Kaltrecycling für die Sanierung des Ayrton Senna

Zukunftsweisende Technologien erobern Brasilien.
Kaltrecycling für die Sanierung
des Ayrton Senna Highways
JOB REPORTS
UND REFERENZEN
Kaltrecycling
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Sanierung des
Ayrton Senna Highways
Der SP-070, auch als Ayrton Senna Highway
bekannt, ist eine weitere Autobahn in Brasilien,
auf der das Kalt­recycling-Verfahren seine zeitund kosten­sparenden sowie umweltfreund­
lichen Vorteile unter Beweis gestellt hat.
São Paulo, die mit über 20 Millionen Einwohnern größte Stadt Brasiliens, ist nicht nur das
wichtigste Wirtschafts-, Finanz- und Kulturzentrum sowie Verkehrsknotenpunkt des Landes
sondern zugleich der größte industrielle
Ballungsraum in Lateinamerika. Der zu Anfang der 1970-er Jahre entstandene Ayrton
Senna Highway SP-070 ist die meistbefahrene
Autobahn Brasiliens und verbindet São Paulo
mit Campos do Jordão, Vale do Paraíba, Rio
de Janeiro sowie dem internationalen Flughafen Guarulhos. Betrieben wird der SP-070 seit
Juni 2009 durch das Unternehmen Ecopistas,
das im Rahmen eines 30 Jahre-Vertrags als
Konzessionär für die Instandhaltung verantwortlich ist.
Täglich muss die SP-070 einen Ansturm von
über 100.000 Fahrzeugen pro Richtung, davon
15 % Schwerlastverkehr, verkraften. Und genau
diese hohe Frequentierung hatte den Straßenaufbau, bestehend aus einer 25 cm dicken
Tragschicht mit 6 % Zementanteil (CBT) sowie
einer 10 cm dicken Asphalt-Verschleißschicht
(HMA), im Laufe der Jahre vollkommen zerstört. Auf einem 35 km langen Teilstück von
São Paulo in östliche Richtung wurden nun
zwischen Kilometer 11 und 46 die Fahrbahnen
in beide Fahrtrichtungen strukturell Instand
gesetzt.
KALTRECYCLING IN-SITU ERWEIST SICH
ALS OPTIMALE LÖSUNG
Ecopistas und das mit der Sanierung beauftragte Unternehmen Fremix Engenharia
e ­Comércio Ltda. prüften über einen Zeitraum von 12 Monaten in diversen Probe­
anwendungen unterschiedliche Technologien,
um die optimale Lösung zu finden. Schließlich
entschieden sich beide für die Technologie mit
den besten Ergebnissen, der kürzesten Bauzeit
und hundertprozentiger Wiederverwertung
des Ausbaumaterials: Recycling mit Schaumbitumen, hergestellt in der mobilen Wirtgen
Kaltrecycling-Mischanlage KMA 220. Durch die
Herstellung einer bituminösen, flexiblen Tragschicht ist eine lange Lebensdauer garantiert.
Bei der Wahl der optimalen Sanierungsmethode musste zudem eine strenge Auflage
beachtet werden: Bauarbeiten auf der verkehrsempfindlichen SP-070 waren werk-tags
auf ein 8-stündiges, ausschließlich nächtliches
Zeitfenster von 21.00 bis 5.00 Uhr beschränkt,
da schon kleinste baustellenbedingte Sperrungen massive Verkehrsbehinderungen verursachen würden. Der enge Zeitrahmen schloss
somit den Einbau einer dicken Asphaltschicht
von Vornerein aus. Denn während bei herkömmlichen Instandsetzungsverfahren dickere
Asphaltpakete rund 4 Tage auskühlen müssen
– bei Betonfahrbahnen dauert die Abbindung
sogar bis zu 7 Tage – konnte die Fahrbahn
dank der Wirtgen Kaltrecycling-Technologie
Abschnitt für Abschnitt Instand gesetzt und
unmittelbar danach wieder für den fließenden
Verkehr freigegeben werden.
WAS IST SCHAUMBITUMEN?
Kaltrecycling mit dem Schaumbitumen ist eine weltweit etablierte Technologie für die Instandsetzung sowie den Neubau
von Straßen. Kaltrecycling mit Schaumbitumen ermöglicht
die Herstellung von flexiblen und dauerhaften Tragschichten.
