Aufgrund vielfältiger Einflussgrößen kann derzeit mit Hilfe walzengestützter Messverfahren nur ungenügend auf die relative Dichte der zu verdichtenden Asphaltschicht geschlossen werden. Die gleichzeitige Interpretation mehrerer Messwerterfassungen ist so gut wie unmöglich. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) fordert deshalb nach Möglichkeit einen einzigen aussagefähigen Kennwert, mit dem auf die erreichte Raumdichte einer Asphaltschicht geschlossen werden kann. Eine dem FGSV-Arbeitskreis 7.4.1 „FDVK Asphalt“ untergeordnete Bearbeitergruppe „Kennwert Asphaltverdichtung“ hat sich die Aufgabe gestellt zu prüfen, ob unter Berücksichtigung aller bekannten Lösungsansätze die Erarbeitung einer von den Behörden, Baumaschinen-Herstellern und Bauunternehmen als anforderungsgerecht akzeptierbaren Bezugsgröße für die erreichte Raumdichte möglich ist.

Von den Walzenfahrern erwartet man eine möglichst gleichmäßige Leistung, also im Idealfall einen parallelen Verlauf der Kurve zur Zeitachse. Aber es handelt sich hierbei um ein biologisches Grundgesetz. Der Kurvenverlauf wird unter anderem vom Schicht- und Pausenregime, den Essenszeiten sowie dem Freizeitverhalten bestimmt. Zu erkennen ist ein Funktionsmaximum in den Vormittagsstunden und das absolute Minimum zwischen 2 und 4 Uhr nachts. Dargestellt ist der Durchschnittsverlauf, der erhebliche Unterschiede zwischen den Menschen zulässt. Weiterhin ist zu beachten, dass sich die Kurve der physiologischen Leistungsbereitschaft mit derjenigen der tatsächlichen Leistungsabgabe nur bei höheren Leistungsabgaben deckt. Niedrige Leistungsabgabe und physiologische Leistungsbereitschaft können dagegen entgegengesetzt verlaufen!

Walzenfahrer verrichten eine monotone Tätigkeit, bei der es zu einem ermüdungsähnlichen Zustand kommen kann: zu einem langsam entstehenden Zustand herabgesetzter Aktiviertheit durch Wiederholtätigkeit in abwechslungsarmen Situationen. Dieser ermüdungsähnliche Zustand wird durch einen allgemeinen Mangel an Reizen, das Fehlen der Möglichkeit zu körperlichen Bewegungen und vor allem durch Wärme im Arbeitsumfeld begünstigt.

Je reizarmer die Umwelt und die Arbeit selbst sind, desto mehr Willensimpulse sind zur Erledigung der Aufgabe erforderlich.

Auch die Bedeutung der Motivation zur Verrichtung der Walzarbeit wird häufig unterschätzt. Sie ist ein menschliches Bedürfnis, und das Bedürfnis nach Achtung ist ein besonders wichtiger Aspekt: Achtung einerseits in Form einer Selbstbestätigung aufgrund des Erlebens der eigenen Leistung und andererseits in Form von Fremdbestätigung, d. h. Achtung und Anerkennung durch andere Menschen.

Motivation und Aufgabengestaltung sind eng miteinander verflochten.

Einer Aufgabe kann dann eine motivierende Wirkung zugeschrieben werden, wenn u. a. die Möglichkeit geschaffen wird, die Verantwortung für die Ergebnisse der eigenen Arbeit zu erleben. Der Mitarbeiter sollte darüber informiert werden, was aus seiner eigenen Arbeit geworden ist. Eine Rückmeldung hat dann die größte Wirkung, wenn sie sich direkt aus der Arbeit ableiten lässt. Bei Anwendung eines Systems zur flächendeckenden Verdichtungskontrolle kann der Walzenfahrer aktiv am Resultat mitarbeiten.

