Smart Compact Pro steuert die Verdichtung und erfasst die Asphaltdichte kontinuierlich

Auf der Landesstraße L3161 zwischen Olberode und Christerode in Hessen wurde auf einer rund 3,3 Kilometer langen Strecke eine neue Asphaltdeckschicht aus temperaturabgesenktem Asphalt eingebaut. Die gegenüber konventionellen Mischgütern niedrigere Einbautemperatur reduziert die Freisetzung schädlicher Dämpfe und Aerosole, verkürzt jedoch zugleich das verfügbare Zeitfenster für die Verdichtung.

Um die geforderte Einbauqualität unter diesen Bedingungen sicherzustellen, setzte das ausführende Bauunternehmen auf Maschinen und digitale Systeme der Wirtgen Group. Nach dem Einbau und der Vorverdichtung im Inline Pave Verfahren übernahmen zwei Tandemwalzen von Hamm die abschließende Verdichtung. Dabei kam Smart Compact Pro zum Einsatz, das die Asphaltdichte in Echtzeit erfasst und den Verdichtungsprozess automatisch an die jeweiligen Material- und Umgebungsbedingungen anpasst.

Temperaturabgesenkter Asphalt stellt höhere Anforderungen an den Bauablauf

Bei temperaturabgesenkten Asphalten liegt die Einbautemperatur mindestens 20 °C unter derjenigen konventioneller Asphaltmischgüter. Das reduziert die thermische Belastung während des Einbaus und verringert die Freisetzung von Dämpfen und Aerosolen. Für die nachfolgende Verdichtung ergeben sich daraus allerdings veränderte Prozessbedingungen: Das Material kühlt schneller ab, sodass der Zeitraum, in dem sich die geforderte Verdichtungsqualität erreichen lässt, deutlich kürzer ausfällt.

Für die Walzenarbeit bedeutet das, den Verdichtungsprozess eng an den Temperaturverlauf des Mischguts anzupassen. Die Walzbahnen müssen kürzer ausfallen, gleichzeitig ist innerhalb der verfügbaren Zeit eine höhere Verdichtungsleistung erforderlich. Dabei kommt es darauf an, die notwendige Anzahl an Überfahrten rechtzeitig zu erreichen und den Asphalt weder unzureichend noch unnötig intensiv zu verdichten.

„In der Praxis bedeutet das, die Walzbahnen zu verkürzen und innerhalb kürzerer Zeit eine höhere Verdichtungsleistung zu erzielen, um die geforderte Qualität des Asphalts herzustellen. Die Praxis zeigt, dass selbst erfahrene Walzenfahrer diese Anforderungen ohne unterstützende Systeme im Vergleich zum konventionellen Asphalteinbau nicht gleichermaßen konstant erfüllen können“, erläutert Dr.-Ing. Axel G. Mühlhausen, Senior Product Manager – Digital Solutions bei Hamm.

Smart Compact Pro regelt die Verdichtung anhand der Echtzeit-Dichte

Um die Verdichtung auf der L3161 an die kurzen Verarbeitungszeiten anzupassen, kam Smart Compact Pro zum Einsatz. Das System nutzt den Realtime Density Scan, um die Asphaltdichte während der Walzenarbeit kontinuierlich zu erfassen. Auf dieser Grundlage steuert es die Verdichtungsleistung und die Verdichtungsmodi beider Bandagen automatisch. Damit steht dem Bediener nicht nur eine Rückmeldung über den Arbeitsfortschritt zur Verfügung; zugleich kann die Maschine ihre Verdichtungsstrategie an den tatsächlichen Zustand des Materials anpassen.

In die Regelung fließen neben der gemessenen Dichte weitere Einflussgrößen ein. Dazu zählen die Asphalt- und Umgebungstemperatur, das Abkühlverhalten des Mischguts, lokale Wetterdaten sowie die Schichtart und Schichtstärke. Durch die gemeinsame Berücksichtigung dieser Parameter kann Smart Compact Pro auf wechselnde Bedingungen reagieren und den Verdichtungsprozess entsprechend ausrichten. Ziel ist es, die geforderte Asphaltdichte möglichst gleichmäßig über die bearbeitete Fläche zu erreichen und Unterschiede zu reduzieren, die sich aus wechselnden Materialbedingungen oder unterschiedlichen Bedienentscheidungen ergeben können.

