SMA im kommunalen Bereich
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- Norbert Breiner
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1 SMA im kommunalen Bereich ZuB Ingenieurgesellschaft für Zuschlag- und Baustofftechnologie mbh SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 1
2 Straßennetz in Deutschland Gemeindestraßen Gemeindestraßen Kreisstraßen Kreisstraßen Landesstraßen Landesstraßen Bundesstraßen Bundesstraßen Autobahnen Autobahnen km Gesamtstraßennetz Deutschland: km Quelle: Der Elsner 2013 SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 2
3 ADAC Sonderdruck: Effizienz im kommunalen Straßenbau, 2012 SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 3
4 Image des kommunalen Straßenbaus Quelle: SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 4
5 Häufige Schäden SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 5
6 Mögliche Ursachen Ungeeigneter Unterbau / Untergrund Fehlende Erkundungsuntersuchungen Ungeeigneter Asphaltoberbau Fehlehrhafte Planung Zweckfremder Einsatz des Asphaltmischgutes Planung der Asphaltmischgutart / -sorte für den vorgesehenen Verwendungszweck Inhalt (Qualität) der Eignungsnachweise Verantwortung des Auftragnehmers Tatsächliche Beanspruchung Unterdimensionierung des Straßenoberbaus Mängel in der Qualität bei der Herstellung Unzureichende / fehlende Qualitätssicherung Mangelnde Straßenerhaltung Verantwortung des Straßenbaulastträgers SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 6
7 Beanspruchungsanalyse: Oft besondere Beanspruchungen!!! SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 7
8 Besondere Anforderungen an den Einbau: SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 8
9 Weitere Besonderheiten im kommunalen Straßenbau Frühe Verkehrsfreigabe / freie Mobilität für Anwohner Aufgrabungen und Einbauten in Verkehrsflächen Anlagen des ruhenden Verkehrs Höhenanbindung und Zwangspunkte Aufstellflächen vor LSA Verkehrsflächen mit kleinen Kurvenradien / hohen Schubbeanspruchungen Rad- und Gehwege Anwohner Belange (gestalterische Aspekte / Elemente) SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 9
10 Anforderungen an den kommunalen Straßenbau Autofahrer Kommunen Vorhandensein eines verkehrssicheren Straßenzustandes, d.h. die Fahrbahn muss griffig, eben und ohne Schlaglöcher sein! Hohe Nutzungsdauer zur Vermeidung von Baustellen Staukosten 100 Mrd. /Jahr bzw. 34 /h und Person Minimierung des Erhaltungsaufwandes aufgrund des geringen Erhaltungsbudgets und verantwortungsvoller Verbrauch unserer natürlichen Ressourcen Anwohner Leise Straßen Keine Baustellen vor der Haustür Freie Mobilität SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 10
11 Die geeignete Asphaltbauweise ermöglicht: Erhöhte Nutzungsdauer Geringe Erhaltungskosten Aufrechterhaltung der Verkehrssicherheit und der Nutzungskomforts Weniger Baustellen und des Baustellenverkehrs Der Qualität der Planung und der Ausführung der Asphaltbauweise besondere Aufmerksamkeit widmen! SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 11
12 Systematik des Technischen Regelwerks im Asphaltstraßenbau in Deutschland Quelle: ZTV BEA-StB, Handbuch und Kommentare SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 12
13 DIN EN bzw. Umsetzungsdokument ATV (VOB C) Bauvertrag Asphaltmischgut herstellen und liefern Asphaltbefestigung herstellen TL Asphalt-StB ZTV BEA-StB ZTV Asphalt-StB Bauprodukt Bauausführung Werkseigene Produktionskontrolle Asphaltmischgut- Konzept / Eigenschaften Erstprüfung Überwachung Zertifizierung Eigenüberwachungsprüfungen Kontrollprüfungen DIN EN Auftragnehmer RAP Stra SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 13
