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Zusammenfassung
Die Renolith-Nanotechnologie verbessert die Widerstandsfähigkeit von Straßenbelägen und senkt die Baukosten. Verschiedene unabhängige Auftraggeber und Forscher haben Einsparungen bei den Baukosten zwischen 151 und 601 TP3T ermittelt. Für eine typische australische Landstraße mit Asphaltbelag werden die Einsparungen auf 401 bis 501 TP3T geschätzt.
Warum Renolith? Überblick über die Geschäftsmöglichkeiten
Die Stabilisierung dient der Verbesserung von Boden- oder Straßenbaumaterialien, üblicherweise durch Zugabe eines Bindemittels. Das Recycling von Straßenbaumaterialien vor Ort durch Stabilisierung mit Zement ist ein nachhaltiges und kostengünstiges Verfahren für den Bau von Tragschichten im Straßenbau. Allerdings weist dieses Verfahren technische Einschränkungen auf – insbesondere das Risiko von Schwind- und Ermüdungsrissen sowie die begrenzte Auswahl geeigneter Materialien.
Renolith 2.0 ist ein Nanopolymer-Zusatzmittel. Seine super-puzzolanischen Eigenschaften verbessern die technischen Eigenschaften zementgebundener Materialien deutlich und reduzieren das Risiko von Schwindrissen. Es ermöglicht die Herstellung einer elastischen Tragschicht für Fahrbahnbeläge aus beliebigen anorganischen Böden oder Recyclingmaterialien. Das Verfahren erzeugt keinen Abfall, verwendet bis zu 1001 TP3T Recyclingmaterialien und hat eine geringer CO2-Fußabdruck.
Die Renolith-Nanotechnologie hat sich in mehr als 70.000.000 m² bewährt.2 Weltweit gibt es zahlreiche Straßen ohne Schlaglöcher. Frühe Renolith-Fahrbahnen sind nach 15–25 Jahren noch in gutem Zustand und weisen keinerlei Abnutzungserscheinungen auf. Viele dieser Fahrbahnen waren extremen Bedingungen ausgesetzt (z. B. hoher Ermüdungsbelastung, Frost-Tau-Wechseln, Monsunüberschwemmungen).
Was kostet eine Straße im Allgemeinen?
Der Wert einer Straße variiert stark je nach Kontext. Die Bandbreite möglicher Werte wird veranschaulicht in BITRE-Informationsblatt – Wachstum im australischen Straßennetz.
Tabelle 1 enthält Schätzwerte (Stand 2015) der verschiedenen Straßentypen sowie deren Wert in äquivalenten Fahrstreifenkilometern. Ein Fahrstreifenkilometer einer unbefestigten Straße im Outback entspricht 1 TP4T150 bzw. 0,001 Fahrstreifenkilometern, während ein Fahrstreifenkilometer eines asphaltierten Stadttunnels mit 1 TP4T120 Millionen bzw. 800 Fahrstreifenkilometern bewertet wird.
Die mit dem Wertäquivalent-Fahrspurkilometer-Maß verbundene Konzeption ermöglicht es, einige der Probleme im Zusammenhang mit der Straßeninfrastruktur zu verstehen, wie zum Beispiel den steigenden Trend des Investitionswerts und die damit verbundenen steigenden Kosten für Instandhaltung, Sanierung und Neubau zur Erweiterung des Netzes.
Der ’Wert’ einer Straße entspricht nicht ihren Baukosten, aber es besteht ein Zusammenhang. Zudem verändern sich die Kosten im Laufe der Zeit. In den Jahren nach der COVID-Pandemie verzeichnete Australien einen enormen Anstieg der Infrastrukturkosten, was zu Folgendem führte: Kostenexplosionen. Manche Straßentypen sind stärker betroffen als andere, wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht (Quelle: IPWEA-Forum).
