Zukunftsweisende Technologien erobern Brasilien.

Kaltrecycling für die Sanierung des Ayrton Senna Highways

JOBREPORT

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Der SP-070, auch als Ayrton Senna Highway bekannt, ist eine weitere Autobahn in Brasilien, auf der das Kalt recycling-Verfahren seine zeit- und kosten sparenden sowie umweltfreund-lichen Vorteile unter Beweis gestellt hat.

São Paulo, die mit über 20 Millionen Einwoh-nern größte Stadt Brasiliens, ist nicht nur das wichtigste Wirtschafts-, Finanz- und Kulturzen-trum sowie Verkehrsknotenpunkt des Landes sondern zugleich der größte industrielle Bal-lungsraum in Lateinamerika. Der im Jahr 1978 entstandene Ayrton Senna Highway SP-070 ist eine der meistbefahrenen Autobahnen Brasili-ens und verbindet São Paulo mit Rio de Janei-ro , dem internationalen Flughafen Guarulhos, Campos do Jordão sowie Vale do Paraíba. Be-trieben 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 rund 125.000 Fahrzeugen pro Richtung, da-von 15 % Schwerlastverkehr, verkraften. Und genau diese hohe Frequentierung hatte den Straßen aufbau, der eine 25 cm dicke, zement-gebundene Tragschicht sowie eine 10 cm di-cke Asphalt-Verschleißschicht (HMA) enthielt, im Laufe der Jahre vollkommen zerstört. Auf einem 45 km langen Teilstück von São Paulo in östliche Richtung wurden nun zwischen Kilometer 11 und 56 die Fahrbahnen in beide Fahrtrichtungen strukturell Instand gesetzt.

KALTRECYCLING IN-PLANT ERWEIST SICH ALS OPTIMALE LÖSUNG

Ecopistas und das mit der Sanierung beauf-tragte Unternehmen Fremix Engenharia e Comércio Ltda. prüften über einen längeren Zeitraum in diversen Probe anwendungen unterschiedliche Technologien, um die optima-le Lösung zu finden. Schließlich entschieden

Kaltrecycling

Sanierung des Ayrton Senna Highways

sich beide für die Technologie mit den besten Ergebnissen, der kürzesten Bauzeit und hun-dertprozentiger Wieder verwertung des Aus-baumaterials: Recycling mit Schaumbitumen, hergestellt in der mobilen Wirtgen Kaltrecyc-ling-Mischanlage KMA 220. Durch die Herstel-lung einer bi tuminösen, flexiblen Tragschicht ist eine lange Lebensdauer garantiert.

Bei der Wahl der optimalen Sanierungs-methode musste zudem eine strenge Auflage beachtet werden: Bauarbeiten auf der ver-kehrsempfindlichen SP-070 waren werktags auf ein 7-stündiges, ausschließlich nächtliches Zeitfenster von 22.00 bis 5.00 Uhr beschränkt, da schon kleine baustellenbedingte Sper-rungen massive Verkehrsbehinderungen verursachen würden – insbesondere für den inter nationalen Flughafen. Der enge Zeitrah-men schloss somit den Einbau einer dicken Asphaltschicht von Vornherein aus. Denn während bei herkömmlichen Instandsetzungs-verfahren dickere Asphaltpakete 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 etab-lierte 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 Schicht-dicke. 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 Dauerhaftig-keit der Schichten, Wirtschaftlichkeit, Ressourcenschonung, CO2-Einsparung und Bauzeitreduzierung.

Schaumbitumen

Wasser

Luft

Heiß-bitumen

WIRTGEN EXPANSIONS- KAMMER ZUR SCHAUM- BITUMENHERSTELLUNG

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„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 Wo-chenenden durchgeführt“, erklärt Elio Cepolli-na Junior, kaufmännischer Leiter von Fremix.

Ein weiterer Vorteil: Durch die schnelle Ab-wicklung, eine dünnere Asphalt-Deckschicht, die geringe Zahl an Transportfahrten und die vollständige Wiederverwertung des Fräsguts ist das Verfahren sehr wirtschaftlich und um-weltfreundlich.

WIRTGEN KALTFRÄSEN UND KLEEMANN PRALLBRECHER ALS WEGBEREITER

Die beiden beschädigten Straßenschichten bestehend aus 25 cm zementgebundenem Material sowie 10 cm Asphalt wurden sepa-rat ausgefräst und auf Lkw befördert. Dafür nutzte Fremix zwei Wirtgen Großfräsen – die W 1900 und die W 200. Letztere kann mit drei unterschiedlichen Fräswalzen breiten von 1,5 m sowie 2,0 m oder 2,2 m betrieben werden, so dass sie ein breites Anwendungs-spektrum bietet.

Die Lkw transportierten das Asphaltfräsgut zur in Baustellennähe aufgestellten Recycling-anlage. Dort zerkleinerte der hochmoderne

1 | Die maximale Frästiefe der Kalt­fräse W 1900 von bis zu 320 mmermöglicht den Ausbau kompletter Belagspakete.

2 | Der Kleemann Prallbrecher MR 110 Z EVO 2 zerkleinert das Asphaltgranulat auf eine maximale Stück größe von 30 mm.