Drei „Erlebnisse“ des Mitarbeiters beeinflussen seine innere Motivation: er muss seine Arbeit der Mühe wert empfinden und das Bewusstsein haben, dass er persönlich für die Ergebnisse der Arbeit verantwortlich ist. Außerdem sollte er aufgrund regelmäßiger Rückmeldungen beurteilen können, ob die erbrachte Leistung als zufriedenstellend betrachtet wird.

Vergleicht man die konventionelle Verdichtungstechnologie mit den Möglichkeiten einer flächendeckenden Verdichtungskontrolle, wird das Potenzial eines solchen Systems und die Notwendigkeit einer breiten Anwendung deutlich. Für die Verdichtung von Walzasphalt ist ein Informationssystem sinnvoll und zwingend erforderlich, das permanent Auskunft über den Verdichtungsfortschritt gibt.

Die Flächendeckende Asphaltverdichtung (FDVK-A) ist die logische Weiterentwicklung der FDVK-E. Sie ermöglicht eine Bauweise, mit der ein qualitativ hochwertiges Bauwerk mit langer Lebensdauer ressourcen- und umweltschonend mit dem dafür nur unbedingt erforderlichen Mindestaufwand erstellt werden kann.

2 Bisherige Untersuchungen zu Kontrollsystemen für die Verdichtung von Asphalt

Die Firma Geodynamik hat in den 1990er-Jahren das ACD-System (Asphalt Documentation System) entwickelt, mit dessen Hilfe der Verdichtungsverlauf flächendeckend für relativ kleine Zellen dargestellt und dokumentiert und somit ein optimales Ergebnis beim Asphalteinbau hinsichtlich Verdichtungsarbeit und -gleichmäßigkeit erreicht werden konnte.

Die Berechnung der ACV-Werte (Asphalt Compaction Value) baute auf einem theoretischen Modell auf. Die für jeden Parameter hinterlegten ACV-Bewertungskurven berücksichtigten die Walzgeschwindigkeit, die Frequenz und Amplitude des Erregersystems sowie die Asphaltoberflächentemperatur. Die ACV-Bewertungskurven waren für Temperaturen aufgestellt, bei denen eine optimale Verdichtung erwartet wurde. Bei Temperaturen außerhalb dieses Bereiches nahm der Verdichtungseffekt je nach Asphaltmischgut schnell oder langsam auf Null ab.

Auf den auf dem Fertiger und den Walzen installierten Bildschirmen war der Arbeitsfortschritt anhand von Farbfeldern (Zellen) erkennbar, deren Einzelbreiten immer 1/16 der Einbaubreite betrugen. Ein Feld repräsentierte eine Fläche von rd. 1 m2. Die letzten 150 m hinter der Bohle wurden fortlaufend angezeigt. Auch zurückliegende Bereiche konnten aufgerufen und eingesehen werden.

Der erreichte Verdichtungsgrad konnte nicht direkt ermittelt werden. Vielmehr wurde dem Walzenfahrer signalisiert, ob die eingebrachte Verdichtungsarbeit ausreichte bzw. wo weitere Übergänge notwendig waren.

Über GPS wurden die Positionen des Fertigers und der Walzen bestimmt. Die verschiedenen Maschinenparameter wurden ebenfalls ermittelt und dokumentiert.

Fuhr eine Walze über eine „Zelle“, so wurde dieser Übergang gewertet und ging als Verdichtungsarbeit in die Berechnung ein. So brachte jeder Übergang einen mehr oder weniger starken Zuwachs an Dichte. Die Summe der eingebrachten Verdichtungsarbeit pro Zelle wurde farblich dargestellt, wobei der jeweilige Farbton aus einem gewichteten Messwert aus Temperatur, Maschinenparameter, Asphaltmischguteigenschaft und der Zeit resultierte.

