Erfolgreiche Sanierung eines Busbahnhofs mit Lösungen von Sika

Der Zentrale Omnibusbahnhof (ZOB) im Hamburger Stadtteil Bergedorf zeigte bereits kurz nach seiner Fertigstellung im Jahr 2012 im Bereich der Haltestellen und der Rampe gravierende Schäden. Nach mehrmaliger Ausbesserung entschloss sich die Verkehrsbetriebe Hamburg-Holstein GmbH (VHH) zu einer umfassenden Instandsetzung der auf dem Obergeschoss des Gebäudes befindlichen Verkehrsflächen. Für die Verfestigung von Teilen der Betonkonstruktion, die Erneuerung von Betonflächen und die Abdichtung des Fahrbahnbelags kamen ganz unterschiedliche Lösungen von Sika erfolgreich zum Einsatz.

Das 200 m lange Gebäude des ZOB Bergedorf liegt inmitten von Wohn- und Gewerbebebauung des beliebten Hamburger Stadtteils. Umschlossen ist das zweigeschossige Bauwerk von einer S-Bahnlinie mit Bahnhof und einem offenen Platz. Von beiden Seiten führen Straßen mit Rampen auf das Obergeschoss mit einer dem Wetter ausgesetzten Fläche, auf der sich in der Mitte eine überdachte Insel als Wartebereich der Fahrgäste und umlaufend an den Außenseiten die Halte- und Wartebuchten der Busse befinden. Im Erdgeschoss sind – von West nach Ost – ein 153 m langes Parkhaus für Pkw, der 47 m lange Empfangsbereich des S-Bahnhofs und schließlich eine Fahrrad-Parkfläche unter der Ostrampe angeordnet (Bild 1).

Sanierung des Busbahnhofs
„Bereits kurz nach der Fertigstellung unseres Busbahnhofs haben wir Schäden bemerkt, die laut einem Gutachten infolge von Planungs- und Ausführungsmängeln aufgetreten sind. Zudem wurde festgestellt, dass verwendete Materialien nicht der Belastung durch Zug- und Schubkräfte wie vorgesehen standgehalten haben. Wir haben uns dann für eine umfassende Sanierung der ca. 5.800 m2 großen Fläche des Busbahnhofs mit Ausgleichsschichten aus Beton, teilweise aus PCC und einer sicheren Abdichtung der Fahrbahnflächen mit der HANV-Methode entschieden“, beschreibt VHH-Projektleiter Sohail Popal die Ausgangssituation.

Vorbereitende Arbeiten
„Da die Fahrbahn stark beschädigt war, musste zuerst der Altbelag, den wir in unterschiedlichen Dicken von 5 bis 16 cm vorfanden, entfernt werden. Lagenweise haben wir die Schichten abgefräst und partiell mit dem Bagger abgeschält. Die unterste Gussasphaltschicht mit Abdichtung wurde ebenfalls mit dem Bagger abgekratzt. Anschließend wurde der Beton feingefräst und es erfolgte die Untergrundvorbereitung durch Kugelstrahlen. So haben wir das Bauwerk bis auf den Konstruktionsbeton freigelegt und für den nächsten Bauabschnitt vorbereitet“, erläutert Andreas Stuhlmacher, Projektbauleiter der ARGE ZOB Bergedorf, die erste Bauphase.

Nach dem Abtrag des alten Fahrbahnbelags gab es einen deutlichen Höhenunterschied zwischen dem westlich liegenden Parkhaus und dem Empfangsgebäude im Osten. Dies lag an einer insgesamt ca. 50 cm dicken Lastverteilungsplatte mit Dämmung über dem DB-Gebäude. Um eine einheitliche Höhe für die Asphaltdecke zu erhalten, wurde über dem Parkhaus Beton und über dem DB-Gebäude RM (Repair Mortar, Instandsetzungsmörtel) als Ausgleichsschicht eingebaut. „In Teilbereichen waren die Anforderungen der ZTV-ING an die Betonoberfläche nicht erfüllt und wir führten eine Verfestigung mit einer niedrigviskosen Epoxidharzgrundierung durch“, erklärt Popal. Zum Einsatz kam Sikafloor-150, ein 2-komponentiges Epoxidharzbindemittel für Grundierung, Egalisierung, Mörtel und Estrichherstellung. Es bietet ein gutes Eindringvermögen, hohe Haftfestigkeit und lässt sich leicht verarbeiten.