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Prallbrecher MOBIREX R 110 Z EVO 2 von Kleemann enthaltene Asphaltpakete. Die mobi-le 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 30 mm vor.

RECYCLING DES FRÄSGUTS IN DER KMA 220 VOR ORT

Das Fräsgut wurde anschließend durch eine mobile Kaltrecycling-Mischanlage vom Typ KMA 220 zu bitumenstabilisiertem Material

(BSM) recycelt. Die Wirtgen KMA 220 ist leicht zu transportieren und schnell vor Ort aufzustellen. Die Anlage wurde direkt neben der Autobahn aufgebaut. Die unmittelbare Nähe zur Baustelle verringert die Transportentfernung deutlich und ist ein unschätzbarer Vorteil hinsichtlich Zeit-, Kosten- und Energieersparnis.

Juliano Gewehr, Produktspezialist bei Ciber Equipa mentos Rodoviários, erklärt: „Mit der Kaltrecycling-Mischanlage können wir das gesamte Ausbaumaterial wieder verwenden. Wir optimieren es durch die Zugabe von Stabilisatoren und Ergänzungsstoffen, um mit optimalen Materialeigenschaften eine sehr hohe Lebensdauer des Fahrbahnaufbaus zu erzielen.“

3 | Die KMA 220 überzeugt mit einer hohen Mischleis­tung von bis zu220 t / h bei der Herstellung von hochwertigem Kaltmischgut.

4 | Aus der klimati­sierten Bedienkabi­ne kann der Bedie­ner die gesamteKaltrecycling­Mischanlage gut überblicken und steuern.

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EXAKTE BINDEMITTELDOSIERUNG

Für das Projekt wurde Loudon International hinzugezogen. Zusammen mit Technikern der JBA Engineering and Consulting Ltda. begleiteten sie 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 Mischgutzusammen-setzung exakt definieren. Die finale Rezeptur lag schließlich bei 1% Kalkhydrat und 2,2 % Bitumen.

In den Expansionskammern der KMA 220 wird heißes Bitu men unter Zugabe von Luft und Wasser aufgeschäumt. So entsteht Schaum-bitumen mit einem um bis zu 20-fach größe-ren Volumen als das Ausgangsprodukt. Das Schaumbitumen wurde mit dem Kalkhydrat und dem Fräsgut vermischt, bevor es auf be-reitstehende Lkw verladen und per Lkw zurück zur Baustelle transportiert wurde. Der Wieder-einbau erfolgte mit einem Vögele Fertiger in zwei Schichten: Die erste 20 cm starke Schicht wurde von einem Hamm Walzen zug mit Stampffußbandage gefolgt von einem Hamm 16-t-Walzen zug mit Glattfußbandage verdich-tet. Die zweite 13 cm starke Schicht wurde von einem Hamm Walzen zug 3414 und schließlich einer Hamm Tandemwalze HD 90 verdichtet. Für das Aufbringen einer 2 cm dicken Asphalt-Deckschicht kam der kompakte Vögele Rau-penfertiger SUPER  1300-3 zum Einsatz. Ihm folgte eine Hamm Gummiradwalze GRW 280 und die Hamm Tandemwalze HD 90 für die Endverdichtung der Fahrbahn.

1 | Die Laboranlage WLB 10 S optimiert den Aufschäum­prozess durch An ­ passung von Tem­peratur und Zugabe von Wasser.

2 | Geringe Mengen Wasser führen zu einer sofortigen Vo­lumenvergrößerung des Bitumens.

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EXZELLENTES ERGEBNIS

Mit dem Resultat ist der Bauunternehmer hochzufrieden, für ihn haben sich die weltweit sehr guten Erfahrungen mit der Kaltrecycling-Technologie bestätigt. Er sieht daher wei-ter hohes Potenzial für das Kaltrecycling in Brasilien: „Zweifellos wird dieses Projekt ein Präzedenzfall für kün ftige Straßenarbeiten in Brasilien sein.“

Gleich zehn verschiedene Wirtgen Group Maschinentypen waren an dem anspruchsvol-len Projekt beteiligt. Diese hatte der Bau-unternehmer ganz bewusst ausgewählt: „Bei einer Baustelle dieser Größenordnung, wo die Sanierung

des ca. 350 m langen Fahrspurabschnitts innerhalb einer Nacht ab geschlossen werden muss, können wir keine Risiken eingehen. Deshalb haben wir uns für die zuverlässigen Maschinen sowie modernste Technologi-en und Anwendungsverfahren der Wirtgen Group entschieden.“

Zusätzliche Sicherheit gab ihm die durch-gehende Betreuung durch Experten und Servicetechniker der Wirtgen Group. Die Arbeiten starteten im November 2011 und lagen bis zum Abschluss stets innerhalb des Zeitplans. Aufgrund der exzellenten Ergebnis-se bereitet Ecopistas bereits weitere jährliche Investitionen in diese Technologie vor.

3 | Der kompakte Straßenfertiger SUPER 1300­3 ver­fügt über eine hohe Einbaukapazität und eine Einbau­breite bis 5,0 m.

4 | Die knickgelenk­te Tandemwalze HD 90 mit zwei Vibrationsbandagenbietet eine komplet­te Rundumsicht.

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