Auf Betreiben des Verfassers (Utterodt, 1999) wurde 1999 das ACD-System beim Neubau der BAB 20 zwischen den Anschlussstellen Schönberg und Grevesmühlen getestet. Aus Kapazitätsgründen der Firma Geodynamik konnten nur zwei Walzen mit dem System ausgerüstet werden.

Im Ergebnis dieser Anwendung wurde Folgendes festgestellt:

– der Einsatz von Infrarotsensoren hinter der Fertigerbohle gestattete Rückschlüsse auf Inhomogenitäten des Asphaltmischgutes,

– die Verdichtungshomogenität konnte auch bei Temperaturschwankungen erreicht werden,

– Verdichtungslücken ließen sich vermeiden,

– der Verdichtungsbeitrag einer Überfahrt nahm zum Gesamtwert mit steigender Anzahl der Überfahrten ab,

– bei positiver Einstellung gewöhnten sich die Walzenfahrer recht schnell an das System, dann genügten häufig nur noch Kontrollblicke auf den Bildschirm und

– zum Erreichen einer fortlaufenden homogenen Verdichtung sollten die Tagesergebnisse mit den Walzenfahrern vor einer neuen Einbauphase ausgewertet werden.

Nach dem Einbau der 18 cm dicken Asphalttragschicht (C S 0/32, B 65) waren alle 126 Bohrkerne ohne Beanstandung. Daraufhin wurde auftraggeberseitig entschieden, den Einbau der 8 cm dicken Asphaltbinderschicht (0/22, PmB 45 A) und der 4 cm dicken Asphaltdeckschicht (SMA 0/11 S, PmB 45 A) mit Hilfe von Troxlermessungen (2.164 Messungen) in einem Raster von 25 m in den Stand-, Last- und Überholspuren der beiden Richtungsfahrbahnen zu begleiten und auf die Entnahme von Bohrkernen zu verzichten. Nach dem Einbau von insgesamt ca. 270.000 t Asphaltmischgut wurden dem bauausführenden Unternehmen nur 2.500 DM wegen Minderverdichtung in Rechnung gestellt.

Die Auswertung der ZEB-Daten, insbesondere aus der Messkampagne 2014 dieses Autobahnabschnittes und der angrenzenden Abschnitte, unterstreicht die Vorteilhaftigkeit der Einbaubegleitung mit Hilfe des ACD-Systems (Bild 2).

Für den Vergleich des Einbauabschnittes AS Schönberg/AS Grevesmühlen mit den drei nachfolgenden Abschnitten bis zum AK Wismar wurden die Substanzwerte herangezogen, die sich aus 50 % der erfassten Netzrisse, 25 % der Flickstellen und 25 % der Allgemeinen Unebenheit (AUN) sowie der Spurrinnentiefe ergeben.

Bild 2: Substanzwerte der BAB 20 zwischen der Anschlussstelle Schönberg und dem Autobahnkreuz Wismar aus der Messkampagne 2014

Bei den an jeweils 12 pro Einbauabschnitt in vorab festgelegten Entnahmequerschnitten entnommenen Bohrkernen konnten hinsichtlich Niveau und Gleichmäßigkeit der Verdichtung keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Allerdings konnten die Verdichtungsgrade beim Einsatz von Verdichtungskontrollsystemen mit geringeren Walzübergangsanzahlen erreicht werden. Außerdem führte der Einsatz dieser Systeme zu einer homogeneren Verteilung der dynamischen Walzübergänge über die Einbaufläche. Im Abschlussbericht wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich die grundlegende Auswertung „auf die Anzahl der Walzübergänge stützt und somit eine Beurteilung hinsichtlich der Homogenität allein auf diesen Grundlagen beruht und nicht auf den ermittelten Verdichtungsgraden, da diese nur in den Entnahmequerschnitten vorliegen“. Den Verdichtungskontrollsystemen wird „eine unter den im Forschungsprojekt herrschenden guten Wetterverhältnissen adäquate Zuverlässigkeit“ bescheinigt.

