Der richtige Asphalt am richtigem Platz

Transkript

1 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Der richtige Asphalt am richtigem Platz Thomas Reschke, Deutscher Asphaltverband (DAV) e. V.

2 Gliederung: Einführung / Motivation Kriterien für die Auswahl geeigneter Asphalte in Abhängigkeit vom Anforderungsprofil Kriterien für die Auswahl geeigneter Asphalte in Abhängigkeit von den Randbedingungen der Baustelle Beispiele für typische Schadensbilder Beispielhafte Anwendungen in Abhängigkeit von den Anforderungen Hinweise zur Wahl von Mischgutart, Mischgutsorte, Bindemittel Zusammenfassung Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

3 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Einführung / Motivation Warum ist diese Thematik wichtig?

4 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Verkehrsbefestigungen aus Asphalt sind bei richtiger Planung und sachgemäßer Ausführung sehr dauerhafte Bauwerke.

5 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Asphalt kann... all diese Anforderungen in vielfältigen Einsatzbereichen erfüllen.

6 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar aber nur, wenn Planung + Ausschreibung den Anforderungen gerecht wird

7 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Kriterien zur Auswahl geeigneter Asphalte

8 Generell: Anwendungsbereich (Straßenbau, Flugplatzbau, Brückenbau, ) Maßgebende Regelwerke Vorgesehene Asphaltsorten in den Regelwerken außerdem Zusätzliche Funktionalitäten (Helligkeit, Griffigkeit, Lärmminderung, ) Besondere Anforderungen (standfest bei sommerlichen Temperaturen, ) Einbaudicke (Auswirkung auf das Größtkorn) Diese Kriterien müssen bei der Wahl von Mischgutart, Mischgutsorte und Bindemittel berücksichtigt werden!!! Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

9 Planung Anforderungsprioritäten festlegen Fragestellung: Worauf lege ich am meisten Wert? Verformungsbeständigkeit Lärmschutz Griffigkeit Helligkeit Ebenheit (Fahrkomfort, Fahrsicherheit) Dauerhaftigkeit Kosten Sanierungsfreundlichkeit (innerorts) Gestalterische Elemente Entsiegelung oder Abdichten Beständigkeit gegenüber Silagesäften Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

10 Weitere wichtige Fragen der Vorplanung insbesondere beim Bauen im Bestand Ermittlung der richtigen BK, dies kann sich geändert haben Spezielle Anforderungen ( z. B. Industrieanlieferverkehr, Steinbruch ) Welche Ursachen haben die angetroffenen Schäden? Ist eine Instandsetzung überhaupt möglich? Welche Maßnahmen wurden bereits durchgeführt? Überprüfung der ungebundenen Unterlage teilweiser Austausch der ungebundenen Unterlage durch hydraulisch gebundene Tragschicht erfolgt? (Gefahr durch Reflexionsrisse) Überprüfung der Asphaltunterlage punktueller Austausch der Asphaltschichten ausreichend oder großflächiger Austausch erforderlich (Spekulationspotential!) Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

11 Planung Klimatische Gegebenheiten Klimatische Rahmenbedingungen überprüfen (Anzahl der Frostwechsel, Sommerhöchsttemperaturen..), Bindemittel anpassen Südexposition der Straße (evtl. härteres Bindemittel, standfestere Mischgutkonzeption, höherer Anteil an gebrochenen Gesteinskörnungen, andere Sande ), evtl. Mischgutanforderungen der nächst höheren Belastungsklasse vorsehen Frühzeitige und ausreichende Abstreuung bei Südexposition Kontrolle durch Bauüberwachung vorsehen Geringere Sonneneinwirkung dichteres Mischgut, dennoch ausreichende Griffigkeit, weichere Bindemittel möglich Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

12 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Planung Klimatische Gegebenheiten

13 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Schon bei der Planung wichtig : als auch durch Klima etc. ein hoher Stellenwert beizumessen - sowohl bei der Auswahl der Asphaltmischgutsorte, insbesondere aber - auch bei der Festlegung der Zusammensetzung des Asphaltmischgutes.

