Niedrig viskose Asphalte Temperatur Abgesenkte Asphalte

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1 Niedrig viskose Asphalte Temperatur Abgesenkte Asphalte Praktische Erfahrungen bei Herstellung und dem Einbau von Walzasphalten Referent : Dipl. Ing. Richard Mansfeld Voigtsgrüner Asphalt Mischwerke GmbH & Co.KG VSTR GmbH Rodewisch Richard Mansfeld Asphaltmanagement

2 Gliederung 1. Einführung 2. Vorteile der NV / TA Bauweise 3. Wichtige Erkenntnisse für die Herstellung 4. Kriterien beim Transport und Einbau 5. Gefahrenmomente beim Handling 6. Empfehlungen zur Fehlervermeidung 7. Ausblicke

3 zu 1. Einführung Ich habe in meinen Tätigkeiten als: - Geschäftsführer in den Voigtsgrüner Asphalt-Mischwerke GmbH & Co.KG - Bereichsleiter in der Vogtländischen Straßen-, Tief- und Rohrleitungsbau GmbH Rodewisch - in der Arbeit der Richard Mansfeld Asphaltmanagement seit 1998 zahlreiche Erfahrungen mit der Niedrig - Viskosen und Temperatur Abgesenkten Bauweise vor allem mit Walzasphalt sammeln dürfen. Begonnen mit einer Versuchsstrecke B283 im Vogtland qm mit einem Bindemittel VR 45 mittlerweile eines der untersuchten Objekte der IFTA namens der BASt- fortgesetzt bis zum heutigen Tage, zu 80 % mit einem Sasobit modifiziertem Bindemittel mit mehr als t Asphalt.

4 weiter zur Einführung Zwischenzeitlich ist diese Bauweise in West Sachsen bei Straßenbauämtern fast zur Regelbauweise geworden, obwohl noch keine Unterlagen im Rahmen der FGSV zur Verfügung stehen. Zu 90 % wurde das Bindemittel an der Blend Anlage des Asphaltmischwerkes in Hirschfeld modifiziert, auch zum Verkauf an andere Mischanlagen. Bei den Asphalttagen im Februar 2006 in Berchtesgaden wurden zwei Schwerpunkte für die Arbeit im Asphaltverband herausgestellt : 1. Die weitere Anwendung der Temperaturabgesenkten/ Niedrigviskosen Bauweise, was besonders auch noch betont wurde durch den Vortrag des Direktors der BASt Prof.Dr.Ing Reichelt Temperaturabsenkung der Weg zur Regelbauweise 2. Die Erweiterung der Verwertung von Asphaltgranulat auf höchstmöglichem Niveau mit dem Vortrag von Hans Schmidt namens der FGSV, AG 7.9 Verwertung von Asphaltgranulat Chancen und Defizite Die Wertigkeit dieser Thematik ist damit dokumentiert

5 Zu 2. Die Vorteile der NV / TA Bauweise Nach den bisherigen praktischen Erfahrungen muss man folgendes feststellen: - Die Absenkung der Herstellungstemperatur führt zu einer Reduzierung der Emissionen am Mischwerk, der Höhe der bituminösen Dämpfe und Aerosole, besonders beim Gußasphalt ( um 20 bis 30 K ) - wenn mit Temperaturabsenkung eingebaut wird, ist dieabkühlungsdifferenz kleiner und die Verkehrsfläche schneller nutzbar - bei einer Temperatur von 80 C ist die Verkehrsfläche verformungsbeständig und eine sofortige Verkehrsnutzung möglich - die Absenkung der Viskosität verbessert die Einbau- und Verdichtungs- - willigkeit. Damit wird bei einem der Bauweise angepassten Verdichtungs- - regime der optimale Verdichtungsgrad erreichbar - nach dem derzeitigen wissenschaftlichem Erkenntnisstand wird bei der Wiederverwendung von RC Material aus NV/NT Asphalten durch die - Viskositätsabsenkung ein schnellerer Aufschluss des Altbindemittels möglich - durch Beibehaltung konventioneller Temperaturen, kann auch bei niedrigeren Außentemperaturen ein qualitätsgerechter Einbau erfolgen

