virginia – die Interstate I-81. Weit über 40 Jahre hatte die Ende der 1960er Jahre errichtete I-81 bereits auf dem Buckel. Und die Zeit war nicht spurlos an dem vielbefahrenen Highway vorübergegangen. Stetig zunehmendes Verkehrsaufkommen und insbesondere der Ballast durch tonnenschwere Lkw hatten der Fahrbahn stark zugesetzt und Schäden unterschiedlichen Ausmaßes hervorgerufen. Daher war die Fahrbahnoberfläche mit unzähligen Netzrissen, Spurrinnen, Verdrückungen sowie Flickstellen überzogen. Auf einigen Teilstücken der I-81 verbarg sich zudem weit größeres Übel ein Stückchen tiefer: Die größtenteils unter starkem Schwerlastverkehr “leidende” rechte Lkw- Spur wies in den unteren Schichten erhebliche Strukturschäden und Tragfähigkeitsdefizite auf. In den letzten Jahren konnte die zuständige Baubehörde, das Virginia Department of Transportation (VDOT), den Verkehr noch aufwändig durch periodisch ausgeführte, oberflächliche Ausbesserungs- und Erhaltungsarbeiten aufrechterhalten. Im Frühjahr 2011 jedoch hatte ein ca. 6 km langer I-81-Abschnitt endgültig das Ende seiner Nutzungsdauer erreicht und im Sinne der Verkehrssicherheit war es höchste Zeit, geeignete Maßnahmen mit Tiefenwirkung zu ergreifen. Fazit: Um die in die Jahre gekommene Interstate-I-81- Passage grundlegend zu sanieren, reichte es nicht aus, den alten Belag abzufräsen und eine neue Trag- und Deckschicht einzubauen.

Stattdessen mussten die Asphaltschichten der rechten Fahrspur, der LKW-Spur, komplett ausgebaut und der Untergrund stabilisiert werden. Das ausgebaute Fräsgut sollte in diesem Zusammenhang kostengünstig sowie umweltfreundlich recycelt und wieder eingebaut werden. Zur Erneuerung der linken, weniger beanspruchten Pkw-Fahrspur entschied man sich für das Kaltrecycling-Verfahren bis zu einer Tiefe von 12 cm. Bei dem technisch höchst anspruchsvollen Bauprojekt trafen gleich drei verschiedene Recyclingmethoden zur Sanierung der gesamten Fahrbahnstruktur aufeinander. Grund genug für die VDOT den bewährten Hochleistungsmaschinen der Wirtgen Group zu vertrauen, um mit leistungsstarken Kaltfräsen und Kaltrecyclern, einer mobilen Mischanlage von Wirtgen sowie einer ganzen Flotte von Hamm Walzen die altersschwache Straße wiederzubeleben.

Sanierung der rechten Fahrspur

Der Ablaufplan schrieb zunächst vor, die rechte Lkw-Spur auf 6 km zu erneuern. Dabei lösten die kompakten Baumaße der beteiligten Wirtgen Group Maschinen nur minimale Verkehrsbehinderungen aus: Pkw und Lkw wurden seitlich auf der linken Spur an der Bau stelle vorbeigeleitet, so dass der Verkehrsfluss aufrecht erhalten blieb. Im ersten Schritt der Baumaßnahme rückten die Wirtgen Großfräsen W 210 und W 2100 an. In einem Arbeitsgang bauten die beiden Arbeitstiere das Asphalt material komplett 25 cm tief aus. Großes Hilfsmittel bei dem Kraftakt: LEVEL PRO – das speziell von Wirtgen für Kaltfräsen entwickelte Nivelliersystem sorgte für die exakte Einhaltung der gewünschten Frästiefe. Gleichzeitig hielten die groß dimensionierten Verladesysteme der beiden Kaltfräsen die bereitstehenden Lkw durchgehend auf Trab. Die Lkw transportierten das recyclingfähige Ausbaugranulat zwecks Wiederverwendung zu der in Baustellennähe aufgestellten mobilen Mischanlage. Des Weiteren wurden aufgrund der Verkehrssituation die gesamten Fräsarbeiten in den Nachtstunden durchgeführt – und dank exzellenter Maschinenbeleuchtung sowie hinterleuchteten Bedienpanels „just-in-time“ erledigt. Denn schon stand ein Wirtgen Kaltrecycler WR 2400 mit 2,40 m Arbeitsbreite für die fällige Bodenstabilisierung in den Startlöchern, der dem Fundament die nötige Tragfähigkeit verleihen sollte. Ein Bindemittelstreuer verteilte zuvor 5 % Kalk-Zement-Gemisch in der Frässpur. Die ausgefräste Spur samt Bindemittel überfuhr der WR 2400. Während der Überfahrt vermischte der Fräs- und Mischrotor des Kaltrecyclers den anstehenden, beschädigten Unterbau sowie das vorgelegte Bindemittel 30 cm tief unter Zugabe von Wasser zu einem homogenen Baustoff. Gleichzeitig schob er einen Tankwagen vor sich her, der über eine angekoppelte Schlauchleitung Wasser für den Mischprozess zur Verfügung stellte. Der Kaltrecycler WR 2400 schuf somit einen perfekten, voll tragfähigen Untergrund, der anschließend nur noch von Hamm Walzenzügen verdichtet und von einem Grader profiliert werden musste.

