Das patentierte DURFLEX® Oberbausystem

Das DURFLEX Oberbausystem ist eine dauerhafte Verschäumung des Schotterkörpers im Lastabtragsbereich der Schwellen. Dieses neuartige Oberbausystem, basierend auf dem Polyurethanschaum DURFLEX®, wurde schon in Gleisabschnitten der DB Netz AG, der CRRC, Vattenfall Europe Mining und der BVG eingebaut, weltweit erstmals in Deutschland auf der Strecke Cuxhaven-Uelzen im Jahr 2007.

Durch die Verschäumung der Schotterbettung wird dauerhaft eine optimale Gleisqualität, wie sie sich nach dem Abnahmestopfen einstellt, konserviert. Damit wird  der positive Anfangszustand des Schotterkörpers nach Neubau/Instandsetzung auch unter Zugbetrieb und der von ihm ausgehenden dynamischen Lasteinwirkungen auf den Gleiskörper erhalten; Veränderungen im Korngerüst durch Verdrehungen und Umlagerungen der Schottersteine sowie damit verbundene Gleislageveränderungen und Setzungen bleiben aus. Unterhaltungs- und Instandhaltungsarbeiten können entfallen. Die Lebensdauer des einmal hergestellten Schotterkörpers erhöht sich signifikant.

Schallemissionen und Vibrationen, verursacht durch Schwingungsanregungen aus den Zugfahrten, reduzieren sich erheblich.

Charakteristik von DURFLEX

Folgende Merkmale sind für DURFLEX charakteristisch:

  • Erhöhung der Elastizität des Oberbaues und des Querverschiebewiderstandes
  • Verringerung der Untergrundbelastung
  • Verbesserter Frostschutz durch Isolierwirkung des Schaums
  • Ebenso Erhöhung der Laufruhe und Schonung anderer Komponenten wie Schienen und Befestigungen
  • Verringerung von Emissionen (Feinstaub) und somit auch Transmissionen
  • Verhinderung der Verschmutzung des Schotterkörpers durch Abrieb und Absplitterungen beim Stopfen und des Zusetzens durch Fremdpartikel
  • Verhinderung von Verkrautung und Verwurzelung; Reduzierung des Bedarfs an  Herbizid-Einsatz

Die Planfeststellung entspricht den bekannten Kriterien des Schotteroberbaus und nicht denen der Festen Fahrbahnen.

Die Verlängerung der Lebensdauer des gesamten Oberbausystems auf ca. 50 Jahre, verbunden mit verringertem Eingriffsbedarf zu Unterhaltungs- und Instandhaltungszwecken ist mit einem bedeutenden wirtschaftlichen Effekt verbunden; sie führt zu einer signifikanten Reduzierung der Lebenszykluskosten.

Der stark verringerte bis entfallende Eingriffsbedarf verringert demgemäß die durch Einrichtung und Betrieb der Baustellen erforderlichen Betriebsunterbrechungen. So erhöht sich unmittelbar die Trassenverfügbarkeit und so die Effektivität des Bahn-betriebs. Dabei ist die Technologie besonders vorteilhaft für den Einsatz in betrieblichen Netzengstellen (wie Brücken, innerstädtische Bereiche, eingleisige Abschnitte) infolge extrem kurzer Bauzeit und damit sehr hohe betriebliche Verfügbarkeit, geringem Instandhaltungszeitbedarfs, langer Lebensdauer, in Bereichen hoher Anwohnersensibilität gegen Baulärm.

Mit Einsatz des DURFLEX sind auch eine reihe positiver Umweltwirkungen verbunden, die sich neben Lärm- und Vibrationsreduzierung sowie Untergrund und Wasserschutz ergeben und beispielsweise auch den Ressourcenschutz durch Schotterrecyling, Entfall des Nachschotterungsbedarfs während der Nutzungsdauer oder verminderten Kalksteinabbaus, etwa für Zement, betreffen.

Grundsätzlich ist DURFLEX im Rahmen einer Instandsetzung oder eines Neubaus auf allen bestehenden Aus- und Neubaustrecken im Nah-, Güter-, Fernverkehr, auf Brücken, in Tunneln und Bögen und in Weichenbereichen einsetzbar.

Dabei ist es in technologischer Hinsicht Bestandteil der konventionellen Schotteroberbauweise bei Migration vorhandener Maschinentechnik

Einbauverfahren (Durflexisierung des Gleiskörpers)

Nach standardisierter Bettungsherstellung (Hebeverdichtgang sowie 1. und 2. Stabilisierung) und einer zusätzlichen dynamischen Gleisstabilisierung erfolgt vor der Inbetriebnahme die mobile Einbringung des PUR-Schaums DURFLEX mittels des Schäumzuges.

Mit dem “Schäumzug”- bestehend aus verschiedenen Modulen- werden folgender Schritte ausgeführt:

  1. Konditionierung des Schotters hinsichtlich Feuchtigkeit und Temperierung 
  2. Einbringung des Flüssigmaterials DURFLEX, d.h. Vermischung und Injektion der 2 PUR-Komponenten an bis zu 16 Injektionsstellen. Reaktion des Schaums von unten nach oben bis Schwellenunterkante
  3. Ggfs. Aufbringen der Schotter-Deckschicht. Produktionsfortschritt zur Zeit ca. 150- 200 m Verschäumung pro Tag (Ziel 1.000m)

Ausbauverfahren und Recyling

Grundsätzlich kann der verschäumte Schotterkörper mit der bekannten manuellen Baggertechnologie – bei kurzen Gleisabschnitten oder mit der überall verfügbaren Maschinentechnologie der Bettungsreinigungsmaschinen oder sonstigen Schürfmaschinen – bei längeren Gleisabschnitten ausgebaut werden.

