Feste Fahrbahn ohne durchgehende Bewehrung

Die RAIL.ONE GmbH hat eine Feste Fahrbahn ohne durchgehende Bewehrung entwickelt. Das neue System entspricht im Aufbau und Funktionsprinzip dem heutigen Stand der Technik im Betondeckenbau, wobei im Vergleich zum bisherigen System RHEDA 2000® auf eine durchgehende Bewehrung verzichtet wird. Durch das Weglassen der Bewehrung können die Bauzeit verkürzt und die Kosten reduziert werden. Auch Einflüsse der Bewehrung auf die Signaltechnik und die Erdung werden so minimiert. Damit empfiehlt sich das System insbesondere auch für den Einsatz in Frankreich, Spanien und Asien, wo das Gleisstromkreissystem UM71 verwendet wird.

Technischer Aufbau

Bei dem System RHEDA 2000® werden Risse, die aus den Zwangsspannungen infolge von Schwinden und Temperatur entstehen, durch die Bewehrung gleichmäßig verteilt und auf eine Rissweite kleiner 0,5 mm begrenzt. Bei dem neuen Feste Fahrbahn-System ohne durchgehende Bewehrung wird auf Basis der langjährigen Erfahrungen im Betondeckenbau eine unkontrollierte Rissbildung verhindert. In Analogie zum Betondeckenbau werden Querscheinfugen erzeugt, um eine kontrollierte Rissbildung zu erreichen. Von diesen Fugen gehen anschließend die Risse aus, welche sich aufgrund der Verkürzung der Betontragschicht durch temperaturbedingte Einflüsse als auch aus dem Schwinden des Betons entstehen. Bei den Scheinfugen handelt es sich demnach um Sollbruchstellen, wobei ein möglichst gleichmäßiges Reißen aller Querscheinfugen kurze Zeit nach dem Erhärten des Betons angestrebt wird. Die kontrollierte Rissbildung durch das Ankerben des jungen Betons erfolgt durch Kerben mit einer Tiefe von etwa 30% der Plattendicke. Die Fugen werden anschließend abgedichtet, um ein Eindringen von Wasser in die Fugenkonstruktion zu reduzieren bzw. zu verhindern.

Die Querkraftübertragung an den Rissen, welche durch die durchlaufende Längsbewehrung in relativ kurzen Abständen entstehen, erfolgt in diesem Fall durch die Rissverzahnung bei kleiner Rissöffnungsweite und die Bewehrung an sich. Im Falle der nicht bewehrten Betontragschicht wird durch in den frischen Beton eingelegte Querkraftdübel und ebenso einer aktiven Rissverzahnung eine hervorragende Querkraftübertragung erreicht. Die Dübel werden etwa mittig in der Betonplatte jeweils unter einer Fuge am Gitterträger der Schwelle befestigt. Alternativ können sie aber auch auf einem Korb fixiert werden, der auf der Tragschicht steht. Analog zum Betonstraßenbau haben sie eine Länge von 500 mm, einen Durchmesser von 25 mm und sind zum Schutz vor Korrosion mit einer 0,3 mm dicken Kunststoffbeschichtung überzogen.

Darüber hinaus soll anstelle des bisher verwendeten Betons der Festigkeitsklasse C30/37 alternativ auch die höhere Betonfestigkeitsklasse C35/45 eingesetzt werden. So wird eine größere Frostbeständigkeit erreicht, welche zu einer längeren Nutzungsdauer führt. Außerdem kann so die Aufbauhöhe reduziert werden.

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Aufbau auf hydraulisch gebundener Tragschicht (HGT)

Der Aufbau mit einer Betonfahrbahnplatte auf einer hydraulisch gebundenen Tragschicht (HGT) und einer frostbeständigen Schicht entspricht in etwa dem Standardaufbau für Straßen der Bauklasse SV (Schwerverkehr), mit dem sehr gute Erfahrungen erzielt wurden. Der Unterschied in den Abmessungen und Steifigkeiten der einzelnen Tragschichten im Vergleich zu RHEDA 2000® mit durchgehender Bewehrung liegt nur in der verringerten Höhe der Betontragplatte infolge der höheren Betonfestigkeitsklasse.

  • 220 mm Betontragplatte C 35/45
  • alternativ 240 mm Betontragplatte C 30/37
  • 300 mm HGT
  • Frostschutzschicht mit EV2 ≥ 120 N/mm2

Das Feste Fahrbahn-System ohne durchgehende Bewehrung kann sowohl mit HGT als auch ohne ausgeführt werden.

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Aufbau auf Schottertragschicht (STS)

Hauptunterschied bei der Festen Fahrbahn ohne durchgehende Bewehrung ohne HGT ist der Verzicht auf eine HGT. Um dennoch das notwendige Tragverhalten des Systems zu erreichen, wird eine Schottertragschicht eingebaut und so der EV2-Wert der nichtverfestigten Tragschicht auf 180 N/mm2 angehoben. Ferner wird die Höhe der Betonfahrbahnplatte auf 300 mm vergrößert. Um eine ausreichende Lastverteilung in den Untergrund zu erreichen, wird die Breite der Betonplatte auf 3200 mm vergrößert, da im Feste Fahrbahn-System ohne durchgehende Bewehrung ohne HGT die lastverteilende Wirkung der HGT fehlt. Die Feste Fahrbahn ohne durchgehende Bewehrung ohne HGT entspricht damit der Bauweise „dicke Betondecke auf Schottertragschicht“, wie sie bei der Erneuerung von Straßen in Tiefbauweise angewendet wird. Hier liegt bei der Bauklasse SV (Schwerverkehr) die Betondecke direkt auf der ungebundenen Tragschicht - allerdings mit einem Beton der Festigkeitsklasse C 35/45. Möglich ist auch die Ausführung mit einem Beton der Festigkeitsklasse C 30/37, wobei aber die Dicke der Betontragplatte auf 330 mm erhöht werden muss. Wie nachstehend dargestellt, kann auch hier auf die vier Längseisen verzichtet werden:

  • 300 mm Betonfahrbahnplatte C35/45
  • bzw. 330 mm Betontragplatte C 30/37
  • 300 mm Schottertragschicht (STS) mit EV2 ≥ 180 N/mm2
  • 400 mm Frostschutzschicht (FSS) mit EV2 ≥ 120 N/mm2

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Systemaufbau ohne Bewehrung

In der Darstellung ist beispielhaft der Systemaufbau ohne Bewehrung auf Schottertragschicht abgebildet.

Testgleis

Im September 2006 wurde im Betonschwellenwerk Coswig eine Teststrecke mit 30 m Länge gebaut. Nach dem erfolgreichen Abschluss erteilte das Eisenbahn-Bundesamt im März 2007 die Zulassung zur Betriebserprobung. In 2010 kam das System erstmalig bei dem Projekt ESAP Metro Athen in Griechenland zum Einsatz.