Testfläche Flughafen Göteborg
Am Flughafen Landvetter im schwedischen Göteborg testete man zwei verschiedene Aufbauten mit S&P Asphaltbewehrung aus Carbon. Die Ergebnisse zeigen, dass sich so die Tragfähigkeit von Flugbetriebsflächen erheblich erhöhen lässt. Eines der beiden Test-Setups ermöglicht sogar eine massive Materialersparnis.
Projekt-Beschreibung
Situation
Bei Flugbetriebsflächen ist die Pavement Classification Number (PCN; Tragfähigkeitsklassifikationszahl) von entscheidender Bedeutung. Die PCN gibt die Tragfähigkeit der Start-, Lande- und Rollbahnen an. Dieser gegenüber steht die Aircraft Classification Number (ACN; Lastklassifikationszahl), welche die Belastung durch das Flugzeug darstellt.
Ist die ACN größer als die PCN, so ist die Flugbetriebsfläche zu hoch belastet, es droht die Zerstörung der Struktur, was eine kostspielige Sanierung nach sich ziehen kann. Von der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation ICAO wurde deshalb 1981 die ACN-PCN-Methode, zur Vergleichbarkeit der Belastung aus dem Flugbetrieb mit der Tragfähigkeit aller Flugbetriebsflächen eingeführt.
Lösung
Im Juli 2016 wurde am Flughafen Landvetter im schwedischen Göteborg eine Testfläche zur Untersuchung und Beurteilung von bewehrtem Asphalt hergestellt. Die SWECO Gruppe begleitete die Maßnahme. Mit der Testfläche sollte der Einfluss von Asphalteinlagen bestehend aus hochfesten Fasern auf die PCN untersucht werden. Die Fläche verstärkte man mit S&P Carbophalt® G 200/200 und die Messungen führten die Experten mittels Falling Weight Deflectometer (FWD) durch. Ziel war die Erhöhung der PCN auf PCN 70 F/A/W/T für 100'000 jährliche Lastübergänge, die bisherige PCN lag zum Teil bei unter 60 in den Testfeldern.
Zwei verschiedene Aufbauten wurden aufgrund von Berechnungen untersucht: Ein Teil der Testfläche wurde mit zwei Lagen S&P Carbophalt® G 200/200 bewehrt, 50mm und 150mm unter der Oberfläche. Der Gesamtaufbau aus Asphalt betrug 324mm. Ein weiterer Teil wurde mit einer Lage Asphaltarmierung bei 50mm unter der Oberfläche verstärkt, bei einem Gesamtaufbau von 441mm Asphalt. Bei beiden Aufbauten zeigten die FWD-Messungen die gleichen Ergebnisse, nämlich dass sich der PCN 70 F/A/W/T mit 100'000 jährlichen Lastübergängen erreichen lässt.
Reduzierter Gesamtaufbau mit zwei Lagen
Der große Vorteil des zweilagigen Aufbaus ist der reduzierte Gesamtaufbau. Aufgrund vieler Gegebenheiten wie vorhandene Installationen, Lichter etc. bei Flugbetriebsflächen, ist ein Hocheinbau in den meisten Fällen nicht möglich. Somit muss bei der Vergrößerung des Asphaltaufbaus nach „unten gebaut“ werden, d. h. beispielsweise die Schottertragschicht reduziert und abgebaut sowie ein dickeres Asphaltpaket wieder aufgebaut werden.
Für eine Fläche von nur 1000m² bedeutet das im vorliegenden Fall eine Einsparung von ca. 270t Asphalt und ca. 199t Schotterbewegung. Das enorme Einsparpotential wird noch deutlicher, wenn man sich vor Augen führt, dass die zu sanierenden Flächen auf Flughäfen in der Regel mehrere Zehntausend oder Hunderttausend Quadratmeter umfassen.
Weniger Risse und Verformungen
Weitere Vorteile der zweilagigen Bewehrung sind das Verhindern von Rissreflektion in die Asphaltschichten über der unteren Lage der Armierung, indem sie als Zugbewehrung, ähnlich dem Stahl im Beton wirkt, sowie Verminderung von Verformungen im Asphalt, aufgrund der oberen Bewehrungslage.
Verformungen wie Spurrinnen entstehen vornehmlich bei höheren Temperaturen im Asphalt bzw. thermischer Beanspruchung, die beispielsweise auch durch Reibung auftritt. Weitere Berechnungen und Messungen an den Testflächen zeigen den Einfluss von S&P Carbophalt® G 200/200 auf die Steifigkeit des Asphalts: Je größer die Temperatur im Asphalt, umso geringer das E-Modul und umso grösser der Einfluss der Armierung auf das E-Modul des Asphalts (siehe Grafik).
Mit S&P Carbophalt® G 200/200 lässt sich somit nicht nur die Rissbildung aus der Rissreflektion in erneute Asphaltschichten und die Spurrinnenbildung vermindern, sondern gleichzeitig auch die Tragfähigkeit von Flugbetriebsflächen erhöhen.