14 Planung jahreszeitliche Überlegungen Unbedingtes Einhalten der vorgeschriebenen Umgebungstemperaturen sowie der Temperatur der Unterlage Mischguttransportzeiten berücksichtigen bzw. minimieren Mischguttemperaturen in kühlerer Jahreszeit erhöhen Dito bei geringem Baufortschritt bzw. erhöhtem Anfall von Handarbeit (Ortslagen mit Einbauten, Kreisverkehrsplätze) Evtl. viskositätsreduzierte Bindemittel ausschreiben (Einbau- Verdichtungshilfe) Auch hier gilt der richtige Asphalt am richtigen Platz Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

15 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Beispielhafte Fehler Hier war nicht der richtige Asphalt am richtigen Platz

16 Beispiele für Planungsfehler: Falsche Bindemittelsorte Problem: Zu hartes Bindemittel in der Asphaltdeckschicht. Folge: Risse in der Asphaltdeckschicht (mangelnde Kälteflexibilität). Tipp: Geeignetes Bindemittel auswählen! Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

17 Beispiele für Planungsfehler: Falsche Bindemittelsorte Problem: Zu weiches Bindemittel in der Asphaltdeck- und in der Asphaltbinderschicht. Folge: Spurrinnenbildung Tipp: geeignete Bindemittelart und -sorte auswählen! Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

18 Beispiele für Planungsfehler: Änderung der Beanspruchung Problem: Höhere Beanspruchung als geplant (Nutzungsänderung nach der Planung). Folge: Spurrinnenbildung (hier: langwellig) Tipp: Vorsicht bei Nutzungsänderungen! Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

19 Beispiele für Planungsfehler: Nicht tragfähiger Untergrund Problem: Planum / Untergrund schiebt Folge: Risse Tipp: Planum und Untergrund auch im untergeordneten Netz sorgfältig prüfen! Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

20 Beispiele für Planungsfehler: falsche Schichtdicken Problem: Die Schichtdicken der im Bestand verbleibenden Schichten sind geringer als angenommen. Folge: Zu geringer Aufbau, ggf. mangelnde Verformungsbeständigkeit, geringere Ermüdungsbeständigkeit, Tipp: Vorerkundung mit einer ausreichenden Anzahl von Bohrkernen durchführen, ggf. Dimensionierungsrechnung nach RDO mit den tatsächlich gefundenen Dicken. Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

21 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Warum diese Vorbetrachtungen?

22 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Regelwerke Umfangreiche Informationen zu den betreffenden Regelwerken Finden Sie in den Leitfäden des DAV.

23 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

24 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

25 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Beispiele für die Auswahl geeigneter Asphalte in Abhängigkeit vom Anforderungsprofil

26 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Radwegebau Forderungen an den Baustoff nach ERA: - dauerhaft - eben - Fugenlos - Griffig und allwettertauglich

27 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Radwegebau

28 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar auch hier können durch Auswahl von ungeeigneten Mischgut erhebliche Schäden entstehen

29 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar wird Alles richtig gemacht, können bei der Planung sogar Forderungen des Denkmalschutzes berücksichtigt werden

30 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Brückenbau Straßenbrücken bestehen aus Holz-, Stein-, Stahloder Betonkonstruktionen. Alle Bauarten müssen gegen Oberflächenwasser und im Winter zusätzlich gegen das aggressive Streusalz geschützt werden. Dies erfolgt meist über Asphaltschutz- und Deckschichten, die auf die Abdichtungsschicht der Brückentafel aufgebracht werden. Einsatz von - Gussasphalt als Schutzschicht, - Gussasphalt oder Splittmastixasphalt als Deckschicht

31 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Brückenbau, hier Einbau der Gussasphaltschutzschicht

32 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Brückenbau, hier lärmoptimierter MA beim Bau der Strelasundquerung

33 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Brückenbau, hier werden Forderungen des Denkmalschutzes berücksichtigt

34 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Wasserdurchlässiger Asphalt Für Verkehrsflächen der geringerer Belastungsklassen Hier geht es zumeist um die Entwässerung in der Fläche wenn keine nennenswerten Gefälle vorgesehen oder möglich sind. Die Oberflächenbefestigung wird durch eine wasserdurchlässige Asphaltkonstruktion bis in den Frostschutz entwässert. Asphaltmischgutsorten: Tragschichten Tragdeckschichten Deckschichten PA 22 T WDA, PA 16 T WDA PA 16 TD WDA PA 8 D WDA, PA 5 D WDA Ziel: dauerhafte Versickerung von Niederschlagswasser durch den Asphaltoberbau mittels hohlraumreichem Materialgefüge