Da das erreichte Verdichtungsniveau beim Einsatz von Verdichtungskontrollsystemen mit geringeren Walzübergangszahlen erreicht wurde, kann festgestellt werden, dass die Systeme zumindest einen Beitrag für eine effizientere und damit wirtschaftlichere Verdichtung leisten können. Offen bleibt aber nach wie vor, ob mit dem Einsatz dieser Technik auch ein zielgenauerer und homogenerer Verdichtungserfolg in der gesamten Fläche verbunden ist.

Beispiele belegen allerdings, dass auch Aussagen über die Verdichtungsqualität mit Hilfe des Verdichtungsmesswertes der Walze gezogen werden können. Der Verdichtungsanstieg innerhalb eines für die Vibrationsverdichtung angemessenen Temperaturfensters ist durchaus als eine wichtige Information eines entsprechenden Verdichtungskontrollsystems zu werten. Insofern ist es möglich, einen hinreichenden Eindruck zum erreichten Verdichtungsniveau in der Fläche zu bekommen.

3 Zielstellung weiterer Untersuchungen

Aufgrund vielfältiger Einflussgrößen, wie Steifigkeit und Ebenheit der Unterlage, Homogenität des Asphaltmischgutes, Einbau- und Verdichtungstechnik sowie Prozesskommunikation, kann derzeit mit Hilfe walzengestützter Messverfahren nur ungenügend auf die relative Dichte der zu verdichtenden Asphaltschicht geschlossen werden.

Die gleichzeitige Interpretation mehrerer Messwerterfassungen – beispielsweise der Temperatur der zu verdichtenden Asphaltschicht, der Walzgeschwindigkeit, der Frequenz und Amplitude sowie der Anzahl der Walzübergänge – ist so gut wie unmöglich. Das BMVI fordert deshalb nach Möglichkeit einen einzigen aussagefähigen Kennwert, mit dem auf die erreichte Raumdichte einer Asphaltschicht geschlossen werden kann.

Mit dieser Frage befasst sich derzeit eine unter der Ägide des FGSV-Arbeitsausschusses 7.4 „Bautechnologie“ tätige Bearbeitergruppe „Kennwert Asphaltverdichtung“, um zuklären, ob unter Berücksichtigung aller bekannten Lösungsansätze die Erarbeitung einer von den Behörden, Baumaschinenherstellern und Bauunternehmen als anforderungsgerecht akzeptierbaren Bezugsgröße für die erreichte Raumdichte möglich ist. Im positiven Fall soll für die Bezugsgröße eine Basislösung mit vorgeschriebener Vorgehensweise zur Ermittlung des Kennwertes erarbeitet werden, auf die jeder Baumaschinenhersteller seine eigenen Entwicklungen zur zusätzlichen Interpretation der Ergebnisse „aufsetzen“ kann.

Die Mitarbeiter der Bearbeitergruppe setzen sich wie folgt zusammen:

Tabelle 1: Zusammensetzung der Bearbeitergruppe "Kennwert Asphaltverdichtung"

Für die erforderlichen umfangreichen Untersuchungen wurde von der Bearbeitergruppe ein 4-stufiger Ablaufplan festgelegt:

– Erarbeitung verfahrens- und messtechnischer Vorschläge,

– Einsatz der als geeignet eingeschätzten Verfahren auf Baustellen und Auswertung der erfassten Daten,

– Evaluierung der Verfahren und

– Verifizierung der(s) geeigneten Verfahren(s) auf weiteren Baustellen.

Die Erarbeitung der verfahrens- und messtechnischen Vorschläge wurde im September 2018 fertiggestellt (Utterodt et al., 2018).