Baukosteneinsparungen mit Renolith – theoretisches Beispiel
Das folgende Beispiel zeigt die ungefähren Kosten (in 1 Tsd. 4 TAUD im Jahr 2024) für den Bau/die Sanierung einer typischen ländlichen befestigten Straße, ermittelt mit dem Kostenschätzungstool von [Website-Name]. https://renolith.com.au/resources/
Die berechneten Kosten betragen $46 pro Quadratmeter. Dies entspricht etwa der Hälfte der von der Stadtverwaltung Albury für einen befestigten ländlichen Straßenbelag geschätzten Kosten von $92,20 pro Quadratmeter.
In der Praxis variieren die Baukosten eines mit Renolith verstärkten, zementgebundenen Fahrbahnbelags je nach verschiedenen Faktoren wie der Qualität des anstehenden Materials, der Verkehrsbelastung, dem CBR-Wert des Untergrunds usw. Im ungünstigsten Fall können diese Faktoren die Kosten um $5–$10 pro m² erhöhen. Mit $56 pro m² ist dies immer noch 39% günstiger als der Basiswert von $92,20.
Einsparungen bei den Baukosten – Nachweis
Zahlreiche Veröffentlichungen und Fallstudien bestätigen die geringeren Baukosten der Renolith-verstärkten Zementstabilisierung im Vergleich zu alternativen Verfahren. Unabhängige Stellen berichten von Kosteneinsparungen zwischen 151 TP3T und 601 TP3T, wie die nachstehende Tabelle zeigt.
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Stellungnahme
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Einsparungen bei den Baukosten
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Quelle
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Quellentyp
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Nach den ersten Erfolgen dieser Bautechnik bei Testveranstaltungen im Reitsport vor den Olympischen Spielen in Sydney setzten wir die Zementstabilisierung mit Renolith als Straßenbauverfahren für alle Fahrzeugtypen und Fußgängerwege ein – von Fahrbahnen und Parkplätzen bis hin zu Fußwegen. Wir sind überzeugt, dass unsere Investition in diese Bauweise an allen Veranstaltungsorten in Sydney eine Kostenersparnis von ca. 601 TP3 t gegenüber dem konventionellen Straßenbau und eine damit verbundene Zeitersparnis von bis zu 501 TP3 t ermöglicht. Diese Einsparungen waren von großem Vorteil für die Vorbereitung, das Management und die Koordination der Deckschichtarbeiten für die Olympischen Spiele in Sydney. |
60% |
Zeugnis |
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Das Produkt Renolith erweist sich in Verbindung mit Zement und nach Stabilisierung als das effizienteste und kostengünstigste Produkt zur Sanierung von unbefestigten Straßen, insbesondere bei Projekten, die einen kontinuierlichen Baufortschritt ermöglichen. Die Baugeschwindigkeit hängt lediglich von der Materialverfügbarkeit vor Ort ab (z. B. Zement, Renolith und Wasser) sowie von der Leistungsfähigkeit der Anlage und dem Fachwissen der mit den Straßenbauarbeiten beauftragten Bediener. |
nicht angegeben |
Prozessbericht |
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Die entwickelten Konstruktionspläne und Technologien für den Bau von Dämmen in Permafrost- und Sumpfgebieten unter Verwendung geotechnischer Stützen, die mit ungeeigneten Böden (aufgetauten und gefrorenen wassergesättigten Torf- und Tonböden) gefüllt sind, können den Arbeitsaufwand und die Baukosten um 30–50 µP/3T reduzieren und gleichzeitig die Nutzungsdauer der Bauwerke verlängern. Es wurden vielversprechende Ergebnisse hinsichtlich der Verbesserung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften der bewehrten Böden erzielt. Besonders interessant ist das Additiv “Nano Terra Soil” (Deutschland) [auch bekannt als Renolith]. |
30%-50% |
Wissenschaftliche Arbeit |
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Technische und wirtschaftliche Berechnungen unter Berücksichtigung der tatsächlichen Produktionskosten haben gezeigt, dass die Verwendung von Schichten aus verstärktem lokalem Untergrund anstelle von gleichwertigen Fundamenten aus importierten Steinmaterialien zu einer Senkung der gesamten Baukosten um 20-60 % führt. |
20%-60% |
Wissenschaftliche Arbeit |