Ausgleichsbeton mit Kunststofffasern
Auf der ca. 3.800 m2 großen Fläche über dem Parkhaus wurden 420 m3 schwindreduzierter Faserbeton der Betongüte C30/37 unter Verwendung der Mikro-Polymerfasern SikaFiber PPM-12 und des Schwindreduzierers SikaControl-40 in drei Tagen eingebaut (Tabelle). Wegen der beengten Platzverhältnisse im Baufeld stand die Betonpumpe im Bereich der Westrampe, sodass der Beton über eine längere Strecke gefördert werden musste. Gleichzeitig war das Schwinden beim Erhärten des Betons möglichst gering zu halten.

Um Beton über weite Strecken pumpen zu können und ein hohes Fließvermögen sicherzustellen, sind Bindemittelgehalte in einer Größenordnung von ca. 400 kg/m³ bei einem Größtkorn von 8 mm ein anerkannter Richtwert. „Diese vergleichsweise hohen Bindemittelgehalte sind kontraproduktiv, um einen schwindarmen Beton herzustellen. Betontechnologisch sind die Möglichkeiten zur Schwindreduktion also zunächst stark limitiert. Zudem sind sehr geringe Werte des Wasserbindemittelwerts unter 0,45 oder gar unter 0,40 zwar möglich, wirken sich aber trotz enorm leistungsfähiger Fließmittel negativ auf die Pump- und Verarbeitbarkeit aus. Hier kommt das Zusatzmittel SikaControl-40 als Schwindreduzierer ins Spiel“, erklärt Kay Kortha, Dipl.-Ing. (FH), Specification Engineer von Sika, die besondere Zusammensetzung des Betons. Mit SikaControl-40 wird das Schwindmaß effektiv reduziert, ohne die weiteren Betoneigenschaften negativ zu beeinflussen. Erfahrungsgemäß kann eine Schwindreduktion von ca. 30 % bei korrekter Dosierung erzielt werden, sodass für das Projekt Bergedorf 1 % vom Zementgewicht bzw. 3,8 kg/m³ hinzugegeben wurden.

„Ein weiterer Baustein zur Risskontrolle sind die Polypropylenfasern. Sie dienen primär zur Risskontrolle aus Schwinden, erhöhen aber auch wesentlich die Zugfestigkeit im ungerissenen Zustand“, erläutert Kortha den Einsatz der SikaFiber PPM-12. Die Zugabemenge betrug 0,6 kg/m³. Die feinen Fasern durchdringen den Beton gleichmäßig und ermöglichen eine erhöhte Dehnfähigkeit des Betons. Dadurch lässt sich die Rissbildung im jungen Beton praktisch vollständig vermeiden.

