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as 05/16

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12 Schwerpunkt: H Al ABi

12 Schwerpunkt: H Al ABi H Al ABi Alternative Konzepte für Asphaltbinderschichten – Was funktioniert wirklich? Steigendes Verkehrsaufkommen stellt auch die Asphaltbinderschicht vor neue Herausforderungen. Aufgrund des in den letzten Jahrzehnten stetig ansteigenden Verkehrsaufkommens haben sich konsequenterweise auch die Belastungen, die die einzelnen Asphaltschichten einer Straße schadlos aufnehmen müssen, zum Teil signifikant erhöht. Eine wesentliche Funktion im Asphaltstraßenbau übernimmt in diesem Zusammenhang die Asphaltbinderschicht. Nach den „Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächen aus Asphalt, den ZTV Asphalt-StB 07/13“ [1], besteht eine Asphaltbinderschicht aus einem in sich so abgestimmten Asphaltmischgut, dass daraus eine nach dem Einbau und Verdichten verformungsbeständige und dauerhafte Schicht entsteht. Die Asphaltbinderschicht hat die Aufgabe, die aus der Verkehrsbelastung resultierende Beanspruchung, insbesondere die Schubbeanspruchung, aufzunehmen und in darunterliegende Schichten schadlos abzuleiten. Verfolgt man die Entwicklung der letzten Jahrzehnte im Hinblick auf die Anpassung des Asphaltbinderkonzepts an die jeweiligen Rahmenbedingungen (Verkehrszunahme, Belastungsverteilung), so zeigt sich eine klare Tendenz zu immer „härter“ eingestellten und verformungsärmeren Konzepten. Die „Optimierung“ der Verformungseigenschaften der Asphaltbinder, das heißt hauptsächlich die Verbesserung des Korn-zu-Korn-Lastabtrags, wurde vielfach durch die Erhöhung des Anteils grober Gesteinskörnungen (Splittanteil) beziehungsweise zulasten des Anteils feiner Gesteinskörnungen (Sandanteil) und den Einsatz härterer Bindemittelsorten erreicht. Anlass für neue Asphaltbinder-Konzepte Diese Optimierungen führten aber zwangsläufig zu einer ungünstigeren Hohlraumausbildung (Hohlraumgehalt und Hohlraumverteilung) und zu einem geringeren Bindemittelbedarf, der dann konsequenterweise wiederum in dünneren Bindemittelfilmen resultierte. In den letzten Jahren kam es vor allem in stark befahrenen Verkehrsflächen mit einem hohen Eintrag von Schub- und Scherkräften (beispielsweise bei Kreisverkehren mit engen Radien, siehe Abbildung 1) zu vermehrten und frühzeitigen Schäden. 5|2016

Schwerpunkt: H Al ABi 13 Fotos: DAV/hin, ptm Im Rahmen von Kontrollprüfungen nach Tabelle 26 der ZTV Asphalt-StB 07/13 wurden jedoch in vielen dieser Fälle im Vorfeld keine Auffälligkeiten festgestellt. So zeigen sich trotz einer vertragskonformen Bau- und Herstellungsleistung (Schicht- und Asphaltmischguteigenschaften) in einigen Fällen bereits frühzeitig erste Schäden innerhalb der Gewährleistungszeit. Besonders auffällig ist in diesem Zusammenhang, dass – rein visuell betrachtet – die Asphalttragschichten oftmals wesentlich dichter ausfallen als die Asphaltbinderschichten. Werden im Labor in diesen Fällen neben den reinen Verdichtungswerten die Hohlraumgehalte der Einzelschichten bestimmt, so bestätigt sich oft dieser visuelle Eindruck (Abbildung 2). So kann eine im Sinne der ZTV Asphalt-StB 07/13 hergestellte und in diesem Fall auch abgenommene Asphaltbinderschicht trotz eines Verdichtungsgrads von > 98 %, aber mit einem Hohlraumgehalt von > 9 Vol.-%, die initiierten Spannungen folglich nicht dauerhaft schadensfrei aufnehmen. Gerade bei hohen Hohlraumgehalten besteht zudem die Gefahr, dass bei beispielsweise seitlichem Wassereintritt die Asphaltbinderschichten wasserführend (dränierend) wirken können und sich somit ein erhöhtes Schadenspotenzial ergibt. Anhand der Abbildung 3 wird deutlich, dass unter Berücksichtigung aller nach den technischen Regelwerken möglichen Toleranzen theoretisch eine Asphaltbinderschicht mit einem Hohlraumgehalt von ca. 10,5 Vol.-% vertragskonform hergestellt und eingebaut werden kann. Insbesondere im Hinblick auf den Gussasphaltbau können ungünstige (hohe) Hohlraumgehalte in der Unterlage (Asphaltbinder) bei den entsprechenden Rahmenbedingungen (beispielsweise feuchte Witterung) zu einer erhöhten Gefahr von Blasenbildung durch Wasserspeicherung in den Poren führen. Des Weiteren wurde bereits mehrfach in der Praxis festgestellt, dass speziell die Asphaltbinder nach den TL Asphalt-StB 07/13 [2] mit einem Größtkorn von 22 mm und einem hohen Anteil an Grobkorn zu Entmischungen neigen, sodass die Gleichmäßigkeit und die Homogenität der eingebauten Schicht nicht immer sichergestellt werden kann (Prozesssicherheit?). Konzepte für alternative Asphaltbinderschichten nach H Al ABi Um auf diese Problematik und auf in den letzten Jahren deutlich gestiegene Anforderungen (beispielsweise lärmarme Asphaltkonzepte nach den E LA D [3] oder hochstandfeste Asphaltkonzepte) an die Asphaltbinderschicht zu reagieren, wurde das bisherige Asphaltbinderkonzept für diese speziellen Anforderungen optimiert beziehungsweise neue Asphaltbinderkonzepte entwickelt. Die Hinweise für die Planung und Ausführung von alternativen Asphaltbinderschichten, H Al ABi, Ausgabe 2015 [4] (Abbildung 3), zeigen in diesem Kontext Konzepte für Asphaltbinderschichten auf, die sich, Abbildung 1: Beispielhafte Verformungen in Kreisverkehrsflächen Abbildung 2: Praxisbeispiel für zu hohe Hohlraumgehalte in der Asphaltbinderschicht Tab. 1: Kontrollprüfungsergebnisse von Bindern nach den H Al ABi Datengrundlage Hohlraumgehalt der fertigen Asphaltschicht (BK) [Vol.-%] SMA B S 98 Kontrollprüfungsstellen AC B S SG 27 Kontrollprüfungsstellen Min 1,3 1,7 Max 5,4 5,7 MW 2,8 3,0 5|2016

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