Asphaltgranulat als Tragschicht ohne Bindemittel

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1 Asphaltgranulat als Tragschicht ohne Bindemittel Dipl.-Ing. Thomas Plehm Landesbetrieb Straßenwesen Brandenburg Dezernat Grundsatzangelegenheiten Straßen- u. Konstruktiver Ingenieurbau Vorüberlegungen zur Mengenbilanz (fast) alle Baumaßnahmen finden im vorhandenen Netz statt bei jeder Baumaßnahme fallen auch Ausbaustoffe an Mengen aus ausgebauten Schichten entsprechen den neu eingebauten Schichten, wenn keine Konstruktionsschichten verstärkt oder Fahrbahnbreiten vergrößert werden. Welche Zugabemengen wären realistisch zu erreichen? in Deckschichten aus SMA kein AG, in Asphaltbeton möglich in Binderschichten bereits ca. 25% Zugabe üblich in Asphalttragschichten i.d.r. bis 40% anlagentechnisch möglich Wiederverwendung des Asphaltgranulats ist immer nur zum Teil möglich, die Mengen werden zunehmen. 2 1

2 Wiederverwendung im Heißmischgut in Bundesfern- und Landesstraßen in Brandenburg im Jahr 2016 Asphaltschicht Häufigkeit für AG-Zugabe [Anzahl] Verwendete Mengen [t] Mittelwert [%] Deckschicht Binderschicht Tragschicht auffällig: - Zugabe in Binderschichten nicht so häufig wie erwartet - Zugabe in Tragschichten geringer als vermutet Alternativen müssen gefunden werden 3 Vorüberlegungen zur Rangfolge der Verwertung 1. Zugabe zum Heißmischgut Wiederverwendung in Mischgut nach TL Asphalt 2. Ausgangsstoff für Verfestigungen Verfestigung mit hydraulischen Bindemitteln (Anforderungen geregelt) Emulsionsgebundene Verfestigung (Anforderungen nicht einheitlich geregelt, Ausführung teuer) 3. Ausgangsstoff für Schichten ohne Bindemittel Vorteil: Asphaltgranulat bleibt unvermischt in ursprünglicher Zusammensetzung erhalten Frage: Werden die Anforderungen an eine ToB erfüllt? 4. Zugabe zu mineralischen RC-Baustoffen 20% nach BTR RC-StB, 30% nach TL Gestein-StB mögliche Zugabemengen werden bisher kaum ausgereizt 4 2

3 Auswahl der Bauweise zu Beginn nur Substitution für eine Frostschutzschicht mit geringem Anforderungsniveau an die Tragfähigkeit 5 BTR RC-StB 14, Abschn : Grundsätzlich ist die Herstellung von ungebundenen Trag- und Deckschichten vorwiegend aus Asphaltgranulat im Straßenbauregelwerk nicht vorgesehen Abstimmung mit den Umweltbehörden erforderlich Antwort des Landesumweltamtes auf entsprechende Anfrage: keine Einwände gegen ein Pilotverfahren gemäß BTR RC-StB ist aber für einen dauerhaften Einbau von Asphaltgranulat in ungebundenen Trag- und Deckschichten die Zustimmung des zuständigen Landkreises erforderlich 6 3

4 Baumaßnahme: Radweg B 167 Metzelthin - Ganzer Abs. 550, Stat. 4,2 bis 6,7 7 Zustimmung der Unteren Abfallwirtschaftsbehörde Baumaßnahme befindet sich im Landkreis Ostprignitz-Ruppin Untere Abfallwirtschaftsbehörde stimmte dem Pilotprojekt Auflagen zu: Z 2 für Bauschutt Anhang (A 2 und A 4) Verwertungsklasse A nach Anhang 5 (nicht pechhaltig) Nachweis, dass keine Schadstoffe in den Untergrund gelangt sind (d.h. im 3. Jahr Schadstoffuntersuchung unterhalb des Oberbaus, Vergleich mit Proben vor dem Einbau) 8 4

5 Probefeld Herkunft des AG: Heiligengrabe, EUROVIA Industrie Probefeld alle Labor- und Felduntersuchungen durch BIB 9 Verdichtbarkeit des Granulats Ergebnis: Verdichtungsgrad von 100% ist erreichbar Tragfähigkeitswerte waren kritisch, aufgrund des schlechten Untergrunds 10 5

6 Eignungsprüfung des Granulats Sieblinie entspricht FSS 0/22 CBR0-Wert: 58,5% (> 40% nach BTR RC-StB) Das Granulat erfüllt die Anforderungswerte an eine FSS 11 Eignungsprüfung des Granulats Das Granulat erfüllt die Anforderungen an die Einbauklasse 2 d. h. für Schichten ohne Bindemittel unter wasserundurchlässiger Deckschicht geeignet 12 6

7 Befestigungsaufbau (3 Varianten) 3 cm AC 8 D L 7 cm AC 16 T L 30 cm Frostschutzschicht aus gebrochener Gesteinskörnung 3 cm AC 8 D L 15 cm Asphaltgranulat als FSS 0/22 3 cm AC 8 D L 7 cm AC 16 T L 7 cm AC 16 T L 20 cm Asphaltgranulat als FSS 0/22 15 cm Frostschutzschicht aus gebrochener Gesteinskörnung 12 cm Frostschutzschicht aus gebrochener Gesteinskörnung

