Beton im Strassenbau: Wenn es lange halten soll

Im Normalfall wird im Strassenbau Asphalt eingesetzt. Wo aber schwere Lasten und ein starkes Verkehrsaufkommen zu erwarten sind wie an Kreiseln, Bushaltestellen oder auf Parkplätzen, ist eine Betondecke wesentlich stabiler und dauerhafter. Im Kanton Aargau bewähren sich Betonkreisel seit mehr als 15 Jahren.

Strassen sind durch den ständig zunehmenden Verkehr und die Witterung hoch beansprucht. Im Kanton Aargau werden in verkehrstechnisch besonders hoch belasteten Zonen die Verkehrskreisel und Busplatten deshalb in Beton ausgeführt. Sie sind stabiler und dauerhafter, benötigen aber auch eine aufwendigere, qualitativ hochwertige Ausführung sowie regelmässige Zustandserfassung und Instandhaltung. Das Konzept der zweischichtigen Betonkreisel mit Waschbetonoberfläche bewährt sich seit fünf Jahren.

Einblick in die Bauausführungs- und Instandhaltungskonzepte der Betonkreisel gab Rudolf Herger während der Weiterbildung «Zustandserfassung und Schadensbewertung von Betonflächen» vom Forum Bau und Wissen in Wildegg. Der Spezialist ist für Planung und Ausführung der Sektion Erhaltungsmanagement der Abteilung Tiefbau des Kantons Aargau verantwortlich.

Erste Versuche vor 15 Jahren

Das Aargauer Kantonsstrassennetz umfasst insgesamt rund 1150 Kilometer. Davon sind 570 Kilometer Hauptverkehrsstrassen, der Rest Verbindungsstrassen (Stand 2016). Zudem gibt es mehr als 800 Kilometer Radwege. Zur schnelleren und flüssigeren Verkehrsregelung werden immer häufiger Kreuzungen zu Kreiseln umgestaltet. «Sechzig dieser Kreisel sind in Beton ausgeführt. Zudem werden in diesem Jahr zehn Busplatten aus Beton realisiert», berichtet Rudolf Herger. «Ein gutes Konzept und gute Qualität bei der Ausführung von Kreiseln sind die Voraussetzungen, um eine lange Nutzungsdauer zu erreichen.»

Kreisel werden noch nicht sehr lange in Beton ausgeführt. Im Jahr 2003 entstand der erste Betonkreisel der Schweiz in Rümlang ZH. Ein Jahr später wurde der erste Aargauer Betonkreisel in Würenlingen gebaut, der allerdings nur einschichtig ausgeführt wurde. Ein Jahrzehnt später startete der Kanton Uri den ersten Versuch, einen Betonkreisel zweischichtig  mit einen Waschbetonoberfläche zu bauen. Im Jahr danach wurde auch im Aargau der erste zweischichtige Betonkreisel erstellt. Diese Kreisel erhalten einen zweischichtigen Aufbau aus Kern- und Vorsatzbeton sowie einer Waschbetonoberfläche.

Quelle: Claudia Bertoldi

Am neuen Kreisel im Zentrum von Schaffisheim sind die einzelnen Platten des Innenkreisels und der Ein- und Ausfahrten gut zuerkennen. Sie wurden in Etappen ausgeführt.

Das Konzept Betonkreisel 

Qualität erfordert präzises Arbeiten und deshalb mehr Arbeits- und Zeitaufwand. Die Kreisel werden in genau vordefinierten Etappen erstellt. So werden beispielsweise zunächst die Innenplatten einer Kreiselhälfte hergestellt. Im darauffolgenden Schritt werden die beiden Zufahrten angelegt, danach folgen die zwei Ausfahrten der Kreiselhälfte. Das Prinzip wiederholt sich im Anschluss auf der gegenüberliegenden Kreiselhälfte.

Als Kernbeton wird gemäss SN EN 206-1 im Kreiselinnenring Beton der Druckfestigkeitsklasse 30/37 mit einem Grösstkorn von 32 Millimetern eingesetzt. Der Vorsatzbeton entspricht der gleichen Druckfestigkeitsklasse, hat aber ein Grösstkorn von nur acht Millimetern. Beide Betonarten sind AAR-beständig und entsprechend der Präventionsklasse P2 nach SIA-Merkblatt 2042 «Vorbeugung von Schäden durch Alkali-Aggregat-Reaktion (AAR) bei Betonbauten».

Die geforderte hohe Betonqualität wird beim Einbau regelmässig geprüft. Die Frischbetonprüfung erfolgt direkt vor Ort. Die Biegezugfestigkeit wird nach 48 Stunden und nochmals nach 28 Tagen kontrolliert. «Um die Betonqualität zu garantieren, beziehen wir das Material nur aus zwei Betonwerken. Die Qualität muss von Lieferanten mit Resultaten der Erstprüfung nachgewiesen und der Bauherrschaft vorgelegt werden», erklärt der Strassenbauexperte.

Eine Waschbetonoberfläche hat den Vorteil, dass sie durch die vollständig gebrochenen Körner im Vorsatzbeton griffiger und durch die weichere Konsistenz beim Einbau ebener ist, zudem lärmreduzierend wirkt. Da der oberflächliche Bindemittelleim entfernt wurde, erhält sie eine höhere Qualität. Um dies zu erreichen, werden beim Einbau und der Logistik aber auch höhere Anforderungen gestellt, was sich letztendlich im Preis wiederspiegelt. Für bereits bestehende Kreisel ist diese Ausführung sehr teuer.

Korrektes Arbeiten nötig

Der zweischichtige Betonbelag muss zügig hintereinander eingebaut werden und ist mit Vibrationsnadeln und –balken oder Walzen nass in nass zu verarbeiten Eine Vermischung der beiden Schichten sollte vermieden werden. Die Betonoberfläche muss anschliessend von Hand mit einem Längsglätter taloschiert, danach als Waschbetonoberfläche ausgebildet werden.

Vier bis sechs Stunden nach dem Einbringen des Betons wird durch Ausbürsten der Waschbetonoberfläche die Gesteinskörnung freigelegt. Zuvor wird ein Kombimittel aus Verzögerer und Curing aufgesprüht. Nach dem Ausbürsten wird der Verdunstungsschutz (Curing) erneut aufgesprüht und die Betonoberfläche für fünf bis sieben Tage mit Schutzmatten abgedeckt.

Erfolgt der Einbau vorschriftsgemäss und werden auch die Fugen korrekt ausgeführt, die eine Rissbildung beim Aushärten verhindern und in der Betriebsphase die Längenänderungen durch Temperaturschwankungen ausgleichen, sollte die Nutzungsdauer der Betonflächen mindestens 30 Jahre betragen. Eine regelmässige Inspektion ist dennoch nötig, um beginnende Schäden rechtzeitig zu analysieren und sofort zu beheben.