4 Erarbeitung verfahrens- und messtechnischer Vorschläge

Die Walzverdichtung steht am Ende der technologischen Kette des Einbauprozesses eines Asphaltmischgutes. Es ist ein Trugschluss zu glauben, dass mit dem Einsatz moderner, selbstregelnder Walzen und der Möglichkeit, die Walzarbeit zu visualisieren, automatisch ein anforderungsgerechter Verdichtungsgrad und gegebenenfalls Hohlraumgehalt erreicht werden kann. Auch der Erfolg des Einsatzes von Systemen der flächendeckend kontrollierten Walzverdichtung hängt unmittelbar von der Qualität der vom Fertiger eingebauten Asphaltschicht und der für die Endverdichtung verfügbaren Zeit ab. Deshalb wurden die von Bauleitern, Einbauverantwortlichen (Einbaumeistern), Mischmeistern, Lkw-Fahrern, Fertigerfahrern und Bohlenbedienern verursachten und einen Kennwert Asphaltverdichtung beeinflussenden Fehler aus Produktion, Logistik und Einbau des Asphaltmischgutes ermittelt und eingegrenzt. Der Schulung und permanenten Weiterbildung aller an der Planung und Durchführung des Einbauprozesses beteiligten Mitarbeiter kommt eine herausragende Bedeutung zu. In diesem Zusammenhang wird das Studium des „Leitfadens zur Herstellung von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt – Hinweise zur Sicherstellung einer anforderungsgerechten Ebenheit“ (H VAE) (FGSV, 2019) empfohlen, in dem – angefangen von der Ausschreibung, über die Herstellung des Asphaltmischgutes, die Arbeitsvorbereitung und den Einbau bis hin zur Verdichtung mit den Walzen – ausführliche Hinweise zu allen relevanten Einflussgrößen gegeben werden und Checklisten hinterlegt sind.

Eine durchdachte Arbeitsvorbereitung trägt zur Vermeidung von Standzeiten und zu einem kontinuierlichen Einbau bei. Sowohl die am Markt angebotenen Programme der intelligenten Bauprozesssteuerung als auch die Eigenlösungen verschiedener Bauunternehmen können dazu einen bedeutenden Beitrag leisten.

Unabhängig davon, ob es sich um bereits vorhandene oder noch in der Entwicklung befindende Messverfahren handelt, wurde zu ihrer Beschreibung und Bewertung folgende Systematisierung eingeführt:

Tabelle 2: Systematisierung der bekannten Messverfahren zum Erreichen einer Bezugsgröße für die erreichte Raumdichte

4.1 Berührungslose Messverfahren

TransTech hat sich zum Ziel gesetzt, einen Sensor für Messungen in variabler Messtiefe und über die gesamte Bandagenbreite zu entwickeln, mit dem man von der Walze aus die Permittivität einer Asphaltschicht berührungslos bestimmen und damit auf deren Raumdichte schließen kann.

Aus sicherheits- und verfahrenstechnischen Gründen arbeitet Troxler derzeit nicht an einer berührungslosen Messmöglichkeit zur radioaktiven Bestimmung der Raumdichte.

Das fahrbare, berührungslos messende System PaveScan RDM (www.geophysical.com, 2018) wird in den USA zur Bestimmung des Dielektrikums der zu verdichtenden Asphaltschicht während oder unmittelbar nach dem Einbau eingesetzt. Die obere temperaturbedingte Einsatzgrenze des Messsystems liegt bei 60 °C, was den Anbau vor, hinter oder unter einer Walze ausschließt.

4.2 Energiebasierte Verfahren

Dennoch soll begleitend zu den geplanten Versuchen sowohl beim Einsatz konventioneller als auch selbstregelnder Walzen untersucht werden, ob bei stabilen Randbedingungen – gleichmäßige Einbaugeschwindigkeit, angepasste Bohlenleistung, gleichmäßige Temperatur des eingebauten Asphaltmischgutes, konstante Walzbahnlängen, gleiche Reihenfolge der Walzbahnen, gleichmäßige Walzgeschwindigkeit – ein reines Zählen der Walzübergänge dem Anspruch an eine Kennziffer zur Asphaltverdichtung genügen kann.