14 Belastungsklassen nach den RStO 12 Fortschreibung der RStO 01 Straßen mit hoher Belastung Bk100 (über 32 Mio. äq. Achsübergänge) Bk32 (über 10 Mio. bis 32 Mio. äq. Achsübergänge) Bk10 (über 3,2 Mio. bis 10 Mio. äq. Achsübergänge) Bk3,2 (über 1,8 Mio. bis 3,2 Mio. äq. Achsübergänge) Straßen mit mittlerer bis geringer Belastung Bk1,8 (über 1,0 Mio. bis 1,8 Mio. äq. Achsübergänge) Bk1,0 (über 0,3 Mio. bis 1,0 Mio. äq. Achsübergänge) Bk0,3 (bis 0,3 Mio. äq. Achsübergänge) SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 14
15 Zuordnung gemäß ZTV Asphalt-StB Zweckmäßige Asphaltmischgutarten / -sorten in Abhängigkeit von der zu erwartenden Beanspruchung SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 15
16 Warum SMA bei hoher Verkehrsbelastung? Hohe Verformungsbeständigkeit Hohe Verschleißfestigkeit Dauerhaftigkeit Gute Rissbeständigkeit bei Kälte und mechanischer Beanspruchung Grobkörnige Oberflächentextur Ausgeprägte Makrorauheit SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 16
17 SMA Grundkonzept und Ausgangsbaustoffe Splittskelett Gestein Füller + Sand + Bitumen + Stabilisierender Zusatz Bsp. Cellulosefaser Mastix S plitt M astix A sphalt SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 17
18 Splittmastixasphalt SMA grobe Gesteinskörnung feine Gesteinskörnung Mastix- Füller/Bitumen/Faser Asphaltgefüge als Splittgerüst mit Ausfallkörnung SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 18
19 Asphaltbeton AC grobe Gesteinskörnung Asphaltgefüge als gleichmäßig gestuftes Gesteinskörnungsgemisch feine Gesteinskörnung SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 19
20 SMA 11 D S AC 11 D S SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 20
21 SMA AC SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 21
22 Stabilität im Splittmastixasphalt x m SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 22
23 SMA Anforderung gemäß TL Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09 (Gesteinskörnungen) Bezeichnung SMA 11 S (TL Asphalt-StB 07) SMA 8 S (TL Asphalt-StB 07) SMA 5 S (ZTV BEA-StB 09) SMA 8 N (TL Asphalt-StB 07) SMA 5 N (TL Asphalt-StB 07) Baustoffe Gesteinskörnungen (Lieferkörnungen) Anteil gebrochener Kornoberflächen Widerstand gegen Zertrümmerung Widerstand gegen Polieren Mindestanteil feiner Gesteinskörnung mit E CS 35 in % Kornform von groben Gesteinskörnungen C 100/0 ; C 95/1 ; C 90/1 C 100/0 ; C 95/1 ; C 90/1 C 100/0 ; C 95/1 ; C 90/1 C 90/1 C 90/1 LA 20 LA 20 LA 20 LA 20 LA 20 PSV angegeben (51) PSV angegeben (51) PSV angegeben (48) PSV angegeben (48) PSV angegeben (48) SI 20 / FI 20 SI 20 / FI 20 SI 20 / FI 20 SI 20 / FI 20 SI 20 / FI 20 SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 23
24 SMA Anforderung gemäß TL Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09 (Zusammensetzng) Bezeichnung Einheit SMA 11 S (TL Asphalt-StB 07) SMA 8 S (TL Asphalt-StB 07) SMA 5 S (ZTV BEA-StB 09) SMA 8 N (TL Asphalt-StB 07) SMA 5 N (TL Asphalt-StB 07) Zusammensetzung Asphaltmischgut Gesteinskörnungsgemisch Siebdurchgang bei 16 mm M.-% ,2 mm M.-% mm M.-% ,6 mm M.-% mm M.-% ,063 mm M.-% Mindest-Bindemittelgehalt (Faktor α) B min 6,6 B min 7,2 B min 7,4 B min 7,2 B min 7,4 Stabilisierender Zusatz M.-% 0,3-1,5 0,3-1,5 0,3-1,5 0,3-1,5 0,3-1,5 SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 24