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Zum Kostenvergleich haben wir flexible Fahrbahnbeläge mit unterschiedlicher Verkehrsintensität (2 Mio. eV, 5 Mio. eV und 10 Mio. eV) gemäß IRC37:2001 entworfen. [A] Ein ein Kilometer langer Straßenbelag mit zwei Fahrstreifen (7,5 m breite Fahrbahn und 12,5 m breite Fahrbahndecke) wurde geplant. … Durch den Einsatz von Renolith lassen sich die Baukosten für den Straßenbelag um ca. 15 bis 281 TP3T senken. |
15%-28% |
Wissenschaftliche Arbeit |
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Zementzusätze sind in den meisten Fällen wirksam, jedoch sehr teuer. Renolith wurde erfolgreich in Gebieten eingesetzt, in denen kein Baumaterial verfügbar war, indem das vorhandene Material genutzt wurde. In einigen Fällen wurden reiner Sand und sogar tonhaltiges Material erfolgreich für den Bau von Tragschichten verwendet. Obwohl die Anschaffungskosten des Produkts hoch erscheinen, konnten durch den Verzicht auf den Import von Baumaterialien jeglicher Art Einsparungen von fast 401 TP3T beim Bau von Fahrbahnschichten erzielt werden. |
40% |
Spezifikation |
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Die Renolith-Technologie wurde vom öffentlichen Bauamt des indischen Bundesstaates Arunachal Pradesh in einigen Projekten eingesetzt und führte zu einer Kostenreduzierung von etwa 20 bis 301 Tonnen bei verschiedenen Straßenbauprojekten. In Nagaland wurde ein Straßenabschnitt, der zur New Secretariat Road in Kohima führt, mit Renolith gebaut. Seit zwei Jahren wurden keine Mängel festgestellt, und die Technologie erfüllt alle erforderlichen Standards und Spezifikationen des öffentlichen Bauamts von Nagaland. |
20%-30% |
Wissenschaftliche Arbeit |
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Ziel dieser Arbeit war es, die optimalen Arten und das optimale Verhältnis der Komponenten von Boden-Zement-Mischungen zu bestimmen, deren Eigenschaften mithilfe der Renolith-Technologie effizient bis zum für die jeweiligen Projekte erforderlichen Niveau (unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Faktoren) modifiziert werden können. Dieser Komplex umfasst mechanische Eigenschaften und deren Stabilität, Flexibilität, Relaxationsverhalten über lange Verarbeitungszeiten und damit einhergehend eine erhöhte Rissbeständigkeit, Wasserbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit und die Möglichkeit, den Boden vor Ort für den Bau von Untergründen (Deponien, Kompostieranlagen usw.) und Abdichtungen (Böschungen, Straßenränder usw.) zu verwenden. Die Schlussfolgerung aus unseren Daten lautet: Es ist möglich, signifikante wirtschaftliche Vorteile zu erzielen. |
nicht angegeben |
Laboruntersuchung |
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...NanoTerraSoil (auch bekannt als Renolith) für Straßen, das in die Tragschicht integriert wird und das Eindringen von Wasser verhindert. Das Ergebnis: Der Asphalt hält besser, da die Tragschicht selbst bei stärkstem Frost oder extremer Hitze nicht bricht oder aufreißt. "Die Baukosten werden um 301 % reduziert", sagt Dr. Scheele. |
30% |
Nachrichtenartikel |
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Die Betreiber der Brennerautobahn geben dem innovativen Verfahren hervorragende Rückmeldungen: |
30% |
Nachrichtenartikel |
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Durch den Einsatz von Renolith lassen sich die Kosten für den Straßenbau um etwa 20 bis 401 TP3T senken. Da kein Zuschlagstoff mit den erforderlichen Spezifikationen importiert werden muss, kann lokal verfügbares Material verwendet werden. Renolith verleiht dem Straßenbelag die notwendige Flexibilität und Haltbarkeit und verhindert Rissbildung. |
20%-40% |
Wissenschaftliche Arbeit |
Baukosteneinsparungen – technische Prinzipien
Austroads Leitfaden zur Straßenbautechnologie Teil 4D: Stabilisierte Materialien (AGPT04D-19) Staaten:
Der Einsatz von Stabilisierungstechnologien zur Stabilisierung und zum Recycling von Materialien für den Bau und die Instandhaltung von Fahrbahnen ist weithin als kosteneffektive Methode zur Verbesserung der Langzeitleistung und zur Reduzierung der Gesamtlebensdauerkosten moderner, stark befahrener Fahrbahnen anerkannt.