8 Kontrollprüfungen unter dem Asphaltgranulat Ebene Verdichtungsgrad [%] ( 97) OK Untergrund 97,5 99,8 Ev2 Wert [MPa] ( 45) [33,9] Ebene Verdichtungsgrad [%] ( 103) Ev2 Wert [MPa] EVd Wert [MPa] OK FSS 0/32 (12 cm) OK FSS 0/32 (15 cm) OK FSS 0/32 (30 cm) 100,8 103, ,9 105, , ,2 186,3 15 Kontrollprüfungen am Asphaltgranulat Ebene Verdichtungsgrad [%] ( 100) Hohlraumgehalt [%] (--) Ev2 Wert [MPa] ( 80) Ev2 / Ev1 [-] ( 2,5) EVd Wert [MPa] OK AG 0/22 (15 cm) 101,5 102,5 102,4 19,7 20,0 19,4 95,4 156,2 96,1 2,0 1,6 2,1 50,0 69,6 51,5 OK AG 0/22 (20 cm) 101,1 101,2 101,7 19,9 19,6 20,1 142,5 104,1 122,7 1,7 2,0 1,8 62,5 48,9 55,8 erfüllt die Anforderungen an eine FSS für Radwege und fast überall auch an FSS für Bk0,3 ( 100 MPa) 16 8

9 17 Stoßbelastung 35 kn auf allen Schichten 18 9

10 FWD-Messungen auf der Unterlage für Asphaltgranulat ( ) 30 cm Frostschutzschicht aus 30 cm gebrochener FSS (gebrochen) Gesteinskörnung cm cm FSS Frostschutzschicht (gebrochen) aus gebrochener Gesteinskörnung cm FSS Frostschutzschicht (gebrochen) aus gebrochener Gesteinskörnung

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13 VSVI-Seminar "Bautechnik" VSVI-Seminar "Bautechnik" 26 13

14 FWD-Messungen auf dem Asphaltgranulat der Radweges ( ) 15 cm Asphaltgranulat als FSS 0/22 20 cm Asphaltgranulat als FSS 0/22 30 cm Frostschutzschicht aus gebrochener Gesteinskörnung 15 cm Frostschutzschicht 30 cm FSS (gebrochen) 15 cm FSS (gebrochen) 12 cm FSS (gebrochen) aus gebrochener Gesteinskörnungen 12 cm Frostschutzschicht aus gebrochener Gesteinskörnungen 27 Bestimmung des Schichtmoduls des Asphaltgranulats ( ) 15 cm Asphaltgranulat als FSS 0/22 20 cm Asphaltgranulat als FSS 0/22 30 cm Frostschutzschicht aus gebrochenen Gesteinskörnung 15 cm Frostschutzschicht 30 cm FSS (gebrochen) 15 cm FSS (gebrochen) 12 cm FSS (gebrochen) aus gebrochenen Gesteinskörnungen 12 cm Frostschutzschicht aus gebrochenen Gesteinskörnungen 28 14

15 29 VSVI-Seminar "Bautechnik" FWD-Messungen auf der Deckschicht des Radweges ( ) 3 cm AC 8 D L 7 cm AC 16 T L 15 cm Asphaltgranulat 15 cm FSSals (gebrochen) FSS 0/22 30 cm FSS (gebrochen) 20 cm Asphaltgranulat 12 cm FSSals (gebrochen) FSS 0/22 30 cm Frostschutzschicht aus gebrochener Gesteinskörnung 15 cm Frostschutzschicht aus gebrochener Gesteinskörnungen VSVI-Seminar "Bautechnik" 12 cm Frostschutzschicht aus gebrochener Gesteinskörnungen 30 15

16 Vergleich Kraftstoß 35 kn und 50 kn (mit Temperaturkorrektur auf 20 C) für vergleichende Bewertungen ist Eä 20 c 10% -Quantil heranzuziehen. 31 Gesamttragfähigkeit auf der Konstruktionsoberkante Befestigungsvarianten äquivalente Verformungsmodule (Weingart) Eä 20 C 10 %-Quantil (mit FWD ermittelt) Anforderungen auf Radweg nach RStO 12 Messergebnisse Erprobungstrecke Radweg Ganzer Anforderungen auf Asphaltdecke nach Tafel 1 für Bk0,3 250 MPa 390 MPa 323 MPa (15 cm AG) 352 MPa (20 cm AG) Asphaltdecke Asphalt-TS Asphaltgranulat 80 3 cm 7 cm 30 cm > 80 3 cm 7 cm cm cm cm 10 cm 30 cm FSS 32 16

17 erste Schlussfolgerungen Asphaltgranulat 0/22 ließ sich einbauen und verdichten. Verdichtungs- und Tragfähigkeitsanforderungen an ToB für Radwege wurden erreicht. Tragverhalten in der Größenordnung einer FSS aus gebrochenem Material wurde nachgewiesen. Welche Ergebnisse fehlen noch: Aussagen zu möglichen Verformungen während der Nutzungsdauer Tragfähigkeitsveränderungen durch Verklebung bei hohen Temperaturen Untersuchungen zur Umweltverträglichkeit 33 weitere Vorgehensweise Umwelt: Einbau von Asphaltgranulat in ungebundener Bauweise unter einer dichten Überbauung muss bei Einhaltung der Z 2-Werte grundsätzlich zulässig sein. Bautechnik: Die sichere Erreichung von EV2 100 und 120 MPa auf einer dickeren FSS aus AG muss erprobt werden (Bk0,3). mögliche Variante Bk0,3 Tafe1, Zeile 1 mögliche Variante Bk0,3 in Anlehnung Tafe1, Zeile cm 10 cm cm 8 cm 25 cm 45 (Substitution FSS) F1-Boden oder SfM cm (Substitution FSS bzw. KTS) F1-Boden oder SfM 34 17

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 35 18