25 Eine Verbesserung der Lebensdauer kann durch eine Erhöhung des Bitumengehalts im Asphaltmischgut erzielt werden.» Dickere Bindemittelfilme «Je mehr Bitumen desto länger die Zeit für Alterung. Hirsch, Dr. V., Ripke, Dipl.-Ing. O. Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), 2008 SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 25
26 SMA Anforderung gemäß TL Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09 Bezeichnung SMA 11 S (TL Asphalt-StB 07) SMA 8 S (TL Asphalt-StB 07) SMA 5 S (ZTV BEA-StB 09) SMA 8 N (TL Asphalt-StB 07) SMA 5 N (TL Asphalt-StB 07) Asphaltmischgut minimaler Hohlraumgehalt MPK V min 2,5 V min 2,5 V min 2,0 V min 1,5 V min 1,5 maximaler Hohlraumgehalt MPK V max 3,0 V max 3,0 V max 3,0 V max 3,0 V max 3,0 Hohlraumfüllungsgrad % ist anzugeben ist anzugeben ist anzugeben ist anzugeben ist anzugeben proportionale Spurrinnentiefe % ist anzugeben ist anzugeben SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 26
27 SMA Anforderung gemäß ZTV Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09 Schichteigenschaften SMA 11 S (ZTV Asphalt-StB 07) SMA 8 S (ZTV Asphalt-StB 07) SMA 5 S (ZTV BEA-StB 09) SMA 8 N (ZTV Asphalt-StB 07) SMA 5 N (ZTV Asphalt-StB 07) Einbaudicke cm 3,5-4,0 3,5-4,0 2,0 3,0 2,0-3,5 2,0-3,0 Einbaumenge kg/m² Verdichtungsgrad % Hohlraumgehalt Vol.-% 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 27
28 Maßgebliche Einflüsse auf die Qualität und Nutzungsdauer einer Asphaltbefestigung Dickendimensionierung der Konstruktion Asphaltmischgutzusammensetzung / - herstellung Einbau und Verdichtung der einzelnen Asphaltschichten Temperatur der Unterlage Tragfähigkeit der Unterlage Maschineller Einbau Handeinbauflächen minimieren (Zwickel) Verbund zwischen den einzelnen Asphaltschichten SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 28
29 Asphalttechnologie Zusammenhang zwischen Schichtdicke und Größtkorn Mindest-Einbaudicke für jede Schicht oder Lage einer Asphaltschicht (ZTV Asphalt-StB): 2,5-fache der oberen Siebgröße SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 29
30 Unterlage einer Asphaltschicht Vorbereitung und Prüfung der un- / gebundenen Unterlage Abschnitt 3.2 der ZTV Asphalt-StB 07 Erforderliche Eigenschaften der Unterlage Profil- und höhengerechte Lage Tragfähig Verformungsbeständig Ebenheit Sauberkeit kein geschlossener Wasserfilm, trocken, schnee- und eisfrei (gebundene Unterlage) Prüfung, Abnahme und Übergabe der Unterlage rechtzeitig vor dem Asphalteinbau! SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 30
31 Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und Fugen Vorbereitung und Herstellung Abschnitt 3.3 der ZTV Asphalt-StB 07 Bitumenemulsion gemäß TL BE-StB zum Ansprühen der Unterlage Polymermodifizierte Bitumenemulsion C60BP1-S Kationisch Bindemittelgehalt % Straßenbaubitumen Zugabe von Polymeren Brechklasse 1 zur Herstellung von Schichtenverbund Grundlagen für qualitativ guten Schichtenverbund Abdecken von Einbauten und Einfassungen Möglichst frühzeitig ansprühen Maschinelles ansprühen mit Rampenspritzgerät Gleichmäßig ansprühen und Dosierungsmenge beachten Ansprühen mit Hand nur in Ausnahmefällen jedoch nicht so!!! SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 31
