Lukas Brombach, Manfred Eilers

• Die Abdichtungen der befahrenen Bereiche von Betonbrücken sind in den ZTV-ING, Teil 6, Abschnitte 1 bis 3 geregelt. Standardbauweise ist die Abdichtung nach den ZTV-ING 6-1 mit einer Versiegelung aus Reaktionsharz, einer Dichtungsschicht aus einer Lage Polymerbitumen-Schweißbahn und einer Schutzschicht aus Gussasphalt. Die Versiegelung der Betonoberfläche sorgt für einen Porenverschluss in der Betonunterlage, wodurch Blasenbildung beim Einbau der Polymerbitumen-Schweißbahn oder beim Aufbringen der Gussasphalt-Schutzschicht vermieden wird. Aufgrund der Empfindlichkeit der Baustoffe gegenüber ungünstigen Wetterbedingungen (niedrige Temperaturen, Frost, Regen, Feuchte) können die Abdichtungsarbeiten in der Regel nur im Sommer bei guten Wetterbedingungen durchgeführt werden. Bei den Abdichtungssystemen auf Betonbrücken schränken in erster Linie die bisher für die Versiegelung bzw. die Kratzspachtelung ausschließlich verwendeten Reaktionsharze auf Epoxidharzbasis die möglichen Einbauzeiträume ein, da für den Einbau und die Aushärtung der Epoxidharze in der Regel eine Mindesttemperatur von 8 °C sowie eine relative Luftfeuchte von höchstens 85 % sichergestellt sein müssen. In den letzten Jahren wurden Versiegelungen auf der Basis von Polymethylmethacrylat (PMMA) entwickelt, bei denen der Einbau nahezu unabhängig von der Temperatur der Unterlage erfolgen kann. Dieser Baustoff hat sich für Versiegelungen unter Polymerbitumen-Schweißbahnen bewährt und die Besonderheiten bei der Verwendung wurden in den „Hinweisen für die Herstellung von Abdichtungssystemen aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung, Grundierung oder Kratzspachtelung aus PMMA für Ingenieurbauten aus Beton“ (H PMMA) zusammengefasst. Aufgrund der überwiegend positiven Erfahrungen wurden Versiegelungen auf Basis von PMMA durch das BMDV mit ARS 21/2023 vom 17.08.2023 in den Stand einer Regelbauweise gehoben. Ein ebenfalls möglicher Ansatz ist die Verwendung von Versiegelungen oder Kratzspachtelungen auf der Basis von Polyurethanen, die für diesen Anwendungsfall optimiert sind. Aufgrund der kurzen Aushärtezeiten kann eine Verkürzung der Ausführungsdauern erreicht werden. Zudem können die unterjährigen Bauzeitfenster vergrößert werden, da diese Polyurethane auch bei niedrigen Einbautemperaturen schnell aushärten. Durch die Optimierung der Polyurethane in Hinsicht auf die Einbaubedingungen und insbesondere in Hinsicht auf niedrige Einbautemperaturen kann der Einbau ab einer Temperatur der Unterlage sowie der Luft von 2 °C erfolgen. Zudem erfolgt das Aushärten der einzelnen Lagen der Versiegelung in 1 bis 2 Stunden. Ein weiterer Vorteil, genau wie bei PMMA, besteht darin, dass die eingebauten Schichten durch die schnelle Reaktion sehr schnell unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit (Regen, Tauwasser) sind. Die hier untersuchten speziellen Polyurethane sind zudem unempfindlicher gegenüber hohen Luftfeuchten während des Einbaus und der Aushärtung. Im Rahmen einer durchgeführten Erfahrungssammlung konnte anhand der Rückmeldungen von 12 ausgeführten Baumaßnahmen die grundsätzliche Anwendbarkeit von Versiegelungen auf der Basis von Polyurethan nachgewiesen werden, wenn die baustoffspezifischen Besonderheiten und Anforderungen an den Einbau beachtet werden. Zwar ist der Beobachtungszeitraum der Erfahrungssammlung relativ kurz, jedoch handelt es sich bei den Dichtungsschichten aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung aus Reaktionsharz grundsätzlich um eine bewährte Bauweise, es wird lediglich ein neuer, von den ZTV-ING 6-1 abweichender Baustoff für die Versiegelung verwendet. Die eigentliche Dichtungsschicht, die Polymerbitumen-Schweißbahn, bleibt unverändert. Daher wurde vom Arbeitsausschuss AA 7.7 „Brückenbeläge“ der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) der Entwurf eines ersten Regelwerkes erarbeitet. Es handelt sich hierbei um die „Hinweise für die Herstellung von Abdichtungssystemen aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung oder Kratzspachtelung aus Polyurethan für Ingenieurbauten aus Beton“ (H V-PUR). In diesen Hinweisen werden die Erfahrungen des Herstellers, der einbauenden Firmen sowie der Auftraggeber der ausgeführten Baumaßnahmen zusammengefasst. Der Entwurf wurde zwischenzeitlich als Wissensdokument W1 von der FGSV eingeführt.