Parallel zu den Bodenstabilisierungsarbeiten durch den WR 2400 bereitete die Kaltrecycling-Mischanlage KMA 220 den ausgefrästen Asphalt „in-plant“ zur 100-prozentigen Wiederverwertung auf. Als Bindemittel dienten 1 % Zement sowie 2,2 % des innovativen Schaumbitumens. Anhand Vorunter suchungen mit der Wirtgen Laboranlage WLB 10 S ließen sich bereits vor Baubeginn die Schaumbitumenqualitätdie optimale Mischgutzusammensetzung exakt definieren. Der kräftige Zweiwellen-Durchlaufmischer der KMA 220 verwandelte das Ausgangsmaterial und die beiden Zuschlagstoffe in hochwertiges, homogenes Kaltmischgut, das ein Ladeband direkt den wartenden Lkw zuführte. Dank ihres mobilen Konzepts konnte die Mischanlage in unmittelbarer Nähe zur Baustelle errichtet werden. Dies reduzierte nicht nur die Transportwege der Lkw, den Kraftstoffverbrauch sowie die CO2-Emissionen, sondern führte im Endeffekt auch zu einer nicht unerheblichen Reduzierung der Gesamtbaukosten. Das in der Mischanlage KMA 220 aufbereitete, “veredelte” Material transportierten die LKW zurück zur Baustelle. Dort wurde es durch Asphaltfertiger als 20 cm dicke Schicht auf dem stabilisierten Untergrund wieder eingebaut und mit Hamm Tandemwalzen effektiv verdichtet. Die aus dem recycelten Kaltmischgut hergestellte Tragschicht bestach durch optimale Beständigkeit gegen Verformung, verbesserte Flexibilität und lange Lebensdauer. Im letzten Arbeitsschritt zur Sanierung der rechten Fahrspur wurde eine 5 cm dicke Asphaltschicht aufgebracht und die Spur anschließend dem Verkehr wieder zur Nutzung übergeben.

Sanierung der linken Fahrspur

Nach Fertigstellung der rechten LKW-Fahrspur stand die zweite Projektphase auf dem Programm: die Sanierung der linken Spur. Da diese in der Vergangenheit größtenteils von Pkw frequentiert wurde, war sie nicht so stark beschädigt. Dementsprechend waren hier weniger tiefgreifende Instandsetzungsmaßnahmen erforderlich. Aber wie schon bei der Sanierung der rechten Spur ließ sich der Verkehr auch hier seitlich, diesmal über die bereits erneuerte rechte Spur, an der Baustelle vorbeileiten. Der Arbeitsplan sah zu Beginn das Ausfräsen der 5 cm starken Deckschicht mit 2 % Gefälle über die gesamte Baustellenlänge vor. Die Großfräse W 2100 übernahm diesen Part und erledigte ihn in Kooperation mit dem bewährten Nivelliersystem LEVEL PRO problemlos. Nach dem Vorstreuen von 1 % reinem Zement rückte der Wirtgen Kaltrecycler 3800 CR mit 3,8 m breitem, integriertem Einbauaggregat für die „In-situ“-Aufbereitung der Fahrspur in den Mittelpunkt des Geschehens. Großer Vorteil des „In-situ“-Verfahrens ist, dass weder Ausgangsmaterial noch aufbereitetes Baustoffgemisch aufwändig transportiert werden müssen. Vorausfahrende Tankwagen versorgten den 3800 CR über Schlauchleitungen mit Bitumen und Wasser. In einem Übergang fräste der Kaltrecycler dann die 12 cm starke schadhafte Asphaltschicht aus und granulierte sie – gleichzeitig mischte der Fräs- und Mischrotor Schaumbitumen, Zement und Wasser ein. Schaumbitumen erzeugte der 3800 CR dabei durch Einsprühen von Wasser und Druckluft in heißes Bitumen. Die genaue Mischgutzusammensetzung ermittelten vorab erneut die Laboranlage WLB 10 S und der Labormischer WLM 30. Anschließend baute der 3800 CR das recycelte Gemisch mittels angebauter Vögele Einbaubohle wieder ein und verdichtete es vor. So lag bereits zu diesem Zeitpunkt eine hochwertige, bituminös gebundene Tragschicht vor. Die Endverdichtung war natürlich wieder Routine für die Hamm Tandem- und Gummiradwalzen. Den Abschluss der linken Fahrspursanierung sowie der gesamten Baumaßnahme bildete dann der Einbau einer Asphaltdecke über die recycelte Tragschicht.

Wirtgen Technik macht den Unterschied

Zukunftsweisende Kaltrecyclingtechnologien von Wirtgen waren bei dem Vorzeigeprojekt der Schlüssel zum Erfolg: Schon nach kurzer Bauzeit rollte der Verkehr auf der I-81 wieder reibungslos – auf einer Fahrbahn mit optimaler Tragfähigkeit – auf einer Fahrbahn von langer Lebensdauer – auf einer Fahrbahn, die wirtschaftlich, ressourcenschonend und umweltfreundlich aufbereitet wurde.

Die Baustelle: Interstate I-81, Virginia
EN DE