32 Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und Fugen Herstellung von Nähten, Anschlüssen und Fugen Begriffsbestimmung: Nähte Kontaktflächen, die beim bahnenweisen Einbau von Asphaltmischgut mit vergleichbaren Eigenschaften nebeneinander sowie bei Arbeitsunterbrechungen hintereinander entstehen Anschlüsse Kontaktflächen zwischen Asphaltschichten /-lagen aus Asphaltmischgut mit unterschiedlichen Eigenschaften (z.b. Walzasphalt / Gussasphalt), zwischen Asphaltschichten und Einbauten Anschlüsse werden in Asphaltdeckschichten als Fuge ausgebildet Fugen Vorgesehene Zwischenräume in den Anschlüssen zwischen zwei Asphaltschichten oder Asphaltschichten und Einfassungen / Einbauten SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 32
33 Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und Fugen Aufgabe von Nähten, Anschlüssen und Fugen Nähte und als Fuge ausgebildete Anschlüsse Verhindern das Eindringen von Oberflächenwasser, Tausalz, Schmutz etc. in die Asphaltbefestigung Dauerhafte Verklebung von zwei Kontaktflächen Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und Randausbildung beeinflussen sich gegenseitig und müssen daher immer im Zusammenhang zum Gesamtaufbau betrachtet werden SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 33
34 Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und Fugen Herstellung von Nähten, Anschlüssen und Fugen ZTV Asphalt-StB 07, Abschnitte Nähte Längsnähte als Verbund von Asphaltschichten bei 2 Einbaubahnen Quernähte als Verbund von Asphaltschichten bei Arbeitsunterbrechungen Nähte Querschnittsschwächung im Asphaltoberbau 15 bis 30 cm gegeneinander versetzen!!! Quelle: DAV-Leitfaden SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 34
35 Qualität der Bauausführung Herstellung von Nähten, Anschlüssen und Fugen ZTV Asphalt-StB 07, Abschnitte Quelle: Dipl.-Ing. A. Otto SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 35
36 Qualität der Bauausführung Temperaturverteilung im Einbaustreifen des Straßenfertigers Messungen mit Wärmebildkamera SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 36
37 Aktuelle Entwicklungen basierend auf dem SMA-Prinzip Lärmmindernder Splittmastixasphalt SMA LA Asphaltdeckschicht für gute Lärmminderung auch bei geringen Fahrgeschwindigkeiten Asphaltbinder nach dem Splittmastixprinzip SMA B S Dichter, dauerhafter und prozesssicher Asphaltbinder für Verkehrsflächen besonderen Anforderungen Asphaltdecktragschicht ADTS Dichter, dauerhafter und prozesssicher Asphaltbinder für Verkehrsflächen besonderen Anforderungen SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 37
38 Lärmverursacher in kommunalen Straßen SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 38
39 Lärmmindernder Splittmastixasphalt SMA LA Erfahrungen mit dieser Bauweise seit 2005 SMS 5 LA und SMA 8 LA Signifikante Lärmminderung ab ca. 50 km/h (insbesondere PKW-Reifen) Hoher Verformungswiderstand Prozesssicheres Asphaltmischgut Keine besondere Anforderungen an Einbautechnologie und Baustoffe Keine zusätzlichen Entwässerungseinrichtungen erforderlich SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 39
40 Lärmmindernder Splittmastixasphalt SMA LA Sonderbelag nicht in der TL / ZTV Asphalt-StB 07 enthalten demnächst E LAD Bisheriger Kenntnisstand zur Zusammensetzung Kennwert SMA 8 LA SMA 8 S Hohlraumgehalt MPK [Vol.-%] ,5 3,0 Bindemittelgehalt [M.-%] 6,6 7,2 Bindemittelart 40/ A 25/55-55 A Anteil > 2mm Abstumpfung nein ja Hohlraum BK [Vol.-%] Walzverdichtung statisch statisch / dynamisch Quelle: Dipl.-Ing. M. Schellenberger SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 40
41 Asphaltbinder nach dem Splittmastixprinzip SMA 16 B S ( demnächst E AlABi) Dichter Asphaltbinder mit hoher Prozesssicherheit keine Entmischungsneigung hoher Verformungswiderstand gute Ermüdungsbeständigkeit temporäre (zwischenzeitliche) Nutzung durch den Verkehr geeignet als Unterlage für alle Deckschichten SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 41
