Flächendeckende Dynamische Verdichtungskontrolle (FDVK) mit Vibrationswalzen
Eine ordnungsgemäß durchgeführte Verdichtung von Aufstandsflächen, Schüttlagen, Tragschichten bzw. Dichtschichten hat im Straßen-, Eisenbahn-, Flughafen-, Damm- sowie im Deponiebau und im Bereich von Gründungen des Hallen- und Industriebaus einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität und Lebensdauer des Bauwerkes. Der Kontrolle der Verdichtung kommt somit eine entscheidende Bedeutung zu. Die Verdichtungsprüfung erfolgt herkömmlich mit punktuellen Methoden, entweder direkt durch Dichtebestimmungen oder indirekt durch Tragfähigkeitsmessungen. Damit sind jedoch nur stichprobenartige Überprüfungen möglich, die sich im Verhältnis zum kontrollierten Volumen auf ein sehr kleines Prüfvolumen beziehen.
Eine neue Entwicklung stellte demgegenüber die Flächendeckende Dynamische Verdichtungskontrolle (FDVK) dar. Dabei handelt es sich um eine Art der Verdichtungskontrolle, die flächendeckend während der Verdichtung mit einer Vibrationswalze geschieht und nicht wie bei konventionellen Methoden punktuell nach Abschluss der Verdichtung. Der Verdichtungsmesser ist in der Walze integriert, welcher in Abhängigkeit der Reaktionskraft des Bodens die Veränderung der Schwingbewegung der Walzentrommel misst.
Im Rahmen von Computersimulationen wurden die komplexen Vorgänge bei der Vibrationsverdichtung von Böden untersucht und verschiedene mögliche Verdichtungsmesswerte analysiert, wobei sowohl die elastischen als auch die elastoplastischen Eigenschaften des geschichteten Bodens in Betracht gezogen wurden. Die Resultate wurden den Messergebnissen experimenteller großmaßstäblicher Versuche gegenübergestellt. Synchrone Messungen an der Walze und in verschiedenen Schichten des Bodens erforderte die Entwicklung eines speziellen funkgesteuerten Messwerterfassungssystems. Untersuchungen auf zahlreichen Baustellen unter praxisgerechten Bedingungen bilden die Grundvoraussetzungen für einen routinemäßigen Einsatz der FDVK im praktischen Baubetrieb.
Weiters konnten anhand von Vergleichsversuchen wesentliche Aspekte aufgezeigt werden, die bei der Korrelationsbildung von walzenintegrierten und konventionellen Verdichtungsprüfungen zu beachten sind. Die Ergebnisse von wirtschaftlichen Analysen haben gezeigt, dass es durch die Anwendung der FDVK im Baubetrieb zu einer Verminderung der Gesamtkosten für den Auftraggeber kommt, zusätzlich ist durch eine lückenlose Dokumentation eine deutlich verbesserte Qualitätssicherung möglich.
Zur Initiative des Dr. Ernst Fehrer-Preises:
„Die mit dem Dr. Ernst Fehrer-Preis ausgezeichnete Arbeit bedeutete eine völlige Neuorientierung und einen Paradigmenwechsel im Zusammenhang mit Verdichtungskontrollen im gesamten Erd-, Damm-, Grund- und Straßen- sowie Eisenbahnbau…“
Während meiner Tätigkeit am Institut für Grundbau und Bodenmechanik der TU Wien, dem ich seit 1992 angehörte, verfasste ich meine Dissertation über „Flächendeckende Dynamische Verdichtungskontrollen (FDVK) mit Vibrationswalzen“ und promovierte im Oktober 1996 „unter den Auspizien des Bundespräsidenten“ zum Doktor der Technischen Wissenschaften. Für diese Arbeit erhielt ich im November 1996 den Dr. Ernst Fehrer-Preis, im Dezember 1996 wurde ich zum zweiten Mal mit dem Würdigungspreis des Wissenschaftsministers ausgezeichnet und 1997 erhielt ich den ersten Preis des österreichischen Grundbaupreises.
… und stellte zunächst die Grundlage für die Erstellung einer verbindlichen Richtlinie und Vorschrift für den Straßenbau dar, welche den kontinuierlichen walzenintegrierten Verdichtungsnachweis zunächst im gesamtenösterreichischen Bundesgebiet im Bereich der Bundesstraßenverwaltung verpflichtend vorschrieb.
