28 Technik Tabelle 2: Vergleichende Übersicht Superpave/SMA (Composite Pavements) – Angaben in Jahren. (Quelle: NCAT, Dr. Yi) Straßenbaubehörde Leistungsmessungsmethode SMA Superpave Längere Liegezeit SMA Alabama DOT Gesamtzustand Sichtprüfung 16,2 16,6 – Colorado DOT Spurbildung; Risse 17 17,4 – Georgia PACES Rating 16,0* 11,0* 5 Maryland SHA (Interstate) Maryland SHA (Principal Arterial) Spurbildung; Risse 24,8 26,9 – Spurbildung; Risse 32,2 24,0 8,2 Minnesota DOT Ride Quality Index Surface Rating 16,6* 11,3* 5,3 Virginia DOT Critical Condition Index 19,0 14,4 4,6 * Informationen für eine nur begrenzte Anzahl von Strecken verfügbar lung von Bitumen, der Asphaltherstellung in der Asphaltmischanlage, dem Einbau der Asphaltschicht und den anschließenden Recyclingzyklen. Jede dieser Stationen musste sich einer Reihe von Herausforderungen stellen, die eine Reduzierung der Schadstoffemissionen implizieren, um ihren CO 2 -Fußabdruck zu verringern. Obwohl der Prozess der Erdölförderung und der anschließenden Raffination ein sehr wichtiger Bestandteil der Asphaltproduktionskette ist, konzentrieren wir uns in diesem Dokument auf diejenigen Glieder der Asphaltproduktion, die am meisten mit dieser Industrie verbunden sind. Es handelt sich um die Herstellung von Asphaltmischgütern in der Asphaltmischanlage, den Einbau von Asphaltschichten (Asphaltdeck-, -binder- und -tragschichten) sowie die nachfolgenden Fräsgutzyklen oder RAP (Reclaimed Asphalt Pavement). Der Asphaltherstellungsprozess Insbesondere bei den europäischen Asphaltmischanlagenherstellern hat ein Wechsel der Energiequellen begonnen. Leider ist der Standard immer noch der Kohlenstaub (Braunkohle), der keinen hohen Heizwert hat, da er nur 60 bis 75 % reine Kohle und eine große Menge flüchtiger Stoffe enthält, die extrem umweltbelastend und schädlich für die Gesundheit von Mensch und Tier sind. Asphaltwerke, die mit diesem System ausgerüstet sind, lassen sich nur schwer auf neue Energiequellen umstellen. Aber der Trend geht im Allgemeinen dahin, Asphaltproduktionsanlagen nach und nach durch Modelle zu ersetzen, die in ihrer allgemeinen Konstruktion zu größeren Energieeinsparungen führen. Es geht nicht nur darum, die für den Trocknungsprozess der Mineralstoffe verwendeten Brennstoffe zu ändern. Die Mineralstoff-Fraktionen sollten überdacht gelagert werden, was den Energiebedarf zur Trocknung der Gesteine reduziert. All diese Maßnahmen haben eine reduzierende Wirkung auf den CO 2 -Ausstoß in die Atmosphäre. Die Asphaltproduktion selbst hat jedoch keine grundlegende Veränderung erfahren, die eine Revolution im Produktionsprozess mit sich bringen oder die Produktion von Treibhausgasen drastisch reduzieren würde [3]. Auch die modernen Asphaltmischanlagen können nicht CO 2 -neutral produzieren oder werden derzeit noch nicht mit 100 % erneuerbarer Energie betrieben. Es ist jedoch zu erwarten, dass die großen Unternehmen, die sich der Herstellung von Asphaltmischanlagen widmen, erhebliche Fortschritte in ihren Planungsprozessen machen werden. Fossile Brennstoffe werden in den Produktionsprozessen definitiv durch ausschließlich erneuerbare und nicht umweltschädliche Energiequellen wie Wind und Sonne ersetzt werden. Die Verwendung von recyceltem Asphalt Einer der bemerkenswertesten Aspekte, aber sicherlich keine große Neuheit mehr in der Welt des Asphalts, ist die Verwendung von Recyclingasphalt (RAP – Reclaimed Asphalt Pavement). Die Nutzung von RAP ist eine Maßnahme, die dazu beitragen wird, den CO 2 -Fußabdruck der Asphaltindustrie zu reduzieren. Es ist festzustellen, dass der Einsatz von RAP in allen Asphaltschichten im internationalen Maßstab zunimmt. In Deutschland gibt es immer noch erhebliche Beschränkungen für die Verwendung von RAP, insbesondere in Asphaltdeckschichten. Die Verwendung von Recyclingmaterial in den unteren Schichten (Asphaltbinder- und -tragschicht) hat zugenommen, aber es bestehen immer noch Zweifel, ob der Anteil von RAP in der Asphaltdeckschicht erhöht werden kann. Gründe, die dafür angeführt werden, um die Menge an Recyclingmaterial in der Asphaltdeckschicht nicht wesentlich zu erhöhen, sind die schwierige Rückverfolgbarkeit