42 Asphaltbinder nach dem Splittmastixprinzip SMA 16 B S ( demnächst E AlABi) Bisheriger Kenntnisstand zur Zusammensetzung Kennwert SMA 16 B S AC 16 B S Hohlraumgehalt MPK [Vol.-%] 3,0 4,0 5,5 6,5 Bindemittelgehalt [M.-%] 5,2 4,4 Bindemittelart 10/40-65 A 25/55-55 A Grobkornanteil [M.-%] Schichtdicke [cm] 6,0 10,0 5,0 9,0 Hohlraum BK [Vol.-%] 1,5 5,5 --- Zusatz (Bindemittelträger) [M.-%] 0,2 --- SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 42
43 Asphaltdecktragschicht ADT S Erfahrungen mit dieser Bauweise seit 2008 Bk1,8 / Bk1,0 / Bk0,3 einschichtige Bauweise guter Verformungswiderstand dichte Asphaltschicht SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 43
44 Asphaltdecktragschicht ADTS Bisheriger Kenntnisstand zur Zusammensetzung Kennwert ADTS 16 AC 16 TD Hohlraumgehalt MPK [Vol.-%] 3,0 3,5 1,0 3,0 Bindemittelgehalt [M.-%] 5,2 5,4 Bindemittelart 50/70 50/70; 70/100 Grobkornanteil [M.-%] Kornanteil > 2 mm [M.-%] Schichtdicke [cm] 4,0 8,0 5,0 10,0 Hohlraum BK [Vol.-%] 2,0 6,0 6,5 Zusatz (Bindemittelträger) [M.-%] 0,2 --- SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 44
45 DAV Leitfaden Neuer Leitfaden Asphalt im kommunalen Straßenbau ist in Bearbeitung! Download auf SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 45
46 Praxisbeispiel Stadt: Giengen Bauweise: SMA 5 S Einbaujahr: 2006 SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 46
47 Praxisbeispiel Stadt: Berlin Bauweise: SMA 8 S Einbaujahr: 2012 Belastungsklasse: Bk3,2 (III) SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 47
48 Praxisbeispiel Stadt: Berlin Bauweise: SMA 8 S mit SMA Binder Einbaujahr: 2008 Belastungsklasse: Bk10 (II) SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 48
49 Praxisbeispiel Stadt: Frankfurt/M Bauweise: SMA 11 S Einbaujahr: 2011 Belastungsklasse: Bk3,2 (III) SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 49
50 Praxisbeispiel Stadt: Frankfurt/M Bauweise: SMA 11 S Einbaujahr: 2009 Belastungsklasse: Bk10 (II) SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 50
51 Praxisbeispiel Stadt: Ingolstadt Bauweise: SMA 8 LA Einbaujahr: 2008 Belastungsklasse: Bk3,2 (III) SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 51
52 Praxisbeispiel Stadt: Chemnitz Bauweise: SMA 8 LA Einbaujahr: 2009 Belastungsklasse: Bk32 (I) SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 52
53 Praxisbeispiel Stadt: Baden-Baden Bauweise: SMA 5 LA Einbaujahr: 2012 Belastungsklasse: Bk10 (II) SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 53
54 Praxisbeispiel Stadt: Freudenthal Bauweise: Decktragschicht Einbaujahr: 2010 Belastungsklasse: Bk1,0 (IV) SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 54
55 Praxisbeispiel Stadt: Schwetzingen Bauweise: SMA 8 S farbig mit Gk aus 100 % Quarzit Einbaujahr: 2010 Belastungsklasse: Bk3,2 (III) SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 55
56 Technisches Regelwerk - bildet den vertraglichen und technischen Rahmen für die Planung und Ausführung von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise. Hinzukommen müssen: Fachwissen Sachverstand Erfahrung und Sorgfalt erst dann führen die Baumaßnahmen zum gewünschten Erfolg!!! Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und Geduld! SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 56
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