Offenporige Asphaltbeläge -OPA - Wohin führt der Weg?

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1 Asphaltbeläge -OPA - Wohin führt der Weg? Dr.-Ing. M. Schmalz INSTITUT DR.-ING. GAUER Ingenieurgesellschaft mbh für bautechnische Prüfungen Regenstauf 21. Regenstaufer Asphalt- und Straßenbau- Seminar am 13. April 2005 Gliederung Einführung Regelwerk des Straßenbaus in Deutschland Was ist offenporiger Asphalt Vorteile Nachteile Vorschriften derzeitiger Stand Ausblick dms/ras 05/OPA2 1

2 Einleitung Natürliche Entstehung von Wegeverbindungen dms/ras 05/OPA3 Einleitung Wohnen möglichst weit weg von der Straße dms/ras 05/OPA4 2

3 Einleitung (Quelle: Verkehr in Zahlen 03/04 BMVBW) Güterverkehr Entwicklung der Verkehrsleistung dms/ras 05/OPA5 Einführung Anwendung von offenporigen Deckschichten Verringerung der Lärmemission von mehr als der Hälfte gegenüber einem herkömmlichem Asphaltbelag Anwendung problematisch da (noch) keine Regelbauweise dms/ras 05/OPA6 3

4 Straßenbau-Regelwerk in Deutschland Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen, Ausgabe 2001 RStO 01 Aufbau von Straßenbefestigungen nach RStO dms/ras 05/OPA7 Straßenbau-Regelwerk in Deutschland Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen, Ausgabe 2001 RStO 01 Aufbau von Straßenbefestigungen nach RStO dms/ras 05/OPA8 4

5 Straßenbau-Regelwerk in Deutschland Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Fahrbahndecken aus Asphalt, ZTV Asphalt StB 01 Allgemein anerkannte Regeln der Technik OPA darin nicht enthalten OPA noch nicht Allgemein anerkannte Regel der Technik sondern Stand der Technik dms/ras 05/OPA9 OPA in Deutschland (Quelle EAPA 2001) Niederlande: 48 Mio. m² Frankreich: 43 Mio. m² Italien: 13 Mio. m² Deutschland: 2,5 Mio. m² OPA in Deutschland in der Erprobung Keine vom BMV eingeführten Regelungen dms/ras 05/OPA10 5

6 OPA in Deutschland (Quelle EAPA 2001) Bisherige Regelungen FGSV-Merkblatt für den Bau offenporiger, Ausgabe 1991 FGSV-Merkblatt für den Bau offenporiger, Ausgabe 1998 dms/ras 05/OPA11 OPA in Deutschland Erfahrungsberichte und Arbeitspapiere BASt Statuspapier der Bundesanstalt für Straßenwesen vom 18. Oktober 2001 Aufgund von Meßreihen an Autobahnen mit OPA II werden Fahrbahnoberflächen-Korrekturwerte D StrO veröffentlicht und eine mindestens 6-jährige Wirksamkeit der Lärmminderung bestätigt dms/ras 05/OPA12 6

7 OPA in Deutschland BMVBW Allgemeines Rundschreiben Straßenbau, ARS Nr. 8/2004 Verwendung von offenporigem Asphalt auf Bundesfernstraßen dass die Verwendung von OPA künftig nicht mehr beschränkt bleiben muss auf Fälle mit überhohen Lärmschirmen oder zur Vermeidung von Einhausungen. In Fällen von Lärmbetroffenheit,, kann die Verwendung von OPA deutliche finanzielle Vorteile gegenüber einem -2dB(A)- Belag (z.b. SMA) bewirken dms/ras 05/OPA13 OPA in Deutschland Bayerisches Landesamt für Umweltschutz - LfU Leitfaden für das Aufbringen zweilagiger offenporiger Asphalte vom 07. Oktober 2004 Vorschläge für den erfolgreichen Einbau von zweischichtigen offenporigen ZWOPA- Der Leitfaden fließt in die Bearbeitung des Merkblattes durch die FGSV-Bearbeitergruppe ein dms/ras 05/OPA14 7

8 OPA ein High-Tech-Produkt Keine gesicherten Erkenntnisse Risiko von Fehlschlägen Folgen: Bauschäden Baustellen Staus Unfälle Erprobte Bauweisen beinhalten weniger RISIKO dms/ras 05/OPA15 OPA Vorteile OPA führt Oberflächenwasser ab Grund: Hohlraumgehalt von mindestens 22 Vol.-% r Asphalt Versiegelung (SAMI) Binderschicht Tragschicht ungebundene Schichten dms/ras 05/OPA16 8

9 OPA Vorteile OPA ist leiser Grund: Hohlraumgehalt von mindestens 22 Vol.-% dms/ras 05/OPA17 OPA Vorteile (Quelle BAST, Dr. Schulte) dms/ras 05/OPA18 9

