SmoothRide von Topcon im Einsatz

Frankfurt/Main, August 2017 - Aufgrund der hohen Belastung wird die Oberfläche der stark beanspruchten Startbahn regelmäßig erneuert. Bei diesem Projekt wurde ein Teil der Startbahn auf einer Länge von 1,4 km und einer Breite von 31 m in fünf Tagen erneuert.

Bauforum24 Artikel  (20.07.2017): Topcon auf der Steinexpo 2017

Insgesamt waren sechs 3D-gesteuerte Großfräsen im Einsatz

Mit bis zu 450 Starts pro Tag ist die Startbahn West die meistgenutzte Startbahn des Frankfurter Flughafens. Enorme Kräfte und Lasten wirken täglich auf die Oberfläche ein und belasten neben witterungsbedingten Beschädigungen die Struktur von Asphaltdecke und Unterbau. Regelmäßig wird daher die Oberfläche der stark beanspruchten Startbahn erneuert. Bei diesem Projekt wurde ein Teil der Startbahn auf einer Länge von 1,4 km und einer Breite von 31 m in fünf Tagen erneuert.

In der Planungsphase war Topcon mit Projekteigner Fraport, den Airlines, den zuständigen Behörden und der Deutsche Flugsicherung (DFS) beteiligt, denn das knappe Zeitfenster von fünf Tagen und sechs Nächten gab einen strikten Ablauf vor. Stichwort Zugang: Die Startbahn zählt zu den Flughafenbereichen mit maximalen Sicherheitsanforderungen, ergo musste jeder LKW und jede Person vor dem Betreten sicherheitstechnisch überprüft werden. Insgesamt waren über 100 Personen im Mehrschichtbetrieb beschäftigt.

Axel Konrad, zuständig als Projektleiter auf Seiten des Projekteigners Fraport, beschreibt die Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten: „Bei dieser Verschleißschichterneuerung wollten wir von Fraport die größtmögliche Qualität haben und das modernste Verfahren anwenden, daher haben wir uns für Topcon und das System SmoothRide entschieden“.

Scan der Oberfläche mit Scanner RD-M1

Der Scanner RD-M1 ist hinten am Fahrzeug befestigt und scannt die Oberfläche bei der Überfahrt

Bevor die ersten Baumaschinen starten konnten, musste die zu bearbeitende Fläche präzise vermessen werden. Dabei wurde das System SmoothRide von Topcon, bei dem die vorhandene Startbahn mit einem auf einem Fahrzeug montierten Scanner aufgenommen wurde, eingesetzt: „Unser Auftrag war, ein präzises Datenmodell der Startbahn zu erstellen. Die Maschinensteuerung der Fräsen sollte zwingend ohne Verwendung optischer Instrumente erfolgen. Nur dadurch konnten sechs Großfräsen gleichzeitig exakt arbeiten“, so Projektleiter Karsten Dietrich. „Wir haben den gesamten Sanierungsbereich von ca. 45.000 m² in rund drei Stunden komplett mit unserem Scanner befahren. Als Ergebnis erhielten wir eine hochgenaue homogene Punktwolke der bestehenden Startbahn in 2-cm-Auflösung“, erläutert Karsten Dietrich.

Fräsen mit variabler Tiefe

Aufgrund des sehr knappen Zeitfensters fanden die Fräsarbeiten nachts statt

Sobald die Maschinensteuerung der Fräsen mit den 3D-Daten versorgt ist, kann der Fräsvorgang beginnen

Laut Hersteller bietet die SmoothRide-Technologie von Topcon die Möglichkeit, nach erfolgtem Scan und 3D-Modellerstellung die Fräsen mit diesen Daten zu versorgen, und passend zur vorhandenen Oberfläche mit variabler Frästiefe immer nur soviel Material wie nötig abzutragen.