Für den Einsatz bei temperaturabgesenkten Asphalten steht zudem eine speziell abgestimmte Voreinstellung zur Verfügung. Sie lässt sich per Knopfdruck aktivieren und richtet die Systemparameter auf die besonderen Anforderungen dieses Mischguts aus. Das erleichtert die Einrichtung des Verdichtungsprozesses und unterstützt den Fahrer dabei, innerhalb des begrenzten Zeitfensters die erforderliche Qualität zu erzielen.

Auch aus Sicht der Bauleitung bietet die Echtzeitmessung einen praktischen Nutzen. Andre Blättner, Bauleitung bei Bickhard Bau SE, beschreibt die Funktion so: „Smart Compact Pro ist natürlich für uns eine extreme Hilfestellung, um die gewünschte Qualität herzustellen und auch für den Walzenfahrer direkt, um eine Rückkopplung zu bekommen – muss ich jetzt hier noch verdichten, oder nicht?“

Die Rückmeldung zur erreichten Dichte schafft damit eine zusätzliche Entscheidungsgrundlage während der laufenden Arbeiten. Statt den Verdichtungsbedarf ausschließlich anhand von Erfahrungswerten und dem bisherigen Arbeitsfortschritt einzuschätzen, kann der Bediener die Messdaten in seine Entscheidungen einbeziehen. Gerade bei temperaturabgesenktem Asphalt, dessen Verdichtbarkeit sich mit fortschreitender Abkühlung verändert, ist diese Information für die Prozesssteuerung relevant.

Digitale Unterstützung für Qualitätssicherung und Straßenlebensdauer

Die kontinuierliche Erfassung der Asphaltdichte soll dazu beitragen, die Gleichmäßigkeit der Verdichtung zu verbessern und lokale Qualitätsabweichungen frühzeitig zu erkennen. Damit kann Smart Compact Pro auch den Aufwand für nachgelagerte Qualitätsprüfungen beeinflussen. Die Echtzeitmessung ergänzt die konventionelle Qualitätssicherung und kann den Bedarf an Bohrkernuntersuchungen reduzieren, ersetzt diese jedoch nicht grundsätzlich.

Eine gleichmäßige, an die Materialbedingungen angepasste Verdichtung ist zugleich ein wesentlicher Faktor für die Dauerhaftigkeit des Straßenaufbaus. Werden die geforderten Verdichtungswerte nicht erreicht oder treten größere Inhomogenitäten auf, kann dies die Entstehung vorzeitiger Schäden begünstigen. Dazu zählen unter anderem Risse, die später Instandsetzungsmaßnahmen erforderlich machen können. Eine stabilere Verdichtungsqualität kann daher dazu beitragen, die Nutzungsdauer der Fahrbahn zu verlängern und das Risiko vorzeitiger Sanierungen zu verringern.

Hamm sieht einen wesentlichen Vorteil des Systems darin, dass erstmals die Asphaltdichte während der Verdichtung als unmittelbar verfügbare Regelgröße genutzt werden kann. „Zum ersten Mal steht dem Fahrer die Asphalt-Dichte in Echtzeit zur Verfügung – genau der Parameter, auf den es wirklich ankommt. Das System regelt auf dieser Basis den gesamten Verdichtungsprozess automatisch, berücksichtigt zudem Asphalt-Temperatur, das Abkühlverhalten des Asphalts und verschiedene Materialeigenschaften. Gerade bei temperaturabgesenkten Asphalten, wo wir nur ein kurzes Zeitfenster für die Verdichtung haben, ist das ein enormer Vorteil. Daraus resultieren am Ende mehr Qualität, mehr Effizienz, weniger Überfahrten und vor allem Prozesssicherheit“, sagt Mühlhausen.