Diese bilden im Straßenoberbau die perfekte Grundlage für
den abschließenden Asphaltüberbau mit reduzierter Schichtdicke. Schaumbitumen wird mit Hilfe modernster Technik aus ca.
175 °C heißem Normalbitumen erzeugt. Die Herstellung sowie
die Zugabe des Schaumbitumens in ein Mineralstoffgemisch
erfolgen exakt über mikroprozessorgesteuerte Einsprühanlagen.
Das ausgereifte Verfahren besticht durch extreme Dauerhaftigkeit der Schichten, Wirtschaftlichkeit, Ressourcenschonung,
CO2-Einsparung und Bauzeitreduzierung.
Heißbitumen
Luft
Wasser
Schaumbitumen
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1 | Die maximale
Frästiefe der Kaltfräse W 1900 von
bis zu 320 mm
ermöglicht den
Ausbau kompletter
Belagspakete.
2 | Der Kleemann
Backenbrecher
MC 110 Z EVO
zerkleinert das
Fräsgut auf eine
maximale Stückgröße von 20 mm.
„Zwischen der Stadtgrenze von São Paulo und
dem Flughafen können wegen des hohen
Verkehrsaufkommens tagsüber keine Spuren
gesperrt werden. Deshalb wurde die Arbeit
während der Woche nachts bzw. an den Wochenenden durchgeführt“, erklärt Elio Cepollina Junior, kaufmännischer Leiter von Fremix.
Ein weiterer Vorteil: Durch die schnelle Abwicklung, die geringe Zahl an Transportfahrten
und die vollständige Wiederverwertung des
Fräsguts ist das Verfahren sehr wirtschaftlich
und umweltfreundlich.
WIRTGEN KALTFRÄSEN UND KLEEMANN
BACKENBRECHER ALS WEGBEREITER
Die beiden beschädigten Straßenschichten
bestehend aus 25 cm HGT sowie 10 cm Asphalt wurden separat ausgefräst und auf Lkw
befördert. Dafür nutzte Fremix zwei Wirtgen
Großfräsen – die W 1900 und die W 200.
Letztere kann mit drei unterschiedlichen
Fräswalzenbreiten von 1,5 m sowie 2,0 m
oder 2,2 m betrieben werden, so dass sie ein
breites Anwendungsspektrum bietet.
Die Lkw transportierten das Asphaltfräsgut
zum in Baustellennähe angelegten Recyclingpunkt. Dort zerkleinerte es der hochmoderne
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3 | Die KMA 220
überzeugt mit einer
hohen Mischleistung von bis zu
220 t / h bei der
Herstellung von
hochwertigem
Kaltmischgut.
4 | Aus der klimatisierten Bedienkabine kann der Bediener die gesamte
KaltrecyclingMischanlage gut
überblicken und
steuern.
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mobile Backenbrecher MC 110 Z EVO von
Kleemann, um eine optimale Stückgrößenverteilung sicherzustellen. Die mobile Brechanlage ist vielseitig einsetzbar. Sie kann sowohl
für die Aufbereitung von Naturstein als auch
von Asphalt und Abbaumaterialien genutzt
werden und liefert jederzeit qualitativ hochwertige Stückgrößen. In diesem Fall sahen die Vorgaben eine maximale Größe von 20 mm vor.
RECYCLING DES FRÄSGUTS IN DER
KMA 220 VOR ORT
Das Fräsgut wurde anschließend durch zwei
mobile Kaltrecycling-Mischanlagen vom Typ
KMA 220 zu hochwertigem Kaltmischgut
(BSM) recycelt. Die Wirtgen KMA 220 ist leicht
zu transportieren und schnell vor Ort aufzustellen. Beide Anlagen wurden direkt neben der
Autobahn aufgebaut. Die unmittelbare Nähe zur
Baustelle verringert die Zahl der Materialtransporte deutlich und ist ein unschätzbarer Vorteil
hinsichtlich Zeit-, Kosten- und Energieersparnis.
