Untergrund­sa­nierung

Eine ausreichende Tragfähigkeit des Untergrunds ist die Basis für den nachhaltigen und sicheren Betrieb einer Eisenbahnanlage. Bereits Anfang des 20. Jahrhunderts erkannte man die negativen Auswirkungen von zu geringer Tragfähigkeit und stehendem Wasser im Gleiskörper. Der Ausspruch „wie man sich bettet, so liegt man“ beschreibt den Zusammenhang zwischen Unterbau und dem darüber liegenden Oberbau wohl am prägnantesten. Unterbauprobleme lassen sich oberflächlich oft sehr spät erkennen. Über Jahre verändern sie die Eigenschaften des Gesamtsystems nachhaltig. Ihre Auswirkungen sind oft irreversibel, führen zu massivem Instandhaltungsbedarf und schlussendlich zum frühzeitigen Austausch des gesamten Fahrwegs. [1]

Werden vom Infrastrukturbetreiber notwendige Untergrundmaßnahmen nicht durchgeführt, ergeben sich mindestens zwei- bis dreimal so hohe durchschnittliche jährliche Kosten.[2] [3] [4]

Bei der Neulage (Umbau) oder dem Neubau von Streckenabschnitten, insbesondere beim Einsatz von Betonschwellen, ist die Notwendigkeit einer Untergrundsanierung zu prüfen. Diese kann gleislos oder gleisgebunden erfolgen. Oberflächennahe Maßnahmen, wie z. B. das Einbringen von Geokunststoffen und Sand-Kies-Gemischen  können gleisgebunden und gleislos durchgeführt werden. Tief greifende Maßnahmen, wie z. B. Rüttelstopfsäulen, können nur gleislos umgesetzt werden.

Gleislose Planumsverbesserung

Auf Bestandsstrecken wird in einem ersten Schritt der bestehende Gleisrost rückgebaut. Dies kann sowohl gleisgebunden durch Umbauzüge geschehen als auch gleislos über den Ausbau von Gleisjochen. Es folgen:

  • Teilweiser Ausbau des nicht tragfähigen Bodens
  • Herstellen und Verdichten des Planums
  • Einbau des Trag-und Schutzschichtsystems mit dem möglichen Einsatz von Geokunststoffen
  • Begleitende Verdichtung der Schutzschichten
  • Einbringung des Schotters
  • Montage des Gleisrostes
  • Wiederherstellung der Gleislage durch mehrmalige Stopfgänge und Neuschotterzufuhr

Gleislose Untergrundsanierungen werden mit üblichen Erdbaugeräten durchgeführt und weisen im Vergleich mit dem gleisgebundenen Verfahren deutlich niedrigere Kosten auf. Aufgrund der geringeren Arbeitsgeschwindigkeit ist das Arbeitsgleis für einen längeren Zeitraum gesperrt. Der Arbeitsraum ist zum Nachbargleis (sofern vorhanden) aus arbeitsschutztechnischen Gesichtspunkten besonders abzusichern. Beim Einsatz von Schaufelbaggern ist auf eine Einschränkung des Schwenkbereichs zu achten, um den Betrieb am Nachbargleis nicht zu gefährden. Vor allem bei kurzen Baustellenlängen und stark schwankenden Baugrundverhältnissen zeigt das gleislose Bauverfahren seine Vorteile. Durch die große Anzahl eingesetzter Baugeräte (z. B. Kettenbagger, Planierraupen, Grader, Kettendumper etc.) ist auf die Dokumentation der Ausführungsqualität besonders zu achten. Eine qualifizierte Baustellenaufsicht ist bei diesem Verfahren unabdingbar.    

Gleisgebundene Planumsverbesserung

Bei gleisgebundenen Verfahren ist der Rückbau der bestehenden Gleisanlage nicht notwendig. Speziell konzeptionierte Großmaschinen nutzen das Gleis, um sämtliche Bauprozesse sowie die Materialdisposition im Rahmen des Arbeitsgleises abzuwickeln. Am Nachbargleis kann der Eisenbahnbetrieb weitergeführt werden, gegebenenfalls mit Einschränkung der Geschwindigkeit. Beginnend mit der PM 200 von Plasser & Theurer, wurden seit 1983 zahlreiche Maschinen entwickelt, die auf die speziellen nationalen Anforderungen der Planumsverbesserung unterschiedlicher Eisenbahninfrastrukturbetreiber abgestimmt sind.

Mit der AHM 800 R kam 1994 zum ersten Mal eine Maschine zum Einsatz, die den bestehenden Schotter ausbaut, aufbereitet und als Teil des Schutzschichtmaterials wieder einbaut. Der Schotter wird durch den integrierten Kegelbrecher auf eine Korngröße von 0 bis 35 mm gebrochen, mit Neumaterial ergänzt und wieder als Schutzschicht eingebracht. Gleisgebundene Verfahren erlauben die Wiederverwendung des ausgebauten Materials und reduzieren so die notwendige Neumaterialmenge. Trotz ihrer beeindruckenden Größe sind diese Maschinen hinsichtlich der Bearbeitungsmöglichkeiten sehr flexibel. Die unterschiedlichen Verfahren der gleisgebundenen Planumsverbesserung lassen sich in folgende Gruppen unterscheiden:

Verfahren mit Aufarbeitung des Aushubmaterials als Schutzschicht
Verfahren mit Aufarbeitung des Materials als Gleisschotter
Kombinierte Unterbausanierungs- und Bettungsreinigungsmaschinen
Verfahren ohne Materialaufbereitung

Unabhängig von maschinenabhängigen Besonderheiten ergibt sich folgender Regelprozess:

  • Anheben des Gleisrostes
  • Einbau der Räumketten
  • Ausbau des Gleisschotters und  des Unterbaus (teilweise)
  • Herstellen der Höhenlage, Ebenheit und Querneigung des Planums
  • Verlegung der Tragschichtsysteme und möglicher Einbau von Geokunststoffen
  • Planieren und Verdichten der Schutzschicht
  • Ablegen des Gleisrostes auf dem Planum oder auf dem bereits ergänzten und wieder eingebrachten Neuschotter
  • Wiederherstellung der Gleislage durch mehrmalige Stopfgänge und Neuschotterzufuhr

Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass gleisgebundene Verfahren dem gleislosen Verfahren hinsichtlich Homogenität und Qualität mindestens ebenbürtig sind. [5]  Die nachstehende Tabelle versucht die Vor- und Nachteile der beiden Varianten zusammenzufassen.     

© PMC Rail International Academy

  1. [1] Hansmann, F.: Großmaschineneinsätze bei Untergründen mit geringer Tragfähigkeit, Sonderheft Geotechnik. Der Eisenbahningenieur 2016, Heft 6, S. 13–16.
  2. [2] Wenty, R.; Schreiner, H.: Rehabbing subgrade with track in place, in: Railway Track & Structures, 2005
  3. [3] Auer, F.; Zuzic, M.; Schilder, R.; Breymann, H.: 13 Jahre Erfahrung mit der gleisgebundenen Untergrundsanierung im Netz der ÖBB, in: ETR, Eisenbahntechnische Rundschau, 2007, S. 817
  4. [4] Veit, P.: Sanierung, Instandsetzung und Neubau im Lebenszyklus, iaf Kongress BahnBau, 2011
  5. [5] Fischer, R.; Göbel, C.; Lieberenz, K. et al.: Handbuch Erdbauwerke der Bahnen. Planung, Bemessung, Ausführung, Instandhaltung. Eurailpress in DVV Media Group, Hamburg, 2013.