Walzasphaltstraßen. Anforderungen und Prüfergebnisse aus Sicht. einer Prüfstelle

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Helmut Fischer
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1 Walzasphaltstraßen Anforderungen und Prüfergebnisse aus Sicht einer Prüfstelle Informationsveranstaltung der Qualitätsgemeinschaft Städtischer Straßenbau e.v. (QGS) 19. September 2011 Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer ASPHALTA Prüf- und Forschungslaboratorium GmbH Berlin

2 2 Qualität definiert sich über die dauerhafte Sicherstellung der Gebrauchseigenschaften im Nutzungszeitraum Welche Schäden durch vorzeitiges Versagen sind typisch?

3 3 (Aktuelle) Hierarchie der Schadensmerkmale Alterung, Ausmagerungen

4 4 Alter 4 Jahre: Starke Alterung, Kornausbrüche, Risse DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 4

5 5 Alter 6 Jahre: Starke Alterung, Kornausbrüche, Risse

6 6 Verdichtungsmangel? Alter 6 Jahre: Starke Alterung, Kornausbrüche, Risse

7 7 (Aktuelle) Hierarchie der Schadensmerkmale Alterung, Ausmagerungen Netzrisse und Wilde Risse

8 8 Netzrisse, Wilde Risse

9 9 (Aktuelle) Hierarchie der Schadensmerkmale Alterung, Ausmagerungen Netzrisse und Wilde Risse Aufgehende Nähte

10 10 Schadensbild Offene Nähte

11 11 Günstig: Einbau heiß an heiß

12 12 Dauerhafte Nahtausbildung

13 13 (Aktuelle) Hierarchie der Schadensmerkmale Alterung, Ausmagerungen Netzrisse und Wilde Risse Aufgehende Nähte Verformungen

14 14 Verformung Verformungen in den Radspuren

15 15 (Aktuelle) Hierarchie der Schadensmerkmale Alterung, Ausmagerungen Netzrisse und Wilde Risse Aufgehende Nähte Verformungen Sonstige Risse, z.b. Reflexionsrisse oder Tragfähigkeitsschäden

16 Walzasphaltstraßen Anforderungen aus der Sicht Struktur einer Prüfstelle und Inhalt des Regelwerks Baugrundsätze 16 Visuelles Zustandsbild der Fahrbahnoberfläche

17 17 Dazu kommt ein weiteres Zustandmerkmal, was weder dem Baustoff noch dem Einbauer anzulasten ist. Risse durch Einflüsse aus der Unterlage

18 Zustandsbild 3 Jahre nach der Erhaltungsmaßnahme 18

19 19 Wie definiert sich dauerhaft? Nutzungsdauer für Asphaltschichten Zeitraum zwischen Neubau und Eingreifzeitpunkt *) Anhaltswerte [Jahre] Schicht Asphaltbeton Splittmastixasphalt Gussasphalt Asphaltbinder Asphalttragschicht Bauklassen SV, I, II III - VI * ) nach RPE-Stra 01, Anhang 10

20 20 Welche Ursachen sind für vorzeitiges Versagen verantwortlich zu machen? Baustoff? Was hat sich verändert? Konzeptionelle Zusammensetzung und Eigenschaften?

21 21 Änderungen in der konzeptionellen Zusammensetzung und in den Eigenschaften Optimierung hinsichtlich Verformungsbeständigkeit Splittreiche Zusammensetzung (SMA statt Asphaltbeton) Ausschließliche Verwendung von Brechsand Bindemittel höherer Viskosität Additive

22 22 Optimierung des Mischgutes hinsichtlich Verformungsbeständigkeit Auswirkungen auf die Mischguteigenschaften Erhöhung des Verdichtungswiderstandes Verkürzte Verarbeitungszeiten Witterungsempfindlichkeit erhöht

23 23 Welche Ursachen sind für vorzeitiges Versagen verantwortlich zu machen? Baustoff? Was hat sich verändert? Eigenschaften der Ausgangsstoffe

24 24 Änderungen in den Eigenschaften der Ausgangsstoffe Bitumen? Gesteine? Einflüsse aus der Wechselwirkung zwischen den Ausgangsstoffen Stichwort Haftverhalten

25 25 Welche Möglichkeiten bestehen, hinsichtlich der Mischgutkonzeption den Qualitätsdefiziten vorzubeugen? Bei Festlegung der Eigenschaften des Asphaltmischgutes ist den Anforderungen durch Verkehrsbeanspruchung, Klima etc. bereits bei der Auswahl der Mischgutsorte, insbesondere aber bei der Zusammensetzung des Mischgutes ein höherer Stellenwert beizumessen. Stichwort: Eignungsnachweis

26 26 Welche Möglichkeiten bestehen, hinsichtlich der Mischguteigenschaften den Qualitätsdefiziten vorzubeugen? Sorgfältige Durchführung der Erstprüfung! Berücksichtigung der Gesteinseigenschaften hinsichtlich Bindemittelbedarf. Porosität, Wasseraufnahme, versteifende Eigenschaften von Füllern

27 27 Welche Möglichkeiten bestehen, hinsichtlich der Mischguteigenschaften den Qualitätsdefiziten vorzubeugen? Sorgfältige Durchführung der Erstprüfung! Volumetrische Bindemittelbemessung mit Hilfsgrößen wie: Bindemittelvolumen Hohlraumausfüllungsgrad und Füller-Bitumen-Verhältnis

28 28 Welche Möglichkeiten bestehen, hinsichtlich der Anforderungen beim Einbau den Qualitätsdefiziten vorzubeugen? Bei der heutigen Verdichtungstechnologie ist es problemlos möglich, bei Walzasphaltschichten die Anforderungen an den Verdichtungsgrad auf 100 % (- 2 % Toleranz) anzuheben. Im Bereich zwischen 96 % und 100 % Verdichtungsgrad führt eine Zunahme des Verdichtungsgrades um 1 % zu einer Erhöhung des Verformungswiderstandes von 15 %! [Huschek 1998]

29 29 Verdichtungskontrolle

30 30 Maßgebende Faktoren für eine Walzasphaltschicht mit hoher Dauerhaftigkeit Hohlraumgehalt Hohlraumgehalt Hohlraumgehalt

31 31

Hohe Porosität durch Einbau bei ungünstiger Witterung 32

32 Hohe Porosität durch Einbau bei ungünstiger Witterung DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 32

33 33 Welche Veränderungen sind schon auf den Weg gebracht? Max. Hohlraumgehalt abgesenkt Mindestsplittgehalte abgesenkt (SMA) Quantitative Anforderungen an den Schichtenverbund

34 34 Fehlender Schichtenverbund

35 35 Prüfverfahren Schichtenverbund nach Leutner (TPA-StB Teil 80)

36 36 Bewertungshintergrund für ausreichenden Schichtenverbund Schichtgrenze Scherkraft Asphaltdeckschicht - Asphaltbinderschicht 25,0 kn Asphaltbinderschicht - Asphalttragschicht 20,0 kn Asphaltdeckschicht - Asphalttragschicht 16,0 kn

37 37 Wie haben sich die Veränderungen in den Eigenschaften ausgewirkt? Hohlraumgehalte bei SMA wesentlich niedriger Zahl der unzulässigen Abweichungen hat abgenommen Praktisch keine Mängel im Schichtenverbund mehr feststellbar!

38 38 Viel Erfolg für die Umsetzung und vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Bernd Dudenhöfer ASPHALTA Prüf- und Forschungslaboratorium GmbH Halenseestraße/Innenraum AVUS Nordkurve Berlin +49 (30)

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