16 Schwerpunkt: Niedrigtemperaturasphalt Abbildung 5: Absaugvorrichtung am Fertiger (links Übersicht, unten und rechts Detail) Die Verwendung eines Asphaltfertigers mit Absaugvorrichtung sollte zusätzlich eine Verringerung der Dämpfe und Aerosole aus Bitumen sicherstellen. Die erforderliche Anzahl der Walzen wurde auf Basis des M VA [14] mit drei ermittelt. Um eventuellen Problemen hinsichtlich der Verdichtung vorzubeugen, wurde eine vierte Walze vorgesehen. Eingesetzt wurden Tandemvibrationswalzen mit einem Betriebsgewicht zwischen 8 und 10 t. Eine der Walzen war zusätzlich mit einer Oszillationsbandage ausgestattet. Sowohl das Mischanlagenpersonal als auch die Asphaltkolonnen wurden im Vorfeld auf mögliche Veränderungen des Mischguts gegenüber herkömmlichen Asphalten hingewiesen: mögliche Veränderung und Homogenität des Mischgutes mögliche Restfeuchte des Gesteins aufgrund zu geringer Mischtemperaturen mögliche Temperaturschwankungen des Mischgutes erschwerte Verdichtung aufgrund zu hoher Viskosität des Mischguts oder mögliche veränderte Oberflächenstruktur der Temperaturabgesenkten Asphalte aufgrund der Viskosität des Mischgutes Darüber hinaus wurden die Beteiligten auf mögliche unbekannte Eigenschaften des Temperaturabgesenkten Asphaltes hingewiesen. So war nicht klar: ob das Mischgut zum Schieben neigt, unterhalb welcher Temperatur nur noch statisch verdichtet werden kann, ob statische Verdichtung, Oszillationsverdichtung oder Vibrationsverdichtung eine höhere Verdichtung des Asphaltes hervorrufen, welche Auswirkungen das Verdichtungsverhalten auf die Ebenheit hat. Zur Sicherstellung der Mischgut- und Asphaltqualität wurde daher ein Probefeld für die Asphaltbinderschicht eingerichtet, anhand dessen die erforderliche Anzahl der Walzübergänge auf 8 dynamische Überfahrten und zusätzlich mind. 6 statische Überfahrten festgelegt wurde. Dabei zeigte sich, dass trotz geringerer Einbautemperatur das Asphaltmischgut AC 16 B S keine Auffälligkeiten aufwies und sich herkömmlich verdichten ließ. Die Erfahrungen, die auf dem Probefeld gesammelt wurden, konnten auf der gesamten Fläche der Erprobungsstrecke beim Einbau des Temperaturabgesenkten Asphaltmischgutes AC 16 B S - TA bestätigt werden. Die gewünschte Einbautemperatur von durchschnittlich 135 °C konnte flächendeckend anhand einer an dem Fertiger angebauten Infrarotkamera bestätigt werden (Abbildung 6). Damit konnte die Einbautemperatur, die bei konventionellem Asphaltmischgut in anderen Teilabschnitten dieses Bauvorhabens in der Regel bei durchschnittlich 160 °C bis 170 °C lag, erheblich reduziert werden. Der Einbau der Temperaturabgesenkten Asphalte erfolgte bei trockenem und warmem Wetter mit einer geringen Windgeschwindigkeit. Die Mischgutproduktion und der Einbau der Temperaturabgesenkten Asphaltdeckschicht aus Mischgut der Sorte SMA 11 S - TA zeigte sich dagegen anspruchsvoller. Die Überwachung der Temperatur ergab, dass auch bei 7|2021