des Materials und die Kosten für die genaue Bestimmung der Materialeigenschaften. In anderen Regionen der Welt sind die Ansprüche bei der Bestimmung der Materialqualität nicht so hoch wie in Mitteleuropa. Im Sinne einer positiveren Bilanz des CO 2 -Fußabdrucks sollte die einheimische Asphaltindustrie eine prozentual höhere Einbeziehung von RAP in Betracht ziehen. SMA – ein Beitrag gegen den Klimawandel Splittmastixasphalt (SMA) bietet eine Reihe von Vorteilen im Vergleich zu anderen Asphaltmischgutarten, insbesondere beim Einsatz in Projekten mit hohen Anforderungen an die Widerstandsfähigkeit gegen Verformung [4]. So werden in Deutschland Autobahnen und Bundesstraßen mit SMA 11 oder SMA 8 gebaut. In der Zwischenzeit kommt der SMA weltweit in mehr als 50 Ländern als Standardbauweise zum Einsatz [5]. Aber was sind die Merkmale, die dazu geführt haben, dass sich diese Bauweise in vielen Ländern durchgesetzt hat und als technische Option 4|2020
Technik 29 weiterwächst? Der hohe Anteil an grobkörnigen Mineralstoffen bildet ein sich selbst abstützendes Gesteinsgerüst und bietet eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen permanente Verformungen. Der bitumenreiche Asphaltmörtel, welcher den Hohlraum zwischen den Mineralstoffen ausfüllt, macht SMA langlebig und nachhaltig. Cellulosefasern, die als stabilisierende Zusätze im SMA unabdingbar sind, werden aus technischer Rohcellulose/Recyclingpapier hergestellt und unterstützen bereits seit Jahrzehnten den Nachhaltigkeitsgedanken. Die Cellulose besteht aus nachwachsenden Rohstoffen und ist biologisch abbaubar. SMA erreicht in der Regel eine um 20 bis 25 % längere Lebensdauer als Asphaltbeton bzw. Superpave bei vergleichbarer Verkehrsbelastung [5]. Die SMA-Oberflächenstruktur bietet eine gute Griffigkeit mit relativ geringem Verkehrslärm. Durch längere Lebenszyklen wird der Ausstoß von Treibhausgasen erheblich reduziert. Die von der European Asphalt Pavement Association (EAPA) veröffentlichten Referenzwerte zur durchschnittlichen Lebensdauer der verschiedenen Asphaltmischgutarten basieren hauptsächlich auf Erhebungen und Beobachtungen der assoziierten Mitglieder. Eine weitere Bestätigung dieser veröffentlichten Referenzwerte ist die Studie, die von Professor Dr. Fan Yi vom National Center for Asphalt Technology (NCAT) auf der ersten internationalen SMA-Konferenz, in Atlanta, Georgia/USA, Ende 2018 vorgestellt wurde [6]. Die Studie spiegelt die Daten wider, die in verschiedenen US-Bundesstaaten gesammelt wurden, in denen zwischen 2011 und 2015 systematisch SMA eingesetzt wurde, wobei im Vergleich zu Superpave- Asphalten sehr deutlich bessere Ergebnisse mit SMA erzielt wurden. Die Studie von Dr. Yi legt besonderen Wert auf wirtschaftliche Aspekte bei der Bestimmung der einzusetzenden Asphaltmischgutart. Das Umweltkriterium wird nur am Rande erwähnt, aber es ist zweifellos klar, dass SMA aufgrund seiner längeren Lebensdauer und Widerstandsfähigkeit längere Lebenszyklen impliziert, was zu einer automatischen Reduzierung des CO 2 -Fußabdrucks führt. Wir unterstützen Sie beim Verkauf Ihrer Maschinen: rbauktion.de/sell Eine dänische Weiterentwicklung von SMA Durch königlichen Erlass hat Dänemark beschlossen, dass ab Oktober 2019 alle Autobahn- und Schnellstraßenprojekte mit der neuen Asphaltmischgutart SMA-KVS (Klimavenlig Slidlag; deutsch Klimafreundliche Deckschicht) gebaut werden müssen. Der in Dänemark entwickelte neue SMA-KVS bietet alle Eigenschaften von SMA, die es dieser Art von Asphaltmischgut ermöglicht haben, sich weltweit zu etablieren. Aber durch diese Weiterentwicklung wurden gewisse klimarelevante Eigenschaften des SMA um einiges verbessert. Das dänische Straßenbauamt (DRD) erhielt 2018 einen Zuschuss von Den Grønne Pulje (Grüne Fonds) in Höhe von 3,1 Mio. DKK, um den optimierten klimafreundlichen Asphalt (KVS) in eine Demonstrationsphase zu bringen [7]. Ziel des Projektes war es, den Bau von Belägen mit geringerem Rollwiderstand zu entwickeln. Das Projekt war in verschiedene Arbeitspakete gegliedert: Ad magazine Asphalt 244x90 Connect May20.indd 1 2020-06-05 4|2020 4:47 PM
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