Gutachten bestätigt enorme Tragfähigkeit der HMV-Schlacke

Seit 2001 ist im Hamburger Hafen im Rahmen der Hafenerweiterung mit dem Container-Terminal Altenwerder (CTA) eines der modernsten Terminals weltweit in Betrieb. Wegen der hohen Beanspruchung durch Schwerlasten ist dort eine sehr hohe Tragfähigkeit des Bodens erforderlich. Das unabhängige HeidenLabor aus Roggentin hat die Asphaltflächen des CTA eingehend untersucht und dazu jetzt ein Gutachten veröffentlicht. Dabei wurde auch die Tragfähigkeit der eingebauten Hausmüllverbrennungs-schlacke (kurz: HMV-Schlacke; im Gutachten HMVA oder HMV-Asche genannt) untersucht. HeidenLabor kommt zu dem Ergebnis, dass sich die Bauweise bewährt hat. „Der Verformungswiderstand der HMVA-Tragschicht ist auch bei höchster Beanspruchung gut“, heißt es zum Abschluss der Untersuchung.

Der CTA besitzt eine Flächenbefestigung aus Asphalt mit einer ungebundenen Tragschicht aus HMV-Schlacke. Im 1. Bauabschnitt wurden 300.000 t HMV-Schlacke, im 2. weitere 110.000 t verbaut. Die HMV-Schlacke ist auf der ca. 80 ha großen Containerumschlagfläche (außer im Bereich der Gleisanlagen) als Tragschicht unterhalb der bituminösen Deckschicht eingebaut worden.

Ziel des Gutachtens war es herauszuarbeiten, ob die realisierte Bauweise für Hafenbefestigungen geeignet ist. Die Untersuchungen erstreckten sich auf die vierstreifige Straße westlich der Stapelblöcke, über die alle den Terminal verlassenden LKW-Verkehre geleitet werden, und auf einen Teilabschnitt der mit Automated Guided Vehicles (AGV) befahrenen wasserseitigen Kaiumschlagsflächen, weil hier von einer erhöhten Beanspruchung auszugehen ist.

Zunächst wurde eine visuelle Zustandserfassung vorgenommen. Während auf den westlichen Spuren vor den Stapelblöcken keine wesentlichen oder systematischen Schäden festgestellt werden konnten, zeigten sich auf den östlichen Spuren teilweise Materialermüdungserscheinungen in Form von Rissen. Im AGV-Bereich wurde aufgrund des spurfahrenden, geführten Verkehrs eine erwartungsgemäß mittlere bis in Teilbereichen ausgeprägte Spurrinnenbildung festgestellt. Risse in der Asphaltbefestigung gab es keine.

Um den Beobachtungen auf den Grund zu gehen wurden Bohrkerne entnommen sowie Messungen mit dem Falling Weight Deflectometer (FWD) durchgeführt. Dabei wurden unterschiedliche Aufbaustärken ermittelt: Im Bereich mit kaum erkennbaren Schäden besteht der Aufbau aus ca. 16 cm Asphalt, ca. 49,5 cm HMVA-Tragschicht, darunter Spülsand. Im Bereich mit Materialermüdungen beträgt er ca. 15 cm Asphalt, ca. 36 cm HMVA-Tragschicht, darunter Spülsand. Demnach erklären primär die unterschiedlichen Aufbaustärken die visuell erfassten Unterschiede.

Im Bereich der AGV-Flächen wurden vor allem die Spurrinnen analysiert. Die durchschnittliche Schichtdicke vor dem ersten Stapelblock beträgt 7,3 cm (Asphaltdeckschicht) plus 8,9 cm (Asphalttragschicht). Bei dem Gutachten wurden die Kriterien Tragfähigkeit, Festigkeit, Frostbeständigkeit und chemische Umwandlung untersucht. Zur Beantwortung der Fragen wurden Bodenproben entnommen und im Labor analysiert.

Mit Hilfe rückgerechneter Deflektionsdaten aus der FWD-Messung auf der Straße konnten die E-Module der einzelnen Schichten bestimmt werden. Sie liegen für den Asphalt zwischen 4000 und 5000 MPa und die Tragschicht aus HMV-Schlacke zwischen 200 und 800 MPa. Die Spurrinnenbildung im Bereich der AGV-Fläche konnte anhand der entnommenen Asphaltstreifen und der zusätzlichen Spurtiefenmessungen den einzelnen Schichten zugeordnet werden.

HeidenLabor kommt zu dem Ergebnis, „dass die Schichtdicken und die Materialdaten den Annahmen entsprechen. Die Bemessung ist wirtschaftlich und der Zustand entspricht in etwa den prognostizierten Werten. Mit Hilfe der ermittelten Daten kann in Zukunft eine deutlich sicherere Prognose des Zustands bzw. eine Bemessung der Schichtdicken für Bauweisen mit HMVA-Tragschicht auf hoch belasteten Flächen erfolgen.“ Laut HeidenLabor können die CTA-Erfahrungen mit der Bauweise für weitere Baumaßnahmen genutzt werden. Auch Dipl.-Ing. Lars Strehse, stv. Leiter Containertechnik und Leiter Bautechnik bei der HHLA Container-Terminal GmbH äußert sich zufrieden: „Die Tragfähigkeit der Schlacke hat unsere Erwartung voll erfüllt. Wir sind zufrieden damit, dass wir uns für diesen Baustoff entschieden haben.“

Mit dem Einbau von HMV-Schlacke auf dem Gelände des Containerterminal Altenwerder hat dieser Baustoff seine Eignung als Tragschicht auch unter besonders hohen Lasten gezeigt. Hierbei konnte die Schlacke den hohen Tragfähigkeitsanforderungen von 180 MN/m2, die aufgrund des schwerlastigen Containerverkehrs erforderlich sind, ohne Probleme gerecht werden. Da die technische Gleichwertigkeit zu Schottertragschichten bestätigt werden konnte, ist somit eine entsprechende Verwendung von HMV-Schlacke als ungebundene Tragschicht unter stark beanspruchten Straßen denkbar. Auch hier könnte HMV-Schlacke ihren Kostenvorteil mit der sichergestellten hohen Tragfähigkeit ausspielen.