Es gibt verschiedene Stabilisierungstechniken, wie z. B. Kalkung, chemische, mechanische, Schaumbitumen- und zementäre Stabilisierung. Jede hat ihre Vor- und Nachteile. Die zementäre In-situ-Stabilisierung ist gängig und sehr kostengünstig. Allerdings … Austroads AGPT04D-19:
Rissbildung ist die primäre und vorherrschende Schädigungsart zementgebundener Werkstoffe. Es gibt zwei Hauptformen der Rissbildung:
- Rissbildung durch Hydratation und Trocknungsschrumpfung
- Ermüdungsrisse.
Ungebundene, körnige Fahrbahnen mit aufgesprühter Versiegelung sind der vorherrschende Fahrbahnbelagstyp im ländlichen Australien und machen etwa 901 TP3 T der Gesamtlänge aller befestigten Straßen aus.
Die Verwendung von zementierten Tragschichten mit aufgesprühten Oberflächenbeschichtungen kommt häufiger bei der Sanierung von Schotterfahrbahnen als bei Neubauprojekten vor. Mit Ausnahme von temporären Fahrbahnen wird dieser Fahrbahntyp aufgrund erheblicher Probleme im Zusammenhang mit Schwindrissen selten für Neubauten verwendet.
Schwindrisse in zementgebundenen Baustoffen sind in der Regel unvermeidbar. Risse, die sich bis zur Fahrbahnoberfläche ausbreiten, ermöglichen das Eindringen von Feuchtigkeit, was zu einer Ablösung der Schichtgrenzen im Fahrbahnbelag und/oder zur Schwächung der Tragschichten und des Untergrunds führen kann. Ausmaß und Schweregrad der Rissbildung werden durch Faktoren wie Bindemittelart und -menge, Materialart, anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt sowie Trocknungs- und Aushärtungsbedingungen beeinflusst.
Während der Elastizitätsmodul mit zunehmendem Bindemittelgehalt steigt, erhöht sich mit zunehmendem Bindemittelgehalt auch die Gefahr von Trocknungs-/Schrumpfrissen.
Für mäßig bis stark befahrene Straßen beträgt die Mindestdruckfestigkeit nach 28 Tagen 2 MPa, um ein zementiertes Material mit möglichst geringen Schwankungen der Ermüdungseigenschaften zu gewährleisten. Bei der Planung neuer Fahrbahnen werden solche Materialien üblicherweise mit einer Mindestdeckschicht von 175 mm Asphalt abgedeckt, um Rissbildung im zementierten Material bis zur Oberfläche zu verhindern.
Bei einigen wenig befahrenen Straßen wurden körnige Materialien verwendet, die mit zementären Bindemitteln auf eine einachsige Druckfestigkeit von 1–2 MPa stabilisiert wurden, da hier weniger Bedenken hinsichtlich Ermüdungsrissen bestanden, die die Lebensdauer dünner bituminöser Oberflächen beeinträchtigen könnten.