6 Erfahrungen bei verschiedenen Objekten Kurze Sperrzeiten,bzw. halbseitiger Einbau geplant, schnelle Verkehrsfreigabe ( Beispiele ) B92 Plauen/Syrau - Freitag: Fräsen - Samstag: Asphaltbinder SmB 35 - Sonntag : SMA 0/11 S, SmB 35 ges qm MAUT Flüchtlinge!! So ausführbar mit Vollsperrung B 283 OD Klingenthal 2.000m, nur 600 m Sperrstrecke genehmigt - je Fahrtrichtung ein Tag Einbau, 500 m nach Fertiger Verkehrsfreigabe Flickung von B Straßen Flickmischgut mit SmB Asphalt Normaltemperatur bessere Verdichtung der Kleinflächen, schnellere Verkehrsfreigabe

7 Beispiel B 283, Liegezeit 7 Winterperioden B 283 Mühlleithen Benennung Beschreibung Deckenerneuerung Versuchsstrecke Tannenbergsth.-Klingenthal bis 842 m Höhe über NN Bauherr SBA Plauen Deckenaufbau A Bi 0/16 S SMA 0/8 S Einbauzeit Nov 99 Tonnage to to Bindemittelsorte Asphaltlieferant Bindemittellieferant Transportentf. Einbaufirma Witterung Besonderheiten SüBit VR 45 VAM Hirschfeld GKG - Raffinerie Mannheim 34 km VSTR Rodewisch um 10 C; z.t. nass Versuchsstrecke mit: BM 50/70; PmB 45/65; TE; Kalkhydrat; VR 45

8 Beispiel OD Klingenthal

9 zu 3. Wichtige Erkenntnisse für die Herstellung Beginn : Eignungsprüfung Erweiterte Prüfung zur Ermittlung der Verdichtungstemperatur Überprüfung der Gefahr der Überverdichtung Es sollten folgende veränderte Materialleigenschaften beachtet werden ( Bindemittel, Gestein ) - Penetration, Erweichungspunkt RuK, - Brechpunkt nach Fraas - Stabilität gegen Entmischen - Alterung im rotierenden Kolben - Dynamisches Scherrheometer, Biegebalkenrheometer Kraftduktilität,Kinematische Viskosität - Gesteinseigenschaften,z.B.Porösität und Adhäsion Raum dichte [ g/cm ³ ] 2,360 2,340 2,320 2,300 2,280 2,260 2,240 2,220 Ermittlung der Verdichtungstemperatur für EPZ und Kontrollprüfung Hbit = 5,0 Vol.-% Hbit= 2,8 Vol.-% delta T = 17 C Referenz EPZ: B= 6,8 >= 2,309 Hbit=3, Verdichtungstemperatur MPK [ C ]

10 weiter zu 3. Herstellung - Gesteinszustand, wie Feuchte - Füllerverhältnisse ( Fremd- und Eigenfüller ) - Temperatur des Abgases zur Vermeidung der Unterschreitung des Taupunktes - Abfolge der Zugabe einzelner Materialkomponenten in den Mischer in der aufgeführten Reihenfolge bei der Herstellung von Splittmastix mit Wachs gebundenen Fasern ( z.b. bei SASOCELL ) 1. Gestein 2. Füller 3/1. Bindemittel aber etwas später gleichzeitig 3/2. Fasern... Nachmischzeit zur Gesamtmischzeit > 58 sec - Bemerkung : Damit wird vermieden, dass das Wachs das Gestein umhüllt und die Modifizierung des Bindemittels bei späterer BM Zugabe durch die größere Adhäsion des Wachses zum Gestein verringert wird

11 zu 4. Kriterien beim Transport und Einbau Verhalten des NV/TA Asphaltes Mischvorgang Möglichkeit zur Herabsetzung der Misch- und Einbautemperatur um >20 C Kompatibilität & einfaches Mischen Energieeinsparungen Nutztemperaturbereich Einbau- u. Mischtemp.bereich KONVENTIONELLER ASPHALT NIEDRIGTEMPERATUR-ASPHALT Verarbeitung & Verdichtung Niedrigere Verarbeitungstemperaturen Reduzierte Emissionsentwicklung Potentiell vereinfachter Handeinbau 10 C 100 C 180 C