• The waterproofing of traffic areas of concrete bridges is regulated in ZTV-ING, Part 6, Sections 1 to 3. The standard construction method is a waterproofing system according to ZTV-ING 6-1 with a reactive resin sealing layer, a waterproofing layer consisting of a polymer-modified bitumen torching membrane and a mastic asphalt protective layer. The sealing layer of the concrete surface ensures sealing the pores in the concrete base, which prevents the formation of blisters during the installation of the polymer-modified bitumen torching membrane or during the application of the mastic asphalt protective layer. Due to the sensitivity of building materials to adverse weather conditions (low temperatures, frost, rain, humidity), waterproofing work can generally only be carried out in summer under good weather conditions. In the case of waterproofing systems on concrete bridges, the reactive resins based on epoxy resins that have been used to date for sealing layers or scratch coats primarily limit the possible installation periods, as a minimum temperature of 8 °C and a relative humidity of 85 % must generally be ensured for the application and curing of the epoxy resins. In recent years, polymethylmethacrylate (PMMA) based sealing layers have been developed that can be applied almost regardless of the temperature of the substrate. This construction material has proven itself for sealing layers under polymer-modified bitumen torching membranes and the special features of its use have been summarised in "Hinweise für die Herstellung von Abdichtungssystemen aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung, Grundierung oder Kratzspachtelung aus PMMA für Ingenieurbauten aus Beton" (H PMMA). Due to the predominantly positive experience, PMMA-based sealing layers were elevated to the status of a standard construction method by the BMDV with ARS 21/2023 of 17.08.2023. Another option is to use polyurethane-based sealing layers or scratch coats that are optimised for this application. Due to the short curing times, a reduction in construction time can be achieved. In addition, construction windows can be extended throughout the year because these polyurethanes cure quickly even at low application temperatures. By optimising the polyurethanes with regard to application conditions, and in particular low application temperatures, it is possible to apply them at a substrate and air temperature of 2 °C. In addition, the individual layers of the sealing layer cure in 1 to 2 hours. Another advantage is that, as with PMMA, the installed layers are very quickly insensitive to moisture (rain, condensation) due to the rapid reaction. The special polyurethanes studied here are also less sensitive to high humidity during installation and curing. As part of a collection of experiences, feedback from 12 completed construction projects demonstrated the basic applicability of polyurethane-based sealing layers, provided that the specific characteristics of the construction material and application requirements are taken into account. Although the observation period for the collection of experience is relatively short, the waterproofing layers consisting of a polymer-modified bitumen torching membrane on a sealing layer of reactive resin are basically a proven construction method; only a new construction material is used for the sealing layer, which differs from ZTV-ING 6-1. The actual waterproofing layer, the polymer-modified bitumen torching membrane, remains unchanged. The AA 7.7 "Brückenbeläge" working group of the German Road and Transportation Research Association (Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e. V., FGSV) has developed the first draft of a set of regulations for this purpose. The draft is called "Hinweise für die Herstellung von Abdichtungssystemen aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung oder Kratzspachtelung aus Polyurethan für Ingenieurbauten aus Beton" (H V-PUR). It summarises the experience of the manufacturer, the application companies and the clients of the executed construction works. The draft has since been introduced by the FGSV as a knowledge document W1.