Mittlerweile wird diese innovative Methode zur integrierten Verdichtungsprüfung auf der ganzen Welt eingesetzt, in vielen Ländern sowie im internationalen Dachverband der Geotechnik (ISSMGE) wurden auf Basis dieser Forschungsarbeit Regelwerke zur Anwendung der FDVK (engl.: Continuous Compaction Control (CCC)) erarbeitet.
Die Forschungstätigkeit wurde auch im Bereich der Grundlagenforschung kontinuierlich fortgesetzt. Dies führte erst jüngst dazu, dass auch für einen anderen Walzentyp mit dynamischer Anregung, sog. Oszillationswalzen, ein entsprechendes Messsystem unter meiner Anleitung entwickelt wurde. Diese Auftragungsforschungsarbeit mündete in der wegweisenden Dissertation von DI Dr. Johannes Pistrol am Institut für Geotechnik der TU Wien. Der Kreis schließt sich – DI Dr. Johannes Pistrol ist der Preisträger des Dr. Ernst Fehrer- Preises 2016.
Wie sich auch heute noch zeigt, steht die Forschungsarbeit– und was daraus geworden ist – in engem Kontext zur Absicht von Dr. Ernst Fehrer, „neue Wege für Problemlösungen in den Kernbereichen der technischnaturwissenschaftlichen Forschung – Bauingenieurwesen, Chemie, Elektrotechnik, Maschinenbau oder Physik – auf konstruktiven, versuchstechnischen oder theoretischen Gebieten zu fördern, die einen stärkeren Bezug auf die praktische Anwendbarkeit oder einen praktisch verwertbaren Nutzen besitzen.“
Ich war als 15. Preisträger der erste, der den Preis nicht mehr vom Stifter Dr. Ernst Fehrer überreicht bekam, den Preis erhielt ich aus den Händen seiner ältesten Tochter, Frau Mag. Monika Fehrer, Ehrensenatorin an der TU Wien. Dr. Ernst Fehrer war damals bereits schwer erkrankt, wir trafen leider nie aufeinander. Durch die Beschäftigung mit seinem Lebenswerk lernte ich jedoch eine faszinierende, ideenreiche und unglaublich engagierte Persönlichkeit kennen. Er machte selbst als genialer Erfinder und gewiefter Geschäftsmann sein Unternehmen durch Innovation und Entwicklung zum Weltmarktführer im Bereich der Textilmaschinenfabriken.
In meinen Dankesworten im Rahmen der Preisverleihung vor 20 Jahren im November 1996 drückte ich mich diesbezüglich folgendermaßen aus: Der Name und die Person Dr. Ernst Fehrer ist eng verwoben mit den Begriffen Forschung und Entwicklung, Erfindung und Patent, und das seit über einem halben Jahrhundert!
Herr Dr. Fehrer ist als Alleininhaber von über 400 österreichischen und mehreren hundert gleichlautenden ausländischen Patenten die führende Persönlichkeit eines der patentintensivsten Unternehmen Österreichs. Die Erzeugnisse der Textilmaschinenfabrik Fehrer AG sind weit über die Grenzen unseres Landes hinaus präsent. Als Beispiel möchte ich lediglich eine Erfindung herausgreifen: Die Hochleistungsnadelfilzmaschine zur Erzeugung von hochwertigen Geotextilien: Produkte, die im Grundbau bzw. Straßen- und Tunnelbau sowie im Deponiebau nicht mehr wegzudenken sind.
Damit schließt sich der Kreis zu meinem damaligen und heutigen beruflichen Betätigungsfeld in Forschung und Lehre aber auch in der internationalen Tätigkeit als Ingenieurkonsulent, vorrangig auf dem Gebiet der Geotechnik.
Der Familie Fehrer bin ich in großer Dankbarkeit verbunden, dass sie die Förderung von jungen, aufstrebenden Wissenschaftler_innen an der TU Wien weiterhin betreibt.
Die Verleihung des Dr. Ernst Fehrer-Preises am Ende des Jahres gehört zu den freudigen Ereignissen in meinem Berufsleben. Es ist für mich eine große Freude und Ehre, Mitglied der hochkarätigen „Fehrer-Preis-Familie“ sein zudürfen!