Smart Compact Pro ist für Tandemwalzen der Hamm-Baureihen HD+ und HX verfügbar. Die Kombination aus Dichtemessung und automatischer Regelung zielt darauf ab, die Verdichtungsarbeit stärker an messbaren Materialparametern auszurichten und die Abhängigkeit von individuellen Erfahrungswerten zu verringern.

Track Assist macht den Verdichtungsfortschritt auf der Baustelle sichtbar

Neben der automatisierten Regelung nutzte das Bauteam auf der Strecke zwischen Olberode und Christerode die App Track Assist. Sie stellt dem Bediener Prozess- und Leistungsdaten in Echtzeit auf einem Tablet bereit. Dazu gehört auch die von Smart Compact Pro ermittelte Asphaltdichte. Die Daten lassen sich in kartografischen Darstellungen visualisieren, sodass der Fahrer den Verdichtungsfortschritt räumlich nachvollziehen kann.

Die Kartierung ergänzt die unmittelbare Rückmeldung der Maschine um eine flächenbezogene Übersicht. Dadurch werden Unterschiede im Arbeitsfortschritt und in den erfassten Messwerten leichter erkennbar. Die Informationen stehen direkt während der Bauausführung zur Verfügung und können den Bediener dabei unterstützen, die noch erforderlichen Arbeiten gezielt einzuordnen.

Track Assist übernimmt damit vor allem eine operative Funktion: Die App macht die erfassten Daten für den Fahrer zugänglich und unterstützt ihn bei der Beurteilung des aktuellen Verdichtungszustands. Die automatische Regelung durch Smart Compact Pro und die visuelle Darstellung der Messwerte greifen dabei ineinander, erfüllen jedoch unterschiedliche Aufgaben. Während das Walzensystem die Verdichtung steuert, schafft die App Transparenz über den Prozess und dessen bisherigen Verlauf.

WPT Compacting verbindet Messdaten mit digitaler Dokumentation

Für die weiterführende Analyse und Qualitätssicherung kamen außerdem Walzen mit WPT Compacting zum Einsatz. Das System dokumentiert die Performance-Daten der Maschinen und übermittelt sie an das John Deere Operations Center. Dort kann die Bauleitung die Informationen detailliert auswerten und für die Qualitätsdokumentation aufbereiten. Zur Verfügung stehen unter anderem Berichte, punktbezogene Analysen und standardisierte Exportmöglichkeiten.

Eine wesentliche Funktion ist die Erstellung flächendeckender Dichtekarten. Während konventionelle Prüfverfahren die Asphaltqualität häufig anhand einzelner Bohrkerne oder ausgewählter Stichproben beurteilen, ermöglichen die digitalen Daten eine räumlich umfassendere Darstellung der erfassten Verdichtungswerte. So lässt sich nachvollziehen, wie sich die Dichte über die bearbeitete Fläche verteilt und an welchen Stellen Unterschiede auftreten.

Die flächenbezogene Dokumentation erweitert damit die Möglichkeiten, den Verdichtungsprozess nachträglich zu analysieren und die Ergebnisse gegenüber dem Auftraggeber nachvollziehbar darzustellen. Sie schafft eine zusätzliche Datengrundlage für die Qualitätssicherung, ohne die geltenden Prüf- und Abnahmeverfahren automatisch zu ersetzen. Entscheidend ist dabei, die digitalen Messwerte in den jeweiligen technischen und vertraglichen Kontext einzuordnen.

Zusammen bilden Smart Compact Pro, Track Assist und WPT Compacting eine digitale Prozesskette vom maschinengestützten Verdichten über die Visualisierung auf der Baustelle bis zur Dokumentation und Auswertung im Büro. Smart Compact Pro übernimmt die automatische Anpassung der Verdichtung, Track Assist unterstützt den Fahrer mit einer unmittelbaren Darstellung der Prozessdaten, und WPT Compacting stellt die Informationen für weiterführende Analysen bereit. Für Bauunternehmen entsteht daraus eine durchgängige Datengrundlage, mit der sich der Verdichtungsfortschritt transparenter verfolgen und die erreichte Qualität systematischer dokumentieren lässt.

Fotos: Hamm