Vorwort. Straßenbauaufgaben sowie an sonstige ausschreibende

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1 Vorwort Asphalt ist der wichtigste Baustoff im Straßenbau. Die wachsende Verkehrsbelastung stellt an die Asphaltbauweise zunehmend höhere Anforderungen. Darüber hinaus findet Asphalt auch im Eisenbahn-, Flugplatz-, Deponie- und Wasserbau sowie beim Bau von Industrie- und Gewerbeanlagen Anwendung. Asphalt ist auch unter komplizierten räumlichen und klimatischen Bedingungen für die verschiedensten Einsatzgebiete hervorragend geeignet. In diesem Buch werden die Grundlagen und Voraussetzungen für die Herstellung von Asphalt erläutert, die verschiedenen Bauweisen dargestellt und die praktische Ausführung des qualitativ hochwertigen Bauwerks Straße besprochen. Durch die Kombination von theoretischen Grundlagen, Beispielen aus der Praxis und Hinweisen zur Bauausführung ist es für Planer und bauausführende Firmen gleichermaßen ein wichtiges Nachschlagewerk und Lehrbuch. Der im Jahre 2009 umgesetzten Europäischen Normung für Asphalt wird voll Rechnung getragen, alle neu eingeführten Normen sind berücksichtigt. Neu entwickelte Bauweisen, neue Technologien und Geräteentwicklungen werden ebenso besprochen wie der sparsame Umgang mit Ressourcen, ökologische und arbeitsschutztechnische Methoden und Verfahrensweisen (z. B. Temperaturreduzierter Asphalt). Die Publikation wendet sich sowohl an bauausführende Firmen, Ingenieurbüros, Prüfstellen und Institute als auch an öffentliche Dienststellen, die sich mit der Planung und Überwachung der Bauausführung befassen, wie Straßenbauverwaltungen und Verkehrsbehörden, Kreisbauämter (Landratsämter) mit Straßenbauaufgaben sowie an sonstige ausschreibende Stellen. Studenten im Fach Bauingenieurwesen, die sich mit dem Verkehrs-, Wasser-, Tief- und Hochbau befassen, werden bei entsprechenden Aufgabenstellungen dieses Buch als praxisnahe Informationsquelle nutzen können. Bedanken möchten wir uns für wichtige Zuarbeiten und die freundliche Bereitstellung von Bildmaterial und Hinweisen bei folgenden Personen, Firmen und Verbänden: Bernd Benninghoven, Bernhard Diesmann, Dieter Großhans, Franz Heinrichs, Udo Hinter wäller, Jürgen Hothan, Bernd Jannicke, Peter Kober, Kristin Orlamünder, Karola Richter, Reinhold Rühl, Siegfried Sadzulewsky, Stefan Schulz, Volker Schäfer, Bernd Stiffel, Joachim Wenzel, Wayne Wilson, Hans und Martin Wölfle, den Firmen AMMAN, Benninghoven, BP, Dynapac, Egli-Kaltrecycling, Esso, EUROVIA, Hamm, Infratest, Kirchner, NYNAS, Shell, STRABAG, Streicher, Total, Vögele, Wirtgen, der Arbeitsgemeinschaft der Bitumen- Industrie (ARBIT) und dem Deutschen Asphaltverband (dav) sowie den Mitarbeitern der Dr. Hutschenreuther Ingenieur gesellschaft mbh. Ganz besonderer Dank gilt unseren lieben Frauen und Familien, die uns bei der umfangreichen Arbeit unterstützt und uns die Zeit eingeräumt haben, durch welche diese umfangreiche Arbeit erst möglich wurde. Für konstruktive Kritik und Anregungen im Hinblick auf künftige Auflagen sind wir immer dankbar. Bonn, im Mai 2010 Jürgen Hutschenreuther und Thomas Wörner