12 weiter zu 4. Erläuterungen zur vorherigen Folie, die wichtig für den Transport und den Einbau sind : - die Endviskosität ( Steifigkeit des Asphaltes ) wird bereits bei > 80 C erreicht. - damit wird bei abgesenkter Temperatur das Zeitfenster für den Transport und den Einbau wesentlich eingeschränkt - im Temperaturbereich > 110 C ist das Mischgut besser verarbeitbar als konventioneller Asphalt - im Bereich >80 bis < 110 C muss die Verarbeitung zum Ende kommen, ansonsten wird die Einbauqualität nicht das Optimum erreichen - das Regulieren von Einbauten muss unmittelbar hinter dem Fertiger, am besten vorm Walzen erfolgen ( z.b. selbst nivellierende Abdeckungen )

13 weiter zu 4. Transport : - bei abgesenkter Temperatur Transportstrecken optimieren - dichte Abdeckung zur Reduzierung der Temperaturverluste - kontinuierliche Logistik um Unterbrechungen zu vermeiden Einbau : - bei abgesenkter Temperatur ist der wirksame Schichtenverbund sehr wichtig - das Zeitfenster beim Einbau reduziert sich beträchtlich, deshalb darf die maschinentechnische Ausstattung nicht reduziert werden, - der Einbau muss kontinuierlich erfolgen durch kontinuierliche Anlieferung; sollte die Anlieferung ins Stocken geraten, lieber langsames Fertigertempo oder ausfahren - Bohle des Fertigers nur beim Binder mit Hochverdichtung - die Einsatzplanung der verschiedenen Walzen muss dem Asphalt angepasst sein; dem Walzen kommt die größte Bedeutung zu - Walzenausstattung ist entsprechend der Mischgutsorte zu wählen

14 weiter zu 4. Walzarbeit : Maschinenausstattung: - je nach Mischgut andere Walzenausstattung - beim Binder 1. Walzgang mit 6 8 to Walze, ohne Vibration weitere Walzgänge mit 8 10 to Walze, ggf. Vibration - bei der Decke 1. Walzgang mit statischer Verdichtung weitere Walzgänge ev. mit Verdichtungshilfe ( BOMAG - Asphaltmanager ) zur flächendeckenden Kontrolle. Achtung : der Manager zeigt mir nicht den wirklich erreichten Verdichtungsgrad an, sondern nur dann, wenn er mit der Troxler Sonde abgeglichen ( kalibriert ) ist

15 weiter zu 4. - beim Walzen ist zu beachten : - 1. Walzgang nur statisch, um das Gestein zu fixieren und nicht umzulagern - beim Binder Vibrationsverdichtung möglich - am Fertiger immer im leichten Bogen und sanft anhalten, damit die Aufwulstung gering bleibt und im nächsten Walzgang geglättet wird - Randbereiche mit leichter Walze und nicht zu spät andrücken, - - zu früh: Asphalt wird nach außen gedrückt - - zu spät: Asphalt lässt sich nicht mehr verdichten - Absplittung spätstens im 2. Walzgang; bei T < 110 C bindet das Absplittmaterial schlecht im Asphalt ein - alle zur Verdichtung benötigten Walzen sollten etwa im Bereich von m hinter dem Fertiger verdichten und die Verdichtungsarbeit beenden

16 Walzübergänge - Verdichtungsgrad

17 Richtiges Walzenmanagement

18 Auch ein Beispiel für Verdichtungsarbeit

19 zu 3. und 4. Controlling Einige Schwerpunkte des Eigen- und Fremdüberwachung : neben der Überwachung nach TL Asphalt ist die Bestimmung des Bindemittelanteils und des Erweichungspunktes wichtig. Das Soxlett Verfahren ist kaum noch nutzbar. Es empfiehlt sich bei Nutzung der automatischen Extraktionsanlage bis zu 7 x zu waschen und die Extraktionszeit um ca. 30 min zu erhöhen! ( beachte, dass der Erweichungspunkt noch kein Vertrags relevantes Kriterium ist ) - bei der Herstellung der Marshallkörper ist die Verdichtungstemperatur der Viskosität anzugleichen ( siehe Pkt. 3 hier Temperaturdifferenz ) - es empfiehlt sich die Probenhäufigkeit zu erhöhen