10 OPA Vorteile (Quelle BAST, Dr. Schulte) dms/ras 05/OPA19 Lärmschutz in Deutschland Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen, 1990 RLS Im Rahmen der Planung sollen Lärmeinwirkungen auf schutzbedürftige Gebiete möglichst bereits durch verträgliche Flächenzuordnung vermieden werden 2. Soweit Grenzwertüberschreitungen dadurch nicht vermieden werden können, ist Abhilfe durch bauliche Schutzmaßnahmen an der Straße zu schaffen (Lärmschutzwände usw.) 3. Kommen derartige Maßnahmen an der Straße nicht in Betracht oder reichen sie nicht aus, so sind Aufwendungen für erforderliche Lärmschutzmaßnahmen an der betroffenen baulichen Anlage zu erstatten (Schallschutzfenster) dms/ras 05/OPA20 10

11 Lärmschutz in Deutschland Schallpegel Unter Schallpegel L in Dezibel (db) wird hier der Schalldruckpegel nach DIN 1320 verstanden. Der A-bewertete Schalldruckpegel LA in db bzw. L in db(a) auch A-Schallpegel genannt ist ein nach DIN IEC 651 frequenzbewerteter Schallpegel. Durch die A-Bewertung wird die frequenzabhängige Empfindlichkeit des Gehörs berücksichtigt. dms/ras 05/OPA21 OPA Vorteile (Quelle BAST, Dr. Schulte) dms/ras 05/OPA22 11

12 OPA Vorteile (Quelle BAST, Dr. Schulte) dms/ras 05/OPA23 OPA Vorteile (Quelle BAST, Dr. Schulte) dms/ras 05/OPA24 12

13 Lärmschutz in Deutschland Mittellungspegel Lm, E = Lm(25) + Dv + DStrO + DStg + DE (6) mit Lm(25)...Mittelungspegel Dv...Korrektur für unterschiedliche zul. Höchstgeschwindigkeiten DStrO...Korrektur für unterschiedliche Straßenoberflächen DStg...Zuschlag für Steigungen und Gefälle DE...Korrektur nach Abschnitt 4.6 (nur bei Spiegelschallquellen) dms/ras 05/OPA25 OPA Vorteile (Quelle BAST, Dr. Schulte) (Quelle BAST, Dr. Schulte) dms/ras 05/OPA26 13

14 OPA Vorteile (Quelle BAST, Dr. Schulte) (Quelle BAST, Dr. Schulte) dms/ras 05/OPA27 OPA Nachteile Splitt Gute Kornform Hohe Kantenfestigkeit und Polierresistenz Unter- und Überkorn begrenzt Viele Gesteinsarten nicht geeignet Auwfendige und teure Produktion dms/ras 05/OPA28 14

15 OPA Nachteile Bindemittel Hochviskos Hervorragende Klebefähigkeit Alterungsstabilität Nur modifizierte Bindemittel geeignet Doppelt so teuer wie normales Bitumen dms/ras 05/OPA29 OPA Nachteile Nutzungsdauer Derzeit maximal 10 Jahre Etwa die Hälfte dichter Aspaltbeläge Erneuerung nur großflächig möglich Erheblich teurer als normale Beläge dms/ras 05/OPA30 15

16 OPA Nachteile Entwässerung Aufwändigere Entwässerungssysteme notwendig Kein Längsnähte Problem der Verschmutzung Höherer Erhaltungsaufwand dms/ras 05/OPA31 OPA Nachteile Markierungen Kosten für Markierungen höher Winterdienst Erhöhter Streusalzverbrauch (bis 50 %) Vermehrter Winterdienst Höherer Betriebsaufwand dms/ras 05/OPA32 16

17 OPA Nachteile Wiederverwendung Eingedrungene Feinteile gelangen beim Fräsen in den Ausbauasphalt Bisher ungelöste bautechnische und umweltrelevante Probleme Forschungsantrag TUM gestellt dms/ras 05/OPA33 OPA Nächste Schritte Erarbeitung von Vorschriften Einschichtiger OPA in ZTV-Asphalt Die Arbeitsgruppe: OPA der FGSV hat den Auftrag, die Aufnahme des einschichtigen OPA in die ZTV-Asphalt vorzubereiten Erstellung des Merkblattes Die Arbeitsgruppe: OPA der FGSV hat den Auftrag, ein Merkblatt OPA zu erstellen (darin enthalten auch die zweischichtigen Deckschichten) Zeitvorgabe: Bis Ende des Jahres 2005! dms/ras 05/OPA34 17