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort Bitumen m 1.1 Geschichtliches Entstehung des Erdöls/Lagerstätten Exploration, Förderung und Transport des Erdöls Exploration Bohrungen Förderung und Transport Ölvorkommen, Verbrauch und Reserven Herstellung des Bitumens Erdölchemie Erdölprovenienzen (Klassifizierung der Rohöle) Herstellung in der Raffinerie Rohöldestillation Vakuumdestillation Eigenschaften des Bitumens Alterung des Bitumens Temperaturverhalten/Viskositäten Verhalten gegenüber Chemikalien Weitere Eigenschaften Umweltrelevante Daten Prüfverfahren Allgemeine Prüfverfahren zur Klassifizierung von Bitumen Nadelpenetration (DIN EN 1426) Erweichungspunkt Ring und Kugel (DIN EN 1427) Brechpunkt nach Fraaß (DIN EN 12593) Bestimmung der Duktilität (DIN 52013) Bestimmung des Gehaltes an Paraffinen (DIN 52015) Alterungsverfahren für Bitumen und polymermodifizierte Bitumen Zusätzliche Prüfverfahren (rheologische Prüfverfahren) Formänderungsarbeit, Kraftduktilität (DIN EN und 13703) Dynamisches Scher-Rheometer DSR (DIN EN 14770) Biegebalken-Rheometer (DIN EN 14771) Zusätzliche Prüfverfahren für polymermodifiziertes Bitumen (PmB) Verarbeitungsformen Straßenbaubitumen Straßenbaubitumen nach TL Bitumen-StB Polymermodifiziertes Bitumen (PmB) Spezialbitumen Bitumenemulsionen Einsatzmöglichkeiten, Herstellung und Eigenschaften Emulgatoren Anforderungen m 17:35 Kapitel 0 - Vorspann.indd :28:08 Uhr

3 8 Inhaltsverzeichnis 1.6 Lieferformen Trommel- oder Blockware Bitumen heißflüssig im Tanklastzug oder Kesselwagen Beladeregelung von Tank- und Kesselwagen Warmlagerung von Bitumen Bitumenverbrauch Fugenfüllstoffe Allgemeines Prüfverfahren und Anforderungen Gesteinskörnungen 2.1 Entstehung von natürlichen Gesteinen Recyclingbaustoffe und industrielle Nebenprodukte Aufbereitung von Gesteinskörnungen Definitionen und Begriffe Eigenschaften von Gesteinskörnungen Allgemeine Anmerkungen Affinität zwischen Gesteinskörnung und Bitumen Besondere Eigenschaften von Füllern Besondere Eigenschaften von Gesteinskörnungen Anforderungen an Gesteinskörnungen Allgemeine Anmerkungen Anforderungen an Gesteinskörnungen Bezeichnung der Gesteinskörnungen Qualitätssicherung bei Gesteinskörnungen Allgemeine Anmerkungen Erstprüfung Werkseigene Produktionskontrolle Kennzeichnung CE-Kennzeichnung Grundlagen des Asphaltstraßenbaus 3.1 Allgemeine Übersicht/Grundlagen Straßenaufbau/Dimensionierung Straßenaufbau Decke Asphaltdeckschicht Asphaltbinderschichten Asphalttragschichten Unterbau Untergrund Einbau des Asphaltmischgutes 4.1 Transport des Mischgutes zur Einbaustelle Grundlagen Vorbereitung der Unterlage Einbaudicke

4 Inhaltsverzeichnis Einbau des Asphaltmischgutes Einbau mit dem Straßenfertiger Straßenfertiger Handeinbau Flächenleistung beim Einbau Einbau von Kompaktasphalt Verdichten des Asphaltmischgutes Prinzip der Verdichtung Statische wirkende Walzen Dynamisch wirkende Walzen (Vibrationswalzen) Zur Asphaltverdichtung verwendete Walzen Walzvorgänge Grundregeln für das Verdichten Verdichtung von Kompaktasphalt Besonderheiten der Walzenarten Walzschemata Fehler und ihre Ursachen beim Walzen Verdichtungskontrolle Griffigkeit Wiederverwendung von Asphalt 5.1 Allgemeine Anmerkungen Wiederverwendung an Ort und Stelle Wiederverwendung an der Mischanlage Ermittlung der maximalen Zugabemenge in Abhängigkeit von der Gleichmäßigkeit Ermittlung der maximalen Zugabemenge in Abhängigkeit von der Anlagentech nik Verwendungszwecke Wiederverwendung von Ausbaustoffen mit teertypischen Bestandteilen Konformitätsnachweis und Qualitätssicherung 6.1 Verfahren des Konformitätsnachweises Verfahren zur Qualitätssicherung Asphaltkonzeption 7.1 Allgemeines Asphalttechnologische Grundlagen Prüfung von Asphalt Asphaltkonzeption Grundlegende Anforderungen (Mix Design) Empirische und fundamentale Asphaltkonzeption Erstprüfung und Eignungsnachweis Herstellen von Asphalt 8.1 Voraussetzungen zur Asphaltmischgutherstellung Gesteinskörnungen Lagerung