20 zu 5. Gefahrenmomente beim Handling Eignungsprüfungen und Controlling : - Temperatur Marshallkörper - Bestimmung des Erweichungspunktes des Bindemittels am frischen BM! Herstellung : Klimatische Verhältnisse - beim Mischen Abfolge der Materialzugabe insbesondere z.b. Sasocell - Mischtemperatur Taupunkt! - Lagerzeit im Fertigwarensilo Temperaturabsenkung nicht Transport : - Fahrzeit und Abdeckung um jeden Preis Einbau : - mangelhafter Schichtenverbund - Koordinierung Handeinbau ( z.b. Schächte ) mit Verdichtung - Abstimmung der Vorverdichtung der Fertigerbohle mit Walzenzuordnung und Walzregime ( leichte, schwere-statische, dynamische Walzen ) - Nutzung der flächendeckenden Verdichtungshilfe ohne Kalibrierung - Kanten und Absplittung ( Zeitpunkt )

21 zu 6. Empfehlungen zu Fehlervermeidung Merke : der Hersteller und Einbauer, der bei konventionellem Asphalt die Qualitätsanforderungen erfüllt und damit das Vertrauen der Auftraggeber besitzt, wird auch NV/TA Asphalte beherrschen!! Wichtig : Information und Schulung der mit der Aufgabe betrauten durch erfahrene Ingenieurbüros, Prüfinstitute, Lieferanten und Anwender Vorbereitung : langfristige und intensive Planung von der Ausschreibung über die Vergabe, zur Eignungsprüfung bis zur Realisierung Realisierung : ist die Außentemperatur unter 10 und Wind, Temperaturabsenkung minimieren Besser : Nutzung der Einbauhilfe durch die Viskositätsabsenkung

22 Zu 7. Ausblicke Die Festlegung der Schwerpunkt der Arbeit in der BASt, der FGSV und des DAV, die NV/TA Bauweise bis zur Regelbauweise reifen und entwickeln zu lassen, ist ein Signal für die breitere Anwendung dieser Bauweise. Das Inkrafttreten des Merkblattes in diesem Jahr gibt den öffentlichen Auftraggebern eine Rechtssicherheit für die Ausschreibung der Bauweise

23 Weiter zu 7. Folgende weitere Argumente beweisen die Effektivität der Bauweise : - die Ergebnisse der Untersuchungen zu den Erprobungsstrecken belegen - die wirksame Verbesserung der Qualität, insbesondere der Einbau - bedingungen und der Erzielung eines optimalen Verdichtungsgrades, insbesondere beim Einbau von standfesten Asphalte ( PmB 45, 25 ) - die vielfachen Möglichkeiten der Verkürzung der Sperrzeiten - die nachgewiesene Reduzierung der Bitumendämpfe und Aerosole beim Einbau von Gussasphalt - die Alterung der NV/TA modifizierten Deckschichten lässt nach den Untersuchungsobjekten eine hohe Lebensdauer erwarten. Auch Laboruntersuchungen nach Damm bestätigen dies - bei der Planung, Ausschreibung, Herstellung, Einbau und Qualitätsüberwachung sind die Erfahrungen zu nutzen

24 Vergleich der Oberflächentextur von SMA, B283, 6 Jahre Liegezeit SMA 0/8 S VR 45 SMA 0/8 S PmB 45

25 weiter zu 7. nach Auffassung des Referenten sollten folgende Argumente alternativ beachtet werden : - Ist der Temperaturabsenkung beim Einbau von Walzasphalt der Vorrang zu gewähren, wodurch das zeitliche Fenster für den Einbau eingeschränkt wird, die Energieeinsparung jedoch gering ist?? - besteht nicht doch der wesentlich höhere Effekt darin, eine optimale Verdichtung zu erreichen, die Standfestigkeit und Dauerhaftigkeit zu erhöhen?? Vorliegende Ergebnisse von Untersuchungsstrecken praktische Erfahrungen aus der Praxis kurz vor der Veröffentlichung stehende Merkblätter der Wille all derer, die innovativ für den Asphalt wirken Verheißen der NV/TA Bauweise eine erfolgreiche Zukunft

26 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit bleiben Sie dem Asphalt treu Ich stehe Ihnen zu den Belangen der NV/TA Bauweise in Bezug auf praktische Tipps immer zur Verfügung

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