18 OPA Nächste Schritte Erfahrungssammlung Bestandsaufnahme aller Strecken in Bayern Gesprächskreis Leiser Verkehr in Bayern Lärmtechnische Erfassung mit der Anhänger- Meßmethode Probenahme und Ermittlung der asphalttechnologischen Kennwerte an ausgewählten Strecken Aus den Ergebnissen abgeleitete Schlußfolgerungen fließen in die Berarbeitung der FGSV Zeitvorgabe: Bis Ende des Jahres 2005! dms/ras 05/OPA35 OPA Vorschriften derzeitiger Stand Porous Asphalt, PA r Asphalt, OPA Bezeichnung gemäß EN PA 16 PA 11 PA 8 mit künftigem nationalem Zusatz ZWOPA derzeitige nationale Bezeichnung entfällt künftig OPA 0/16 OPA 0/11 OPA 0/8 möglicher Anwendungsbereich informell SV, I bis III SV, I bis III SV, I bis III Zusammensetzung Kbz. Dim. Gesteinskörnungen Siebdurchgang bei 22 mm M.-% mm M.-% 90 bis mm M.-% 5 bis bis mm M.-% xxx 5 bis bis 100 (5,6) 5 mm M.-% xxx xxx 5 bis 15 2 mm M.-% 5 bis 10 5 bis 10 5 bis 10 0,125 mm M.-% 3 bis 8 3 bis 8 3 bis 8 0,063 mm M.-% 3 bis 5 3 bis 5 3 bis 5 (Brechsand / Natursand - Verhältnis) entfällt künftig 1:0 1:0 1:0 Fließkoeffizient feine Gesteinskörnung E CS s E CS 38 E CS 38 E CS 38 Widerstand gegen Zertrümmerung SZ M.-% SZ 18 (LA 20 ) SZ 18 (LA 20 ) SZ 18 (LA 20 ) Widerstand gegen Polieren PSV - PSV NR PSV 55 PSV 55 Anteil gebrochener Kornoberflächen C M.-% C 100/0 C 100/0 C 100/0 Kornform von groben Gesteinskörnungen SI M.-% SI 15 SI 15 SI 15 Widerstand gegen Frost F M.-% F 1 F 1 F 1 Korngrößenverteilung der Lieferkörnung G M.-% TL Gestein-StB, Anh. F Gehalt an Feinanteilen der Lieferkörnung f M.-% TL Gestein-StB, Anh. F dms/ras 05/OPA36 18

19 OPA Vorschriften derzeitiger Stand Porous Asphalt, PA r Asphalt, OPA Bezeichnung gemäß EN PA 16 PA 11 PA 8 mit künftigem nationalem Zusatz ZWOPA derzeitige nationale Bezeichnung entfällt künftig OPA 0/16 OPA 0/11 OPA 0/8 möglicher Anwendungsbereich informell SV, I bis III SV, I bis III SV, I bis III Bindemittel, Art und Sorte PmB 40/ H oder gleichwertig bei nachgewiesener Eignung Bindemittelgehalt B min M.-% B min 5,5 B min 6,0 B min 6,5 Bindemittelträger (stab. Zusätze) M.-% > 0,3 > 0,4 > 0,5 Mischgut Probekörperherstellung (Temp. / Energie) MPK bei 135 C ± 5 K (Verd. mit 2 x 25, 50, 75 und 100 Schlägen) minimaler Hohlraumgehalt V min Vol.-% V min 24 V min 24 V min 24 maximaler Hohlraumgehalt V max Vol.-% V max 28 V max 28 V max 28 Bindemittelablauf BD BD NR BD NR BD NR Particel Loss (Kantabro-Test) PL PL xx PL xx PL xx Schalltechnische Wirksamkeit spez. Strömungswiderst. f. Luft (DIN EN 29053)? Ps/m² noch keine Anforderung Schallabsorptionsgrad (ISO )? % noch keine Anforderung dms/ras 05/OPA37 OPA Vorschriften Ausblick Ein- und zweischichtiger OPA in Merkblatt Behandlung der Besonderheiten, die beim Bau von offenporigen zu beachten sind Der zweischichtige OPA soll zunächst nur im überarbeiteten Merkblatt behandelt werden Zeitvorstellung: Anfang des Jahres 2006 dms/ras 05/OPA38 19

20 OPA Ausblick auf den Inhalt des Merkblattes Erhöhter Aufwand bei Produktion der Rohstoffe Eignungsprüfung Planung und Ausschreibung Mischgutherstellung und Bauausführung Eigen- und Fremdüberwachung Wird nach Möglichkeit bei den derzeitigen und geplanten Projekten berücksichtigt dms/ras 05/OPA39 OPA Fazit Ich bin fest davon überzeugt, dass den offenporigen Belägen in Deutschland eine große Zukunft beschert sein wird. Die technischen Probleme sind lösbar, die finanziellen Probleme werden ebenfalls gelöst werden. In dieser Bauweise liegt eine große Chance für den Asphaltstraßenbau dms/ras 05/OPA40 20