35 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Wasserdurchlässiger Asphalt

36 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Flugplatzbau Verkehrsflächen auf Flughäfen werden in Flächen für den ruhenden Flugverkehr - Parking Position und den rollenden Flugverkehr Taxiway / Start / Landing eingeteilt. Die Beanspruchung dieser Flächen ist höher als im Straßenverkehr! - Gewichte und Radlasten der Flugzeuge sind deutlich höher - hohe Ansprüche an die Beständigkeit gegenüber Enteisungsmitteln Deshalb: Einsatz von Walzasphalt auf Start- und Landebahnen, Rollwegen, Abstellflächen, Zu- und Abfahrten. Einsatz von Gussasphalt auf Enteisungsflächen

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38 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Wasserbau: Asphalt hat im Wasserbau eine abdichtende Funktion. Die Hauptanwendungsgebiete sind - Küstenschutz - Talsperren und Speicherbecken - Schifffahrtskanäle und - zum Teil der Flussbau - Mauern und Dämme von Talsperren werden mit Asphalt abgedichtet - Wasserspeicher werden mit Asphalt ausgekleidet - Genau wie Sohlen und Böschungen von Kanälen und Wasserstraßen - Deiche und Molen werden zum Küstenschutz mit Asphalt verstärkt. Speziell bei Talsperren für die Trinkwasserversorgung wird Asphalt verwendet, da er die Trinkwasserqualität nicht beeinträchtigt.

39 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Wasserbau:

40 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Deponiebau An den Deponiebau werden sehr hohe umweltrelevante Anforderungen gestellt. Die Basis der Deponie muss so abgedichtet werden, dass keine Schadstoffe aus dem Deponieinhalt in das Grundwasser gelangen können. Die Oberfläche der Deponie muss den Inhalt gegen eindringendes Oberflächenwasser schützen. Speziell konzipierter Asphalt erfüllt diese Anforderungen als Abdichtung, da er - gegen mechanische Beanspruchungen widerstandsfähig und zugleich Schadstoff- und wasserdicht ist.

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42 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Ingenieur- und Hochbau Im Ingenieur- und Hochbau wird meist Gussasphalt eingesetzt. Spezielle Anwendungsgebiete sind die - Fahrbahnbeläge in Parkhäusern, - Parkflächen auf Dächern sowie - Estriche im Industrie- und Wohnungsbau. Die Asphaltbauweise verbindet - vielseitige, robuste Nutzbarkeit mit wirtschaftlicher Herstellung, geringem Einbaugewicht und kurzen Einbauzeiten, da Asphalt schon kurz nach dem Einbau genutzt werden kann Damit ist Asphalt der wohl effizienteste Baustoff in diesem Baubereich

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45 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Asphalt in Wohngebieten Wohngebietsstraßen werden zumeist der BK 0,3 höchstens jedoch der BK 1,0 zugeordnet. Die Fahrbahnen in Wohngebieten haben verschiedene Aufgaben zu erfüllen. Sie sollen leise sein, dem Verkehr von Zulieferfahrzeugen standhalten aber auch: - In verkehrsschwacher Zeit für Kinder als Fahrbahn zum Skaten, Rollern, Fahrradfahren oder - auch als Untergrund zum Malen dienen können. Deshalb werden diese Verkehrsflächen vor allem mit alterungsbeständigem Asphaltbeton gebaut.

46 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Asphalt in Wohngebieten

47 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Landwirtschaftlicher Wegebau, weitere Anwendungen In der Landwirtschaft gibt es eine Reihe von weiteren Asphaltanwendungen: - Fahrsilos, die einen dichten und beständigen Boden benötigen - Ställe in denen Vieh gehalten wird. Speziell zusammengesetzte Asphalte garantieren eine lange Nutzungsdauer bei den dort auftretenden Beanspruchungen. Diese Asphalte sind resistent gegen Harnsäure und durch die fugenlose Bauweise ideal als Abdichtung geeignet.

