Feste Fahrbahn ohne Armierung: drei Vorteile und ein Nachteil

Seit 2017 ist der Bau fester Fahrbahnen ohne Verstärkung normiert. RUBI Bahntechnik und Pernstich Ingenieure sind Teil eines wegweisenden Projekts in Israel.

Ordentlich: Die feste Fahrbahn im Bahnhof Zürich Flughafen

Feste Fahrbahnen sind im Aufwind. Immer mehr Bahninfrastruktur-Betreiber ziehen die höheren Investitionen dem intensiven Unterhalt von Schottergleisen vor. Bei der SBB scheint sich der Grundsatz „Feste Fahrbahn auf festen Oberflächen“ durchzusetzen – in Tunnel, auf Über- und in Unterwerfungen kommt kein Schotter mehr zum Einsatz.

Zudem hat die SBB von 2013 bis 2016 ihre älteste feste Fahrbahn im Heitersbergtunnel saniert. Dabei wurden Schienen, Schwellenblöcke, Einlagen und Gummischuhe ersetzt. Abgesehen von Unterhalt und Erneuerung der Schienen waren dies die ersten Arbeiten an der Fahrbahn seit der Inbetriebnahme des Tunnels 1975. Die Betonplatte war in gutem Zustand, was die Langlebigkeit des Systems bestätigt.

Bei der Sanierung von festen Fahrbahnen werden die Schienen und Schwellen entfernt; die Betonplatte bleibt bestehen

Bei Leicht-, Stadt- und Strassenbahnen sind feste Fahrbahnen seit jeher Standard. Weil die Betonplatte gleichzeitig Teil des Strassenoberbaus ist, ist sie üblicherweise armiert.

Seit 2017 regelt die Norm EN 16432 (Teile 1 bis 3 u.a.) den Einsatz fester Fahrbahnen ohne Armierung in allen Umgebungen. Zusammen mit der umfangreichen Erfahrung von RUBI Bahntechnik und Pernstich Ingenieure mit festen Fahrbahnen war die neue Norm ein weiterer Grund, weshalb wir für das Projekt „Green Line“ in Jerusalem eine feste Fahrbahn ohne Armierung vorschlugen. Es waren im Wesentlichen drei Argumente, die den Bauherren überzeugten.

Das Jerusalemer Liniennetz – eingezeichnet sind die neue Green Line und die verlängerte Red Line

Byebye CO2

Leider ist Beton noch weit weg davon, CO2-neutral zu sein. Seine Produktion ist aber weniger umweltbelastend als diejenige von Baustahl. Deswegen ist die Projektänderung mit Verzicht auf Baustahl beim Jerusalemer Projekt eine Massnahme für den Klimaschutz und die Nachhaltigkeit.

Beton ohne Armierung ist umweltfreundlicher als solcher mit Stahl (Bild: Wix)

Baulich in fast allen Belangen besser

Feste Fahrbahnen sind Meisterwerke der Präzision. Beim Schotteroberbau kann das Gleis in die richtige Lage gestopft werden. Bei festen Fahrbahnen hingegen ist die Gleislage zwar nicht in Stein gemeisselt, aber in Beton gegossen. Deswegen werden die Schwellenblöcke vor dem Betonieren auf Bruchteile von Millimetern genau platziert.

Präzisionsarbeit: Vor dem Betonieren werden die Gleise im Bahnhof Zürich Flughafen vermessen

Armierungseisen sind in diesem Ablauf eine zusätzliche Variable. Kommt eine Fahrbahn ohne sie aus, verläuft der Bau einfacher und schneller. Das wirkt sich unmittelbar auf die Kosten aus und reduziert die Fehleranfälligkeit.

Für die Ewigkeit gemacht – fast

Feste Fahrbahnen aller Art sind buchstäblich Jahrhundertbauwerke. Werden Verschleisskomponenten wie Schienen, Schwellen und Befestigungen rechtzeitig ausgetauscht, ist die Betonplatte extrem langlebig.

Rost: nicht nur bei genietetem Stahl ein Problem, sondern auch bei Armierungen(Bild: Unsplash / Patricl Hendry)

Beton ohne Armierung ist dauerhafter. Dies ist im Wesentlichen auf die Korrosion der Armierungseisen zurückzuführen. Der sogenannte Kriechstrom – die Ableitung via Armierung – lässt die Bewehrung von festen Fahrbahnen noch stärker rosten als üblich.

Dem Wetter ausgesetzt

Ein wichtiger Aspekt bei der Bemessung unbewehrter fester Fahrbahnen sind die Witterungsverhältnisse. Im Sommer verwölbt sich die Plattenmitte wegen der wärmeren Temperaturen an der Plattenoberseite. Im Winter kommt es hingegen aufgrund der kälteren Oberfläche zu einem „Schüsseln“, d.h. zu einer leichten Anhebung der Plattenecken. Diese Effekte – in Kombination mit der Mikrorissbildung in der Platte und den wirkenden Verkehrslasten – galt es für das israelische Projekt nachzuweisen.

Die feste Fahrbahn der Green Line ist dem israelischen Wetter ausgesetzt

Bei der Green Line wird der Temperatureffekt minimiert, indem sowohl längs als auch quer zur Fahrtrichtung Dilitationsfugen eingebaut werden. Deren Abstand und Grösse muss den örtlichen Verhältnissen angepasst werden, damit keine Risse im Beton entstehen.

Auch beim Einlässen im Beton – zum Beispiel für Masten und die Entwässerung – besteht die Gefahr von Rissen. Deswegen werden die Kanten der Einlässe lokal armiert.

Wir bei RUBI Bahntechnik und Pernstich Ingenieure sind überzeugt: Trägt man den örtlichen Gegebenheiten Rechnung, steht dem weltweiten Einsatz von festen Fahrbahnen ohne Bewehrung nichts im Weg. Bei Projekten wie der Green Line setzen wir auf das Knowhow lokaler Baufirmen für die Ausführung in der geforderten Qualität.