Schwerpunkt: Niedrigtemperaturasphalt 17 diesem Mischgut die Anforderungen an die Temperatur beim Mischprozess und beim Einbau eingehalten wurden (Abbildung 7). Die durchschnittliche Einbautemperatur (Messstation Schnecke am Fertiger) betrug 136 °C. Bereits bei der Lagerung in den Verladesilos zeichnete sich das Mischgut durch seine hohe Viskosität und Klebkraft aus. Diese Eigenschaften waren ebenso auf der Baustelle feststellbar. Als Ursache kann die gegenüber dem Mischgut AC 16 B S - TA leicht erhöhte Dosierung des Additivs angesehen werden. Die Verdichtung der Walzen wurde mithilfe einer non-nuclearen Sonde überwacht. Dadurch konnte festgestellt werden, dass bei Oberflächentemperaturen unter 90 °C (entsprach einer Kerntemperatur von 110 °C) sowohl eine vibrierende als auch oszillierende Verdichtung der Walze keine Verdichtungszunahme mehr bewirkte. Vielmehr wurde in diesem Temperaturbereich eine Verschlechterung der Verdichtung festgestellt (Abbildung 8). Aufgrund dessen wurden die Walzschemata angepasst. Um eine höhere Anzahl der dynamischen Überfahrten der Walze zu gewährleisten und damit einen anforderungsgerechten Verdichtungsgrad und Hohlraumgehalt in der fertigen Schicht, wurden die Walzwege verkürzt. Akzeptiert wurde der Umstand, dass sich diese Art des Walzens ggf. ungünstig auf die Ebenheit auswirkt. Durch die Überwachung der Verdichtung konnte festgestellt werden, dass der nach ZTV Asphalt-StB 07/13 erforderliche Verdichtungsgrad mittels Vibrationsverdichtung innerhalb 3 Walzübergänge erreicht werden konnte. Jedoch wirkten sich dynamische Verdichtungen unterhalb einer Oberflächentemperatur von 90 °C ungünstig auf den Verdichtungsgrad aus, der mit einer Auflockerung des Gefüges interpretiert werden könnte. Durch statische Übergänge konnte der Rückgang des Verdichtungsgrades wieder rückgängig gemacht werden, sodass eine anforderungsgerechte Verdichtung erzielt wurde. Ergebnisse der Kontrollprüfungen Belastung von 4,7 mg/m³ ermittelt. Gegenüber herkömmlichen Asphalten, die oftmals bei Temperaturen > 160 °C eingebaut werden, liegt der gemessene Wert jedoch deutlich niedriger. Inwieweit die Emissionen durch eine Modifizierung der Fertigerabsaugung in Verbindung mit noch niedrigeren Einbautemperaturen erreicht werden können, muss in weiteren Erprobungsstrecken noch untersucht werden. Es besteht somit weiterer Forschungsbedarf. Fazit und Ausblick Anhand des Pilotprojektes konnte nachgewiesen werden, dass mit dem Additiv Evotherm P35 nachweislich die Produktions- und Einbautemperatur der Asphaltmischgüter Abbildung 6: Oberflächentemperatur hinter dem Fertiger des Asphaltmischgutes AC 16 B S - TA Die Kontrollprüfungen ergaben, dass die Vorgaben an den Hohlraumgehalt und Verdichtungsgrad eingehalten werden konnten (Tab. 3 und 4). Die Marshallprobekörper wurden wie in der Erstprüfung festgelegt bei 125 °C verdichtet. Die Prognose, dass die Umstellung des Walzschemas eine ungünstigere Ebenheit ergab, bestätigte sich. Ergebnisse der Emissionsmessungen Die Emissionen wurden stationär an den entsprechenden Arbeitsplätzen der Asphaltkolonne durch die BG BAU gemessen (Abbildung 9). Durch die Absenkung der Temperatur konnten die Dämpfe und Aerosole aus Bitumen nachweislich verringert werden. Im Bereich der Walzenfahrer und des Beschickerfahrers wurde der Grenzwert von 1,5 mg/m³ eingehalten. Im Bereich der Bohle wurde der Grenzwert leicht überschritten. Die höchsten Emissionen wurden im Steuerstand des Asphaltfertigers gemessen. Hier wurde eine Abbildung 7: Vergleich der Temperaturen SMA 11 S - TA bei Mischgutproduktion (blau), bei Anlieferung auf der Baustelle (rot), an der Fertigerschnecke (grün) (Mittelwert Sattel Mischanlage 147 °C, Mittelwert Sattel Anlieferung 141 °C, Mittelwert Schnecke Fertiger 136 °C), Temperaturmessung mittels Einstechthermometer 7|2021
Laden...
Laden...
Laden...