48 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Fahrsiloanlagen / Bauen im Bestand

49 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Stallungen / Harnsäurebeständig

50 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Sportplatzbau mit Asphaltnutzschicht + Spielflächen Spiel- und Bolzplätze oder Streetballflächen können ebenfalls mit Asphaltbelägen hergestellt werden. Diese garantieren eine lange Nutzungsdauer, weil sie auch robuste Nutzungen überstehen. Zum Einsatz kommen hier: AC T 16 oder AC T 22 und AC D 5 oder 8 bzw. MA 8 oder 5 als Deckschicht Immer häufiger werden z.b. in Kindergärten auch Farbasphalte eingesetzt.

51 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Sport- und Spielflächen

52 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Sport- und Spielflächen

53 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Landstraßen Landstraßen liegen meistens im Bereich der BK 3,2 32. Deshalb ist hier unter den Aspekten längst mögliche Nutzungsdauer und klimatische Bedingungen besondere Sorgfalt auf die Asphaltkonzeption zu legen. Hochstandfeste Asphaltdeckschichtrezepturen mit harten Bindemitteln sind nicht immer die optimale Wahl. Bei ausreichend dimensioniertem Asphaltunterbau und verformungsbeständig konzipiertem Asphaltbinder werden immer häufiger alterungsbeständige Asphaltdeckschichten gebaut, z.b. mit AC D 11 S mit 50/70 oder PmB 25/55-55 A (in Abhängigkeit von der jeweiligen BK)

54 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Klimatische Beanspruchung + Anforderungsprofil beachten

55 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Verkehrsflächenbefestigungen mit hohen Schub- und Torsionsbeanspruchungen z.b. Kreisverkehrsanlagen Bei der Wahl des Asphaltmischgutes zur Herstellung der Kreisfahrbahn und auch der Knotenzufahrten sollte den besonderen Anforderungen an solche Befestigungen Rechnung getragen werden. Aufgrund der engen Radien von Kreisverkehrsplätzen, die zumeist durch ein geringes Raumangebot in der Örtlichkeit bedingt werden, ist vor allem bei Fahrzeugen des Schwerverkehrs mit großen Schub- und Torsionsbeanspruchungen auf die Befestigung zu rechnen..

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57 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Busbuchten / Haltestellen Während Busbuchten auf Überlandstrecken normal in Asphaltbauweise der Landstraße dimensioniert werden, unterliegen die Haltestellen im Stadtbereich anderen Belastungen. Busse stehen hier oft längere Zeit bei laufendem Motor bzw. im Sommer bei laufenden Klimaanlage. Dadurch wird in die Asphaltkonstruktion in Verbindung mit Wärme eine statische Last eingetragen, die zu Verformungen der Deckschicht führen kann. Lösung: besonders konzipierte Gussasphalte oder halbstarre Deckschicht

58 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Busbuchten

59 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Asphaltbauweise für besonders beanspruchte Verkehrsflächen aber auch für Hochregallager und vergleichbare Nutzung Halbstarre Deckschichten gegen Verformungen auf mechanisch hochbelastbaren und besonders beanspruchten Verkehrsflächen! Halbstarre Deckschichten (HD) kombinieren die fugenlose Bauweise von Asphalt mit der höheren Steifigkeit hydraulischer Baustoffe. Sie bestehen aus einem sehr hohlraumreichen Traggerüst aus Asphalt und einem speziellen Fließmörtel. Die Herstellung erfolgt in zwei Arbeitsgängen, die Einzelkomponenten ergeben erst im Verbund die Halbstarre Deckschicht

60 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Halbstarre Deckschichten

61 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Gleisbau Aus gemeinsamer Nutzung der Fahrbahn durch KFZ und Tram ergeben sich besondere Anforderungen an den Gleis- und Straßenbau. Asphalt hat sich als kostengünstigste Bauweise durchgesetzt. Asphalt ist dazu auch noch deutlich geräuschärmer als Beton oder Pflaster. Die Geometrie der Einbaufläche ist i.d.r. nicht für Maschineneinbau geeignet. Da Walzasphalt verdichtet werden muss, was im Anschlussbereich des Schienenkörpers nicht möglich ist, wird als Deckschicht vor allem Gussasphalt eingebaut.