Das von Geodynamik entwickelte ACD-System, mit dessen Hilfe die Walzarbeit bewertet und der Verdichtungsverlauf flächendeckend für relativ kleine Zellen dargestellt und dokumentiert werden konnte, ist momentan am Markt nicht verfügbar.

Mit Hilfe eines sich noch in der Entwicklung befindenden Systems von GEOECO sollen alle Prozesse entlang der Straßenbauwertschöpfungskette erfasst, bewertet und in Echtzeit allen beteiligten Personen in leicht verständlichen Arbeitsanweisungen gesendet sowie mit den gesammelten Daten und den Methoden der Künstlichen Intelligenz ein Verdichtungskennwert während des Walzens in Echtzeit bestimmt werden können. Auf der Basis einer Optimierungsstrategie sollen die Walzen so gesteuert werden, dass eine bestmögliche Verteilung der Verdichtungswerte über die zu bearbeitende Fläche erreicht werden kann.

4.3 Geometriebasierte Messverfahren

MOBA strebt an, den Kennwert Asphaltverdichtung über die messtechnisch zu bestimmende absolute Abnahme der Schichtdicke zu generieren. Dazu ist geplant, entlang der Einbaustrecke Messpunkte einzurichten, um an diskreten Stellen mit Hilfe der Lasertechnologie sowohl die Einbaudicke am linken und rechten Rand der Asphaltschicht bestimmen als auch mit Hilfe von an den Walzen installierten Empfängern die Abnahme der Schichtdicke beim Verdichtungsvorgang nachverfolgen zu können.

Topcon entwickelt ein Differenz-Messverfahren, mit dem die sich im Zuge der Verdichtung ergebenden geometrischen Veränderungen an der eingebauten Asphaltschicht mit einer hinreichenden Genauigkeit erfasst und dem Walzenfahrer in geeigneter Form zur Verfügung gestellt werden können, so dass er eine Abschätzung vornehmen kann, ob die bereits geleistete Verdichtung ausreicht oder weitere (dynamische) Walzübergänge erforderlich sind. Dazu wird das Verdichtungsgerät mit entsprechenden Abstandssensoren vor und hinter den Bandagen ausgerüstet.

4.4 Steifigkeitsbasierte Messverfahren

Das seit Jahren bekannte und von den Walzenherstellern Ammann, Bomag, Caterpillar, Dynapac, Hamm und Volvo verwendete dynamische Messverfahren ermittelt auf Basis der Bandagenbeschleunigung einen Verdichtungskennwert. Dieser Kennwert steht in Zusammenhang mit der sich ändernden Steifigkeit des zu verdichtenden Materials bzw. eines sog. Vibrationsmoduls (Bomag). Mit Hilfe dieser Verdichtungskennwerte und der gleichzeitigen Erfassung der Oberflächentemperatur der zu verdichtenden Asphaltschicht sowie der Walzübergänge wird seit vielen Jahren eine flächendeckende Überwachung der Verdichtung (FDVK-A) realisiert. In den USA wird das Verfahren als „Intelligent Compaction“ (IC) bezeichnet und praktisch von allen namhaften Herstellern von Verdichtungsgeräten angeboten.

Drittanbieter steifigkeitsbasierter Messverfahren (MOBA, Topcon, Trimble und Völkel) vertreiben von den Walzenherstellern unabhängige Verdichtungs-Assistenz-Systeme, die durch ihren modularen Aufbau auf Walzen aller Art verwendet werden können. Es besteht aber auch die Möglichkeit, über eine CAN-Datenschnittstelle die Kennwerte der Walzenhersteller einzulesen.