Raimo Vollstädt, zuständig für die Modellplanung und das Maschinen-Setup bei Topcon, schildert diese Ausgangslage: „Im Gegensatz zu herkömmlichen Straßenerneuerungen wurde die Startbahn – die 45 m breit ist – nur in der Mitte auf einer Breite von 31 m erneuert. Daher kam es darauf an, dass die neue Oberfläche gleichmäßig an die nicht erneuerten Seitenteile anschließt. Bereits beim Scannen hatten wir festgestellt, dass die Oberfläche in Längsrichtung wellig und ungleichmäßig war. Der Projekteigner hatte strenge Anforderungen an die zu erzielenden Längs- und Querneigungen. Insbesondere die geforderte Längsebenheit war für Fraport das wichtigste Kriterium“.

Datentransfer zwischen Scanner, Software und Fräse

Die 3D-gesteuerten Fräsen tragen die alte Asphaltoberfläche samt Binderschicht ab, anschließend wird innerhalb eines sehr knappen Zeitfensters die neue Oberfläche eingebaut

Die Datenprozessierung der Scandaten erfolgte in der Software Magnet Collage. Anschließend gelangen diese Daten dann in das Programm Magnet Office Resurfacing, wo die eigentliche Planung erfolgt. Beim Einsatz des Topcon-Baustellenmanagementsystems SiteLink kann der komplette Datentransfer auch online direkt aus der Planungssoftware Magnet auf die Maschinen erfolgen.

Christoph Bertsch, bei Topcon zuständig für den Vertrieb Bau in Süddeutschland, war als zweiter Projektleiter ebenfalls mit der Oberflächenerneuerung betraut und skizziert die Herausforderungen: „Wegen der beim Scan festgestellten langen Wellen in Längsrichtung und der Tatsache, dass es sich um einen Teileinbau handelte, war es zwar ein aufwändiges Projekt. Aber wir haben gemeinsam mit unseren Partnern bewiesen, dass die Fräsen exakt so gearbeitet haben, wie es vom Auftraggeber gewünscht wurde – auch hinsichtlich internationaler Standards bei der Längs- und Querneigung der Startbahn“.

Abtragen des Materials in nur einer Überfahrt

Nur mit dem Topcon-System SmoothRide soll eine variable und 3D-gesteuerte Frästiefe möglich sein

Direkt hinter der Fräse wartet bereits die Kehrmaschine zur Reinigung der gefrästen Oberfläche

Nachdem die Strabag AG mit der Durchführung der Bauarbeiten beauftragt wurde und die Vorarbeiten abgeschlossen waren, trugen im nächsten Schritt die 3D-gesteuerten Fräsen die alte Asphaltoberfläche samt Binderschicht ab, anschließend wurde die neue Oberfläche eingebaut. Auf den sechs Asphaltfräsen wurde die Bestandsoberfläche als Referenz zur automatischen Steuerung der Frästrommel verwendet. So soll an jeder Stelle exakt die richtige Materialmenge abgetragen werden.

Abschließende Kontrollmessungen der neuen Oberfläche

Die Oberfläche ist sauber gefräst und erfüllt exakt die Vorgaben des Projekteigners Fraport.

Während des Fräsvorgangs wurde die Fräsfläche von Vermessungsteams vermessen. Dabei kam auch eine GT-Totalstation von Topcon zum Einsatz. Die sechs 3D-gesteuerten Großfräsen entfernten 14 cm Asphaltdeck- sowie Binderschicht mit einem Gesamtgewicht von 16.000 t Material.

Der nächste Schritt bestand in einer Reinigung durch Kehrmaschinen, bevor ein Haftbelag als Grundlage für die neue Asphaltschicht aufgebracht wurde. Daraufhin wurde die 11 cm dicke Binderschicht aus asphalthaltigem Material eingebaut. Zu guter Letzt bildete dann der Einbau der Asphaltdecke mit 5 cm Dicke den Abschluss der Startbahnerneuerung. Nachdem die Oberfläche ausgekühlt war, konnten letztlich die Bodenmarkierungen aufgebracht und schließlich die LED-Befeuerung montiert werden.

So konnte die Oberfläche einer der wichtigsten Startbahnen des Frankfurter Flughafens innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters und ohne den Fracht- und Personenverkehr zu beeinträchtigen, professionell und mit variabler Frästiefe erneuert werden.

Weitere Informationen: Topcon Website | © Fotos: Topcon Deutschland Positioning GmbH