62 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Gleissbau

63 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Containertransportwege und stellflächen Diese wurden lange Zeit in Beton gebaut. Schwachpunkt: Betonfuge zwischen den Platten Kantenbereiche brechen aus Zerstörung der Betonplatte ist die Folge Lösung: Material: Hafengesellschaften bauen fugenlos mit Asphalt oftmals Dimensionierung nach RDO Asphalt auf nach RDO gebauter AC T wird z.b. eine AC D 16 S oder AC D 20 S mit hartem PmB gebaut

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65 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Beispiel für die Auswahl geeigneter Asphalte in Abhängigkeit von speziellen Randbedingungen der Baustelle

66 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar BAB A9 München Berlin, AS Schnaittach / frühe Verkehrsfreigabe

67 2018 BAB A9 München Berlin, AS Schnaittach / frühe Verkehrsfreigabe Motivation: Temperaturabsenkung, bessere Verarbeitbarkeit, frühere Verkehrsfreigabe und erhöhte Wärmestandfestigkeit Zeitfenster: 20:00 bis 6:00 Asphalt Konzept: - 8,5 cm SMA 16 B S (nach H AL Abi) PmB 25/45 VL (25/ Additiv) 3,5 cm SMA 8 S PmB 25/45 VL (25/ Additiv) Fachartikel in asphalt 1/2019 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

68 2018 BAB A9 München Berlin, AS Schnaittach / frühe Verkehrsfreigabe Ziel: Frühere Verkehrsfreigabe! Die Baumaßnahme wurde begleitet und Messdaten erfasst von der Ingenieurgesellschaft für Technische Analytik (IFTA) In Abhängigkeit von Witterung und Mischguttemperatur konnte der Verkehr schon nach 3-4 Stunden freigegeben werden. modifiziertes leichtes Fallgewichtsgerät Modifiziertes Leichtes Fallgewichtsgerät Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

69 Überwachung des Zeitpunktes der früheren Verkehrsfreigabe mit dem Modifizierten Leichtem Fallgewichtsgerät Das aus dem Erdbau bekannte Gerät zur Durchführung des dynamischen Plattendruckversuches gemäß TP BF-StB, Teil B 8.3 wurde zur Verwendung als Asphaltprüfgerät modifiziert Anstatt der Lastplatte wird ein Prüfstempel genutzt Auftreffen des Fallgewichtes erzeugt eine 17 ms andauernde Stoßkraft, diese erzeugt eine kurzzeitige Flächenpressung von 3,6 N/mm² Messgerät simuliert den fahrenden Verkehr Dynamische und irreversible Verformung wird gemessen und ein Feigabekennwert wird berechnet Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

70 Hinweise dazu sind in dem E KvB enthalten: gebrauchsfertige Bindemittel mit viskositätsverändernden Zusätzen Temperaturreduzierung (Emissionen) Gussasphalt Tunnelbaumaßnahmen Verarbeitungshilfe ggf. Veränderung Gebrauchsverhalten Festlegung von Sortenbezeichnungen Beschreibung von physikalischen und rheologischen Eigenschaften Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

71 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Auch Lärmminderung mit Asphalt ist immer ein Thema.. (O)PA LV MA noch SMA LA DSH-V PMA LOA D

72 Zusammenfassung Asphalt ist ein extrem vielseitig einsetzbarer Baustoff Die üblichen Anwendungsgebiete für den Einsatz von Asphalt werden über Regelwerke, Merkblätter und Normen abgedeckt Die darin enthaltenen Vorgaben für die Asphaltkonzepte basieren auf langjähriger Erfahrung und geben dem Anwender Sicherheit Besondere Anforderungen erfordern aber spezielle Asphaltkonzepte Neben der Wahl der Mischgutart kommt den Bindemitteln eine immer größere Bedeutung zu, Hinzu kommen vielfältige Zusätze Die richtige Asphaltrezeptur entsteht oftmals im Labor Performance Prüfungen gewinnen größere Bedeutung Richtige Gestaltung des Bauvertrages muss die Randbedingungen der Baustelle und das exakte Anforderungsprofil berücksichtigen Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar

73 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar und ganz kreative Köpfe haben dann noch weitere Ideen ;-)

74 Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar Literaturempfehlung

75 Vielen Dank für Ihre Interesse! Thomas Reschke - Referent Asphaltbauweise und Bitumen - Deutscher Asphaltverband e. V. Ennemoserstraße Bonn Tel.: Fax: reschke@asphalt.de Regenstaufer Asphalt- und Straßenbauseminar