4.5 Sonstige Verfahren

In (Georgiou; Loizos, 2017) wird eine Gleichung vorgestellt, mit der unter Berücksichtigung der Anzahl der Walzübergänge und der Entwicklung der Temperatur der zu verdichtenden Asphaltschicht die Raumdichte prognostiziert werden kann:

Formel siehe PDF

Die Temperaturen des Asphaltmischgutes wurden von einer Seite der eingebauten Schicht aus an fünf Positionen mit einem Abstand von jeweils 80 cm quer zur Einbaurichtung mit einem aus einer Digitalkamera und einem Infrarotscanner bestehenden System mit einer Genauigkeit von ± 2 °C erfasst. In den USA wird die an der Oberfläche der eingebauten Asphaltschicht gemessene Temperatur als verlässlich angesehen (Delgadillo; Bahia, 2008). Es wird von Bestimmtheitsmassen R² ≈ 0,9 beim Vergleich zwischen vorhergesagten und gemessenen Raumdichten berichtet.

Das Messverfahren Mit-Scan-T3 erfordert den Einsatz von Messreflektoren (Ronden) unter der zu vermessenden Asphaltschicht. Die Messunsicherheit des in (MIT, 2016) vorgestellten Schichtdickenmessgerätes liegt bei 1 mm ± 0,5 % vom Messwert.

Ein auf dem Leichten Fallgewichtsgerät der Fa. Zorn aufbauendes Schnellprüfverfahren für Asphaltschichten soll im Rahmen der begleitenden Qualitätskontrolle mit einer weit höheren Verlässlich- und Genauigkeit als bisher eingesetzte Verfahren (z. B. Dichtemessungen) sofortige Entscheidungen ermöglichen, ob die geforderte Verdichtung bereits erreicht wurde oder weitere Walzübergänge erforderlich sind (Zorn, 2016).

In der Straßenbautechnik wird das Verfahren Georadar eingesetzt, um Aufschluss über die eingebaute Anzahl der Schichten und deren Dicken zu erlangen. Unter normalen Bedingungen und ohne besonderen Aufwand liegt die Unsicherheit der Angaben unterhalb von ± 10 % der Messtiefe (www.ggukarlsruhe.de, 2018).

Die Abschätzung der Verdichtungsarbeit von statisch wirkenden Walzen und Gummiradwalzen stellt messtechnisch eine besondere Herausforderung dar. Hinsichtlich einer Glattmantelwalze hat Kröber bereits 1988 auf die Möglichkeit der lokalen Ermittlung der Bodenkontaktkraft durch applizierte Dehnungsmessstreifen am Walzenkörper hingewiesen (Kröber, 1988). Diesen Gedanken aufgreifend schlägt er nun vor, Dehnungsaufnehmer zum Anschrauben zu verwenden und diese auf der Bandageninnenseite – beispielsweise der im statischen Modus betriebenen zweiten Bandage einer Tandem-Vibrationswalze – zu platzieren. Aus der Verformung der Bandage könnte damit auf die Tiefe der sich ausbildenden Einsenkungsmulde und somit indirekt auf die Verdichtungsarbeit geschlossen werden. Ob das mit der erforderlichen Genauigkeit möglich ist, müssen Versuche zeigen.

Auf ähnliche Weise könnte bei der Abschätzung der durch eine Gummiradwalze geleisteten Verdichtungsarbeit vorgegangen werden, indem man versucht, die Verformung eines Reifens zu erfassen.

5 Versuchsplanung

Für das Jahr 2019 sind systematische Untersuchungen beim Einbau von Asphalttrag- und Asphaltbinderschichten sowie Deckschichten aus Asphaltbetonen und Splittmastixasphalten geplant. Die Planung, Durchführung und Auswertung der Versuche soll vorzugsweise von Mitgliedern der Bearbeitergruppe vorgenommen werden. Um ihre vertraglichen Verpflichtungen einhalten zu können, ist den bauausführenden Unternehmen ein dem Versuchsplan und der Versuchsdurchführung übergeordnetes Weisungsrecht zu garantieren.

