Einsatz von Rolling Dynamic Compaction auf Kippenboden (RoDyCom)

Im Projekt RoDyCom (Einsatz von „rolling dynamic compaction“ auf Kippenboden) befasst sich die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig mit Methoden zur Bodenverdichtung, unter anderem für Tagebaufolgelandschaften. Dabei soll ein in Europa bisher kaum genutztes Verfahren zum Einsatz kommen, die Rolling Dynamic Compaction (RDC), für deren Einsatz auf Kippenböden bislang kaum systematische Untersuchungen vorliegen. Das Projekt wird von Prof. Dr. Ralf Thiele geleitet.

Herausforderung

Kippenflächen sind Tagebaufolgelandschaften, die durch Aufschütten von Abraum entstehen. Dieser Abraum ist jedoch ein Material mit einer gefährliche Kombination aus besonders geringer Lagerungsdichte und hohem Wassergehalt. Sollen die Flächen der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden, müssen sie durch Bodenverdichtung rekultiviert werden. Konventionelle Möglichkeiten zur Bodenverdichtung sind jedoch auf Kippenböden entweder zu gefährlich oder zu unwirtschaftlich. Benötigt wird ein Verfahren, das eine hohe Fahrgeschwindigkeit bei gleichzeitig hoher Verdichtungsleistung bietet. Ein Beispiel für solch ein Verfahren ist die Rolling Dynamic Compaction (RDC): Bei dieser Technik wird eine unrunde Walze über das Gelände gezogen. Durch die unregelmäßige Geometrie kippt die Walze und verdichtet beim Aufprall den Boden sehr stark, wodurch höhere Fahrgeschwindigkeiten und größere Wirktiefen als bei üblichen Walzenzügen erreicht werden können. Jedoch liegen für den Einsatz der RDC auf Kippenböden bisher keine systematischen wissenschaftlichen Untersuchungen vor.

Ziele und Vorgehen

Im Projekt RoDyCom soll die Wirkungsweise der RDC im Detail analysiert und ihre Anwendung zur großflächigen Verdichtung von Tagebauinnenkippen untersucht werden. Das Projektteam will vor allem herausfinden, wie die Kinematik des gesamten Verdichtungssystems zusammenhängt, denn diese ist noch nicht beschrieben. Dazu wird eine geeignete Anwendung entwickelt, mit der beliebige Walzengeometrien bei unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten besser als bisher bewertet werden können. Eine Abschätzung der Wirktiefe ist dann besser möglich. Die geplanten Feld- und Laborversuche werden unter anderem mit trockenem Sand sowie auf echten Lausitzer Kippenboden durchgeführt. Die Ergebnisse werden in einem Vorgabenkatalog zur Anwendung des RDC-Systems und zur Bewertung des Verdichtungserfolges zusammengefasst.

Innovationen und Perspektiven                                                                                           

Das Projektteam verbindet Geotechnik, Messtechnik und Maschinenbau zu einem interdisziplinären Vorhaben, das erstmals umfassende und systematische Informationen zum Wirkmechanismus der RDC liefern wird. In der Folge kann die Verdichtung von Böden unter anderem bei der Wiederherstellung von Bergbaufolgelandschaften effektiver, präziser und sicherer ausgeführt werden. Die Ergebnisse sind für die großen Tagebaugebiete in Deutschland, etwa in der Lausitz und im Mitteldeutschen Revier, von hoher Relevanz, können aber auch international verwertet werden. Um die Arbeiten fortzusetzen, plant das Projektteam gemeinsam mit dem Kooperationspartner SGL bereits Nachfolgeprojekte, etwa zur Entwicklung einer Echtzeit-Verdichtungskontrolle.