Eine typische ungebundene Tragschicht aus Schotter besteht aus 450 mm importiertem Schotter, während eine zementgebundene Tragschicht das vorhandene Gestein nutzen und bei halber Dicke eine vergleichbare Dauerfestigkeit erreichen kann. Die zementgebundene Stabilisierung ist zudem deutlich schneller, unter anderem weil der Transport großer Mengen an Steinbruchmaterial entfällt. Intuitiv erscheint es daher, dass eine halb so dicke und schnell aus dem vorhandenen Material errichtete Fahrbahn deutlich kostengünstiger ist. Allerdings müssen die technischen Risiken (Rissbildung) berücksichtigt werden.
Die Renolith-Nanotechnologie verbessert die Leistungsfähigkeit zementgebundener Materialien und überwindet deren wesentliche Einschränkungen. Sie:
- Reduziert die Trocknungs-/Schwindrissbildung erheblich, selbst bei hohem Zementbindemittelgehalt.
- Erhöht die Bandbreite der bindefähigen Materialien (MTTB).
- Verbessert die technischen Eigenschaften des gebundenen Materials (Druckfestigkeit, Biegefestigkeit, Elastizitätsmodul, Elastizität, Wasserbeständigkeit)
- Verbessert die Dauerfestigkeit der gebundenen Schicht erheblich.
Diese Vorteile bedeuten, dass die zementäre Stabilisierung auch in Fällen sinnvoll ist, in denen sie andernfalls nicht infrage käme. Beispielsweise ist eine 200–250 mm dicke, mit Renolith verstärkte, hochgebundene Tragschicht (UCS > 3 MPa) mit einer dünnen bituminösen Deckschicht eine sehr kostengünstige und bewährte Konstruktion, die sich für stark befahrene Straßen eignet.
Lebenszykluskosten
Die Modellierung der Lebenszykluskosten geht über den Rahmen dieses Artikels hinaus. Die Renolith-Nanotechnologie bietet jedoch eine hervorragende Möglichkeit, die Lebenszykluskosten nach folgenden Prinzipien zu minimieren:
- Renolith verbessert die Biegefestigkeit und den Elastizitätsmodul von zementgebundenen Materialien. Bei gegebener Auslegung (Tragschichtdicke, Bindemittelauftragsmenge, zu bindendes Material) kann dies die Dauerfestigkeit der Bindeschicht im Vergleich zur reinen Zementstabilisierung enorm erhöhen. Dadurch wird die Planung für längere Lebensdauer und höhere Verkehrsbelastungen sehr einfach und kostengünstig. (Siehe ‘Renolith 2.0 Design Guide’ via [Link einfügen]) https://renolith.com.au/resources)
- Renolith verbessert die Widerstandsfähigkeit gebundener Materialien deutlich. Es kann in dauerhaft feuchten Anwendungen eingesetzt werden. verringert das Risiko von Verschleiß und vorzeitigem Ausfall durch Ereignisse wie Überschwemmungen erheblich.
Abschluss
Die zementäre Stabilisierung ist ein grundsätzlich kostengünstiges Verfahren im Straßenbau, weist jedoch technische Einschränkungen auf. Renolith Nanotechnologie reduziert die Rissbildungsrisiken und verbessert die technischen Eigenschaften zementgebundener Baustoffe, was zahlreiche Vorteile wie erhöhte Widerstandsfähigkeit und Nachhaltigkeit mit sich bringt. Zu den direkten wirtschaftlichen Vorteilen zählen geringere Bau- und Lebenszykluskosten. Verschiedene unabhängige Stellen berichten von Einsparungen bei den Baukosten zwischen 151 TP³T und 601 TP³T. In einem typischen Szenario, wie dem Bau oder der Sanierung einer befestigten Landstraße, ist mit einer Kostenersparnis von 401 TP³T bis 501 TP³T im Vergleich zu einer ungebundenen, körnigen Tragschicht zu rechnen.
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