Für die Untersuchungen sind Abschnitte mit Tagesleistungen erforderlich. Um ein paralleles Walzen gewährleisten zu können, muss die Einbaubreite mindestens 8,00 m betragen. Der Einbau sollte unter reellen Leistungsansätzen stehen.

Die nachfolgend genannten Verfahren sollen zum Einsatz kommen:

– berührungsloses Messverfahren: System TransTech,

– energiebasierte Verfahren: Zählen der Walzübergänge, System GEOORG,

– geometriebasierte Messverfahren: System Moba, System Topcon,

– steifigkeitsbasierte Messverfahren: System Ammann, System Bomag.

Das System Compact Assist ist aktuell nur in den USA verfügbar. Volvo sieht sich derzeit leider nicht in der Lage, mit einem vertretbaren Aufwand an den praktischen Versuchen teilnehmen zu können.

Anhand der im Feld erfassten Daten soll zusätzlich geprüft werden, ob die Raumdichte nach dem in (Georgiou, Loizos, 2017) vorgestellten Verfahren unter Anwendung der Gleichung (1) prognostiziert werden kann.

Zur Klärung der Frage, ob die sich steifigkeitsbedingt einstellenden Verformungen des Walzenkörpers Rückschlüsse auf die Raumdichte einer Asphaltschicht zulassen, sind von Bomag Grundsatzuntersuchungen angedacht, die aber aus Prioritätsgründen zunächst zurückgestellt wurden.

Der Firma Zorn wurde zugesagt, die Feldversuche mit dem Asphalttester AT 300 GPS begleiten zu können.

Auf Grund der Temperaturobergrenze von 60 °C kann das PaveScan RDM für fortlaufende Messungen auf einer heißen Asphaltschicht nicht zur Anwendung kommen.

Aus Gründen der bereits bekannten und für die geplanten Versuche nicht ausreichenden Messgenauigkeit verbietet sich sowohl der Einsatz der Georadar-Technik als auch der Messtechnik Mit-Scan-T3 zur Bestimmung der Schichtdicke.

Das ACD-System ist nicht mehr verfügbar.

Die die Felduntersuchungen begleitenden Unternehmen haben sich bereiterklärt, die Kosten für ihre Technik und deren zusätzliche Ausrüstung, die erforderlichen Transporte und Geräteversicherungen sowie die personelle Begleitung der Versuche zu übernehmen.

Literaturverzeichnis

Abkürzungen

AA                   Arbeitsausschuss

AK                   Autobahnkreuz

Ammann         Ammann Group, Langenthal, CH AS                        Anschlussstelle (Bundesautobahn)

B                      Bundesstraße

BAB                 Bundesautobahn

BG                   Bearbeitergruppe

Bomag             Bomag GmbH, Boppard

CAN                 Controller Area Network (serielles Bussystem)

Caterpillar        Caterpillar Global Paving, Inc., Minneapolis, MN

Dynapac           Dynapac Compaction Equipment AB, Karlskrona, SE

FDAV                alte Bezeichnung für FDVK-A

FDVK               Flächendeckende Verdichtungskontrolle

FGSV               Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen

Geodynamik    Geodynamik AB, Stockholm, SE

GEOECO         Group Efficiency Organiser, Tirschenreuth

GPS                 Global Positioning System

Hamm              Hamm AG, Tirschenreuth

MIT                  Mess- und Prüftechnik GmbH, Dresden

MOBA              Mobile Automation AG, Limburg

Topcon            Topcon Positioning Group, Livermore, CA

TransTech       TransTech Systems, Inc., Latham, NY

Trimble            Trimble Inc., Sunnyvale, CA

Troxler             Troxler Electronic Laboratories, Inc., Durham, NW

Völkel               Völkel Mikroelektronik, Münster

Volvo                Volvo Construction Equipment Germany GmbH, Ismaning

ZEB                  Zustandserfassung und -bewertung

Zorn                 Zorn Instruments GmbH & Co. KG, Stendal