Mit dem ausgebauten, verschäumten Schottermassen kann nun wie folgt verfahren werden:

  • Für die Wiederverwendung des verschäumten Schotteranteils als Gleisbaustoff ist der vorhandene Schaumanteil vom Schotter zu entfernen. Dies kann direkt an der Ausbaustelle oder in einer zentralen Aufbereitungsanlage erfolgen.
  • Der so gesäuberte Schotter kann sofort für alle Einsätze im Gleisbau eingesetzt werden, da durch die feste Einlagerung des Schotters im Schaum während der Liegedauer keine Veränderungen am Schottergestein erfolgt, so daß auch keine Nachbehandlung des Schotters zur Herstellung der Scharfkantigkeit nötig ist. Da es sich bei dem mit Schaum umgebenen Schottersteinen um ein Material handelt, welches keinerlei Einschränkungen aus den Entsorgungsvorschriften unterliegt, kann es aber auch direkt als Baustoff für Unterbauten, Tragschicht oder vieles anderes eingesetzt werden.
  • Der unverschäumte Anteil des Verfüllschotters (Flanken, Deckschotter) kann direkt wieder benutzt werden, da sich dieser in quasi originalem Einbauzustand befindet.

DURFLEX Recycling

Das DURFLEX Gleis und sein verschäumtes Schottergefüge ist zudem vollständig recyclingfähig. Im Zuge eines Rückbaues am Ende der Lebensdauer eines DURFLEX-Gleisabschnittes entstehen 2 (zwei) Fraktionen:

  1. reiner Schotter und
  2. Schotter-Schaum-Gefügebrocken.
  • Reiner Schotter kann unmittelbar wieder im Gleisbau eingesetzt werden.
  • Die Schotter-Schaum-Gefügebrocken werden zu einer zum Recycling von Gleisschotter zugelassenen Deponie gebracht und dort weiter behandelt.

Dort werden die Schotter-Schaum-Gefügebrocken weiter zerkleinert, so dass sich schon auf diesem Wege Polyurethan vom Schotterstein löst.

Damit ist der überwiegende Anteil Polyurethan vom Schotter getrennt. Der geschäumte, nun vom Stein getrennte PUR-Anteil wird durch Windsichtung separiert und kann dem Recycling oder der energetischen Nutzung zugeführt werden.

  • Ein geringer Anteil Polyurethanschaums verbleibt an den Schottersteinoberflächen. Dieser Schaum kann
    • entweder unbehandelt am Schotterstein belassen werden oder
    • mittels mechanischer, abrasiver Behandlung, z.B. mittels Schmirgelband oder Drehtrommel und/ oder
    • chemischer Behandlung und/ oder
    • zusätzlich thermischer/ energetischer Behandlung (zeitlich abhängig vom gewünschten Einschmelzungsgrad, d.h. weich bis glashart), z.B. mittels Drehrohrofen, Mikrowelle

vom Schotterstein weiter abgetragen und oder/ auf den Schotterstein geschmolzen werden.

Diese Behandlungen(en) führt(-en) zu einer gezielten Änderung der Polyurethanschaumoberflächenstruktur. Diese Schottersteine können dem Gleisbau wieder zugeführt werden.

Da die “karamellisierte” Polyurethanschicht gleichzeitig einen hervorragenden Schutzmantel gegen chemische Eintragstoffe darstellt, versiegelt DURBALLAST den Schotterstein dauerhaft und bindet Stäube.  

  • Ein unkomplizierter Wiedereinbau und eine hohe Recyclingquote eines rückgebauten DURFLEX Abschnittes ist somit gesichert. Der Dx-RC-Schotter kann
    • entweder im Rahmen eines neuen DURFLEX-Schottergleises (auch im Mix mit neuem Schotter oder konventionellem RC-Schotter) zur Wiederverschämung eines Abschnittes oder aber
    • auch als “DURBALLAST”-Schotterstein (ohne weitere Verschäumung) im Schotterregeloberbau eingesetzt werden, in allen bahnspezifischen Anwendungsfällen.
  • Dx-RC-Schotter kann auch im Rahmen von Frostschutzschichten und im Straßenbau qualitätserhöhend eingebaut werden.
  • Somit gibt es mehrere Wege, am Nutzungszeitende eines DURFLEX Gleisabschnittes, mit dem ausgebauten Schotter umzugehen:
    • Nutzung des quasi neuen, polyurethanfreien ausgebauten Verfüllschotters
    • Nutzung des DURBALLAST Schotters im Gleisbau
    • „Deponieren gem. Entsorgungsschlüssels“, gilt für
      • ausgebauten RC Schotter ohne PU Anhaftungen als auch
      • ausgebauten Schotter mit PU Anhaftungen
    • Einsatz als PU Unterbau oder in Deckschicht im Straßenbau
    • Einsatz als optimierte PSS Schicht mit erhöhten Frostschutzeigenschaften.
  • Das (Unter)Schotterkorn kann vor und/ oder nach der thermischen Behandlung des Dx-Schottersteines separiert werden.