Juliano Gewehr, Produktspezialist bei Ciber
Equipamentos Rodoviários, erklärt: „Mit der
Kaltrecycling-Mischanlage können wir das gesamte Ausbaumaterial wiederverwenden. Wir
optimieren es durch die Zugabe von Bindemitteln und Ergänzungsstoffen, um mit optimalen
Materialeigenschaften eine sehr hohe Lebensdauer der Fahrbahn zu erzielen.“
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1 | Die Laboranlage
WLB 10 S optimiert
den Aufschäumprozess durch Anpassung von Temperatur und Zugabe
von Wasser.
2 | Geringe Mengen
Wasser führen zu
einer schlagartigen
Volumenvergrößerung des Schaumbitumens.
EXAKTE BINDEMITTELDOSIERUNG
Die richtige Zusammenstellung der Bindemittel lag in der Hand der Loudon International
und deren Ingenieur Dave Collings. Zusammen mit Technikern der JBA Engineering
and Consulting Ltda. begleitete er die Voruntersuchungen und Ausführungsarbeiten. So
ließen sich mit Hilfe der Wirtgen Laboranlage
WLB 10 S bereits vor Baubeginn die Schaumbitumenqualität und in Kombination mit dem
Wirtgen Labormischer WLM 30 die optimale
Mischgutzusammensetzung exakt definieren.
Die finale Rezeptur lag schließlich bei 1% Kalkhydrat und 2 % Bitumen.
In der Expansionskammer der KMA 220 wird
heißes Bitumen unter Zugabe von Luft und
Wasser aufgeschäumt. So entsteht Schaumbitumen mit einem um bis zu 20-fach größeren Volumen als das Ausgangsprodukt. Das
Schaumbitumen wurde mit dem Kalkhydrat
und dem Fräsgut vermischt. Die KMA 220
beförderte das recycelte Material dann über
ein Ladeband auf bereitstehende Lkw, die
es zurück zur Baustelle transportierten. Der
Wiedereinbau erfolgte in zwei Schichten:
Während die 20 cm starke erste Schicht von
einem 14 t Hamm Walzenzug 3414 und einer
9 t Hamm Tandemwalze HD 90 verdichtet
wurde, erfolgte die Verdichtung der 13 cm
starken zweiten Schicht mit der HD 90. Für das
Aufbringen der extrem dünnen 2 cm Deckschicht kam der kompakte Vögele Raupenfertiger SUPER 1300-3 zum Einsatz. Ihm folgte
eine Hamm Gummiradwalze GRW 280 für die
Endverdichtung der Fahrbahn.
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3 | Der kompakte
Straßenfertiger
SUPER 1300-3 verfügt über eine hohe
Einbaukapazität
und eine Einbaubreite bis 5,0 m.
4 | Die knickgelenkte Tandemwalze
HD 90 mit zwei
Vibrationsbandagen
bietet eine komplette Rundumsicht.
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EXZELLENTES ERGEBNIS
Mit dem Resultat ist Valmir Bonfim hochzufrieden, für ihn haben sich die weltweit sehr guten
Erfahrungen mit der Kaltrecycling-Technologie
bestätigt. Er sieht daher weiter hohes Potenzial
für das Kaltrecycling in Brasilien: „Zweifellos
wird dieses Projekt ein Präzedenzfall für künftige Straßenarbeiten in Brasilien sein.“
Gleich zehn verschiedene Wirtgen Group Maschinentypen waren an dem anspruchsvollen
Projekt beteiligt. Diese hatte Valmir Bonfim
ganz bewusst ausgewählt: „Bei einer Baustelle
dieser Größenordnung, wo die Sanierung
des jeweiligen Teilabschnitts innerhalb eines
Tages abgeschlossen werden muss, können
wir keine Risiken eingehen. Deshalb haben
wir uns für die zuverlässigen Maschinen sowie
modernste Technologien und Anwendungsverfahren der Wirtgen Group entschieden.“
Zusätzliche Sicherheit gab ihm die durchgehende Betreuung durch Experten und Servicetechniker der Wirtgen Group. Startschuss für
die Arbeiten war der Juni 2013, abgeschlossen wurde das Projekt wie vorgesehen im
November 2013. Aufgrund der exzellenten
Ergebnisse plant Ecopistas in den kommenden Jahren weitere Investitionen in diese
Technologie.
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