Die Flächendeckende Dynamische Verdichtungskontrolle (FDVK) ist ein Prüfverfahren, das den kontinuierlichen Fortschritt der Verdichtung bis zur gewünschten Bodendichte überwacht. Dabei werden sämtliche Arbeitsschritte georeferenziert dokumentiert, sodass ein lückenloser Nachweis für den Auftraggeber und die Eigenüberwachung vorhanden ist. Das Verfahren kommt sowohl im Erdbau als auch im Asphaltbau zum Einsatz und liefert flächendeckende Qualitätsdaten, wo früher nur Stichproben möglich waren.

Wie funktioniert FDVK?

Das System basiert auf der dynamischen Wechselwirkung zwischen der angeregten Bandage einer Vibrationswalze oder Oszillationswalze und dem zu verdichtenden Material. Sensoren an der Walze messen kontinuierlich Parameter wie die Amplitude und Frequenz der Bandagenbewegung. Diese Messwerte korrelieren mit der Steifigkeit und damit dem Verdichtungsgrad des Untergrunds. Ein GPS-Empfänger – bei BOMAG, HAMM und anderen Herstellern GNSS-Antenne genannt – erfasst gleichzeitig die Position jeder Messung zentimetergenau.

Das Ergebnis wird in Echtzeit auf einem Display in der Fahrerkabine visualisiert. Der Walzenfahrer sieht sofort, an welchen Stellen die Verdichtung bereits ausreichend ist und wo weitere Überfahrten nötig sind oder wo eine Überverdichtung droht. Gängige Systeme am Markt sind das Compactometer und das Terrameter, die beide in wissenschaftlichen Untersuchungen vergleichend analysiert wurden.

Einsatz im Erd- und Asphaltbau

Im Erdbau ist FDVK seit vielen Jahren etabliert. Seit 2009 ist das Verfahren als Regelprüfmethode M 2 in den „Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau" (ZTV E-StB, FGSV 599) verankert. Ergänzend sind weitere Anwendungen flächendeckender dynamischer Messverfahren anerkannt, die im Merkblatt FGSV 547 beschrieben sind. Sie reichen von einer kalibrierten Prüfung über den Nachweis der Einhaltung der Arbeitsanweisung bei Methode M 3 bis hin zum sogenannten Proof Rolling.

Im Asphaltbau ist die Technologie jünger. Die Firmengruppe J. Friedrich Storz aus Tuttlingen etwa setzte die ersten Systeme zur Flächendeckenden Verdichtungskontrolle bereits 2015 im Erdbau ein; die ersten Einsätze im Asphaltbau folgten 2019. Andreas Loga, Produktspezialist für Digitale Baustelle und Maschinensteuerung bei Storz Service, hebt hervor: „Durch den Einsatz von FDVK wird eine homogene Verdichtung auf der Einbaufläche erreicht. Dadurch wird die Qualität des kompletten Asphalt-Einbauvorgangs erhöht."

Vorteile für Baugeräteführer und Auftraggeber

Das System stellt an die Bediener keine besonderen Ansprüche. Es unterstützt Baugeräteführer und Walzenfahrer, indem es einen ständigen Überblick liefert – an welchen Stellen des frisch eingebauten Materials noch Verdichtungsarbeit einzubringen ist und wo bereits eine Überverdichtung droht. Bei vernetzten Walzen informiert das FDVK-System alle Prozessbeteiligten über das eigene Arbeitsergebnis sowie über das der Kollegen. Das vereinbarte Walzschema durchgängig einzuhalten, ist auf diese Weise deutlich einfacher.

Für Auftraggeber bedeutet FDVK eine messbare Qualitätssteigerung: Die Verdichtung wird nicht mehr stichprobenartig, sondern flächendeckend nachgewiesen. Mit dieser Methode kann erkannt werden, ob das Dichteniveau der gesamten Fläche homogen ist oder schwankt. Damit werden schnelle Baufortschritte, große Tagesleistungen und verlässliche Qualität erreicht. Wirtschaftliche Analysen zeigen, dass durch die Anwendung der FDVK die Gesamtkosten des Bauwerks im Allgemeinen nicht ansteigen – die höheren Anfangsinvestitionen in die Messtechnik werden durch reduzierte Standzeiten, geringere Nacharbeiten und verlängerte Nutzungsdauer der Straßen kompensiert.

Technische Ausstattung und Nachrüstung

Für den Einsatz von FDVK benötigen Walzen eine Vorrüstung: Sensoren an der Bandage, eine Auswerteeinheit und eine GNSS-Antenne. Viele Hersteller bieten diese Vorrüstung bereits ab Werk an. Die Asphaltwalzen von Storz Verkehrswegebau wurden und werden schon seit Jahren bei Storz Service mit der Vorrüstung für FDVK ausgestattet. Die Mitarbeiter auf den Baustellen können dadurch die Maschinen in kürzester Zeit mit Tablet und GNSS-Antenne aufrüsten und die Flächendeckende Dynamische Verdichtungskontrolle einsetzen.

Zu den Tätigkeiten der Service-Einheiten gehören die Ausrüstung neuer Asphaltwalzen, der technische Support beim Einsatz der FDVK-Systeme auf den Baustellen, Einweisungen und Schulungen der Mitarbeiter sowie die Wartung und Reparatur der eingesetzten Komponenten. Auch Nachrüstlösungen für Bestandsmaschinen sind verfügbar – insbesondere bei Vibrationswalzen im Erdbau ist die Nachrüstung gängige Praxis.

Aktuelle Entwicklungen und Forschung

Die Forschung konzentriert sich auf die mechanische Modellierung des Interaktionssystems zwischen Walze und Boden sowie auf Finite-Elemente-Simulationen des Verdichtungsvorgangs. Besonders für Oszillationswalzen, für die erst vor knapp zehn Jahren das erste funktionsfähige FDVK-System entwickelt wurde, laufen aktuell Untersuchungen zum Verhalten der Bandage in verschiedenen Verdichtungszuständen. Ziel ist es, die Korrelation zwischen walzenintegrierten Messwerten und konventionellen Prüfmethoden weiter zu präzisieren und die Einsatzbereiche auf unterschiedlichste Materialien und Klimabedingungen auszudehnen.