Schallschutz durch verschäumte Schotterschicht
Dauerflexibles Gleisoberbausystem mit Polyurethan bewährt sich im Bahnverkehr
Der Personen- und Gütertransport auf der Schiene bringt viele Vorteile mit sich, denn er hilft Überlastungen anderer Verkehrswege zu vermeiden und schont darüber hinaus die endlichen, natürlichen Energieressourcen und somit die Umwelt. Allein im Güterverkehr stieg die Transportleistung über das deutsche Schienennetz im Jahr 2007 auf 114,6 Milliarden Tonnenkilometer(1), ein Zuwachs von 7,1 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Auch die Beförderungsleistung im Personenverkehr von 79,1 Milliarden Personenkilometern(2) im gleichen Jahr spricht für die hohe Attraktivität des Bahnverkehrs in Deutschland. Doch mit dem Wachstum des Zugaufkommens steigen nicht nur die Anforderungen an die Stabilität und Langlebigkeit der Schienentrasse, sondern auch die Lärmbelastung für die Anwohner. Bisher setzen die Betreiber von Schienennetzen vor allem auf die Errichtung von Lärmschutzwänden, um die Schallbelastung zu verringern. Diese Maßnahme ist jedoch mit hohen Kosten verbunden, und die Wände werden nicht selten als Fremdkörper empfunden. In den Stadtzentren steht zudem oftmals kein Raum zur Errichtung von Lärmschutzwänden zur Verfügung.
Einen vollkommen neuen Weg zur Lösung des Problems hat die FRENZEL-BAU GmbH & Co. KG, ein auf Bahnbaulösungen spezialisiertes Unternehmen mit Sitz in Freden/Leine, beschritten, und in Zusammenarbeit mit der Bayer MaterialScience AG und der Hennecke GmbH das innovative, dauerflexible Gleisoberbausystem Durflex® entwickelt. Bei der Applikation werden die Hohlräume zwischen den Schottersteinen im Gleisbett mit dem elastischen Polyurethan-Schaumsystem Bayflex® von Bayer MaterialScience vollständig ausgefüllt. "Umlagerungen von Schottersteinen, wie sie infolge der dynamischen Krafteinwirkung im Zugverkehr auftreten, werden auf diese Weise verhindert. Die Langlebigkeit des Schotteroberbaus wird um ein Vielfaches erhöht und der Körperschall bereits dort gedämmt, wo er üblicherweise entsteht", sagt Dipl.-Ing. Jürgen Frenzel, Gesellschafter bei FRENZEL-BAU. Das System kann sowohl beim Neubau von Bahntrassen als auch auf bereits bestehenden Strecken eingesetzt werden.
Neuer Schwerpunkt: "Flüsterschotter" im Personennahverkehr
Kürzlich konnten sich die Teilnehmer eines vom Verband Deutscher Eisenbahn-Ingenieure e.V. (VDEI) in Berlin organisierten Symposiums von den Vorzügen des innovativen Gleisoberbausystems Durflex® überzeugen. Schwerpunkt der Veranstaltung für Experten aus Eisenbahninfrastrukturunternehmen, Planungsbüros, dem Eisenbahn-Bundesamt und anderen Einrichtungen war die Anwendung des Systems im Personennahverkehr. Neben verschiedenen Präsentationen gehörte auch eine praktische Demonstration der Anwendung auf einem Gleisstück der Berliner Verkehrsbetriebe (BVG) zum Programm des Symposiums. Die BVG betreibt in der Bundeshauptstadt ein umfangreiches Schienennetz mit rund 350 Kilometern Straßen- und U-Bahngleisen. Anwohnerbeschwerden über Lärmbelästigungen durch den Schienenverkehr waren unter anderem der Anlass für dieses gemeinsame Forschungsprojekt von BVG und FRENZEL-BAU.
In der BVG-Hauptwerkstatt Seestraße im Berliner Stadtteil Wedding wurde Durflex® im Zuge der Erneuerung eines Prüfgleises zur Anwendung gebracht. "Bedingt durch häufige Anfahr- und Bremsproben ist dieses Gleis im regulären Betrieb besonders hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt. Entsprechend hoch sind dort die Wartungs- und Instandhaltungskosten", erläutert Dipl.-Ing. Ingolf Barthel, Sachgebietsleiter im Unternehmensbereich Infrastruktur der BVG. Der mit dem Polyurethan-System ausgeschäumte Streckenbereich grenzt unmittelbar an einige Wohnhäuser, wodurch der Vorteil der Schallminderung besonders positiv zum Tragen kommt. Das Prüfgleis ist abschnittsweise mit Holz- bzw. Betonschwellen inklusive einer Weiche ausgestattet und zeichnet sich durch zwei relativ enge Kurvenradien aus.
Für die Applikation des Systems wurde vor Ort ein eigens hierfür konstruiertes Schienenfahrzeug eingerichtet. "Wir haben das flüssige Polyurethan-System über einen Mischkopf direkt in die Hohlräume zwischen den Schottersteinen eingebracht. Um die gewünschte Wirkung der Langlebigkeit und Schallminderung zu erzielen, genügte bereits die Ausschäumung des Schotters im Lastenabtragsbereich der Schwelle", sagt Dr. Andreas Hoffmann, Experte für Polyurethan-Schaumsysteme bei Bayer MaterialScience. Nach kurzer Zeit war das Polyurethan-System bereits ausgehärtet, und die Strecke konnte wieder befahren werden.
Ergebnisse des ersten Pilotprojekts sind sehr viel versprechend
Bereits im Sommer 2007 wurde im niedersächsischen Uelzen an der Hochgeschwindigkeitsstrecke Hamburg - Hannover ein 300 Meter langer Gleisabschnitt mit Durflex® Technologie erstellt und im regelmäßigen Bahnverkehr in Betrieb genommen. Die auf Untersuchungen an Schienenverkehrswegen spezialisierte Firma imb Dynamik hat in Uelzen umfangreiche Messungen zur Lagestabilität des Gleises, Untergrundbelastung, Schallemissionen und anderen relevanten Bahnoberbau-Parametern vorgenommen und die Ergebnisse im Rahmen des VDEI-Symposiums in Berlin präsentiert. Demzufolge werden durch Durflex® die Erschütterungen des Gleissystems und damit die Körperschallemissionen gegenüber einem Schotterstandardoberbau um rund 40 Prozent verringert. In Abhängigkeit von der Zugart - ICE, Regionalexpress oder Güterzug - sanken die Emissionen des Luftschalls um 1,5 bis 3 dB. Beim mit Durflex® verschäumten Gleisabschnitt werden viel geringere Setzungen des Untergrundes beobachtet, woraus eine wesentlich stabilere und dauerhaftere Gleislage resultiert.
Ingesamt erfüllt das neue Gleisoberbausystem die hohen Erwartungen aller am Projekt beteiligten Partner, was sich auch in der positiven Resonanz auf dem VDEI - Symposium und in vielen Anfragen von Schienennetzbetreibern aus dem In- und Ausland widerspiegelt. Damit hat sich BaySystems®, die weltweite Dachmarke für das Polyurethan-Systemgeschäft von Bayer MaterialScience, erneut als kompetenter Systementwicklungspartner seiner Kunden bewährt, entsprechend dem Bayer-Motto: "Science For A Better Life".
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