RM für dünnen Auftrag
Auf der ca. 1.700 m2 großen Fläche über dem Empfangsgebäude und der Ostrampe wurden die 2-komponentigen, kunststoffmodifizierten Werktrockenmörtel SikaTop ES-104 und ES-108 eingebaut. Sie wurden in Silos geliefert und an der Westrampe aufgestellt. Das Mischen des konfektionierten Betonersatzmörtels mit 4 mm bzw. 8 mm Korngröße und der Flüssigkomponente erfolgte direkt mit der am Silo befindlichen Mischeinheit Gigamix. Für Übergangsbereiche verwendete man Sikafloor-280, einen 3-komponentigen Fertigmörtel auf Epoxidbasis. „Wir haben mit dem Einbau des RM am Fuße der Ostrampe begonnen (Bild 2) und ihn von den Silos in der Schaufel eines Radladers zur Einbaustelle gebracht. Dort und auch partiell auf der Fläche über dem Empfangsgebäude (Bild 3) haben wir den Kunststoffmörtel in Dicken von 1 bis 2 cm eingebaut“, erläutert Stuhlmacher den Bauablauf. „Mit einer Einbaubohle wurde der RM verdichtet und geglättet. Um eine gewisse Rauigkeit für den späteren Verbund zur ATG zu erhalten, wurde nicht noch einmal nachgeglättet. Nachdem die Arbeiten mit Faserbeton und Kunststoffmörtel beendet waren, wurde die gesamte Fläche im Kreuzgang kugelgestrahlt und der Einbau des Fahrbahnbelags nach der HANV-Methode konnte beginnen.“

HANV-Verfahren
Bei der HANV-Methode (Hohlraumreiches Asphalttraggerüst mit Nachträglicher Verfüllung) wird in nur einem Arbeitsgang ein Asphalttraggerüst (ATG) auf die vorbereitete Betonkonstruktion aufgebracht (Bild 4). Nachdem diese Schicht auf maximal 60 Grad Celsius abgekühlt ist, wird das Asphalttraggerüst bis zur vollständigen Verfüllung mit Sika Ergodur-1000 HANV getränkt. Somit wird eine sichere Abdichtung erreicht. „Dieses Verfahren, dessen Grundlage das Regelwerk H HANV ist, wird schon seit Jahren für Abdichtungen bei Infrastrukturprojekten wie Autobahnbrücken, die zudem zeitkritisch sind, angewendet“, erklärt Markus Pelk, Key-Account-Manager für den Verkehrswegebau von Sika. Er hat die Umsetzung des Projekts von der Herstellerseite kontinuierlich begleitet. „Um einen optimalen Verbund des Systems mit den darauf folgenden Asphaltschichten zu erreichen, wird das Einstreuen des Schmelzklebergranulats Sikalastic-827 HT empfohlen. Durch den Wärmeeintrag des Asphalts expandiert das Granulat, verflüssigt sich und garantiert nach Erkalten eine sichere und dauerhafte Verklebung zwischen der Abdichtung HANV und der nachfolgenden Asphaltdeckschicht.“

Sika HANV Rapid zur Abdichtung der Betonfahrbahntafel
Für die sichere Abdichtung der Betonfahrbahntafel wurde das spezielle Verfüllharz Sika Ergodur-1000 HANV verwendet. Wichtig für eine erfolgreiche Anwendung des HANV-Verfahrens ist eine trockene und warme Witterung. „Wir haben das Asphalttraggerüst (ATG) mit dem Einbaufertiger in den einzelnen Bauabschnitten Zug um Zug in einer Dicke von 2,5 cm eingebaut (Bild 4). Nach Abkühlung auf rund 60 Grad Celsius haben wir begonnen, die Fläche mit dem Verfüllharz zu fluten und gleichmäßig mit dem Gummischieber zu verteilen (Bild 5). Auf das Schmelzklebergranulat haben wir verzichtet, weil wir die Asphaltdeckschicht entweder frisch in frisch oder am nächsten Tag eingebaut haben.“ Die Container mit den beiden Komponenten wurden mit einer Mischpumpe auf einem Sattelzug bereitgestellt, der sich mit dem Arbeitsfortschritt bewegte (Bild 6). Anschließend wurde die Asphaltdeckschicht in einer Dicke von 2,5 cm aufgebracht und mit Splitt abgestreut (Bild 7). Dieser dient dazu, die Griffigkeit und Rutschfestigkeit der Fläche zu erhöhen.

Tabelle: Zusammensetzung des schwindreduzierten Faserbetons mit SikaFiber
PPM-12 und SikaControl-40