5 10 Inhaltsverzeichnis Vordosierung der Gesteinskörnungen Trocknung der Gesteinskörnungen Heißabsiebung und Silierung Bitumen (Bindemittel) Anlieferung Heißlagerung Zusätze Asphaltmischanlage Prinzipieller Aufbau einer Asphaltmischanlage Mischgutherstellung Wiederverwendung von Asphalt (Recycling) Die Asphaltmischanlage in ihrer Umwelt Bauweisen 9.1 Allgemeines Veraltete Bauweisen Temperaturabgesenkte Asphalte Viskositätsverändernde, organische Zusätze Viskositätsverändernde, mineralische Zusätze Variation der Herstellungs technologie des Asphaltmischguts Schaumbitumen Herstellung des Asphaltmischguts Einbau des Asphaltmischguts Asphalttragschichten 10.1 Begriff, Anwendung Asphalttragschichtarten Anforderungen an das Mischgut Mischgutherstellung Einbau und Verdichtung Direkt befahrene Tragschichten Asphaltbinder 11.1 Begriff, Anwendung Asphaltbinderarten (Asphaltbeton AC B) Asphaltbinderschichten für Verkehrsflächen mit hohen Beanspruchungen Direkt befahrene Asphaltbinderschichten Deckschichten 12.1 Begriff, Anwendung, Anforderung Asphaltbeton (Heißeinbau) Begriff Anwendung Zusammensetzung Splittmastixasphalt Begriff Allgemeines Anwendung

6 Inhaltsverzeichnis Zusammensetzung Stabilisierende Zusätze Herstellung Einbau Erfahrungen mit Splittmastixasphalt Splittmastixasphalt zur Lärmminderung Offenporiger Asphalt Begriff Anwendung Zusammensetzung Transport und Einbau Entwässerung Offenporiger Asphalt als Lärmmindernde Straßendecke Verschmutzung und Reinigung Winterdienst Zweischichtiger offenporiger Asphalt Wasserdurchlässiger Asphalt Gussasphalt Begriff Herstellung und Einbau Gussasphalt für hohe Verkehrsbeanspruchungen Gussasphalt Temperaturreduziert Gussasphalt mit lärmtechnisch optimierten Eigenschaften Gussasphalt mit offenporiger Oberfläche (PMA) Kompaktasphalt Instandhaltung Oberflächenschutzschichten Schlämmeüberzüge Instandsetzung Oberflächenbehandlungen Dünne Asphaltdeckschichten in Kaltbauweise (DSK) Begriff Anwendung Zusammensetzung Herstellung und Einbau Dünne Asphaltdeckschichten in Heißbauweise (DSH) Rückformen (RF) Sonderbeläge SAMI-Schichten Asphaltmastix Aufgehellte Deckschichten Color Asphalt (Gestalten mit Asphalt) Kaltmischgut Halbstarre Beläge und deren Weiterentwicklung 13.1 Halbstarre Deckschichten Neuentwicklung ColdConcreteAsphalt

7 12 Inhaltsverzeichnis 14 Asphalt auf Ingenieurbauwerken 14.1 Allgemeines Aufbau Anforderungen an die Baustoffe Ergänzende Hinweise Asphalt auf Flugplätzen 15.1 Allgemeines Belastungen Aufbau Mischgutzusammensetzung Ergänzende Hinweise Asphalt im Eisenbahnbau 16.1 Allgemeines Belastungen Aufbau Mischgutzusammensetzung Ergänzende Hinweise Asphalt im Wasserbau 17.1 Allgemeines Bauweisen der Asphaltdichtungen Beanspruchungen Konstruktive Ausbildung von Asphaltaußendichtungen Mischgutzusammensetzung Ergänzende Hinweise Asphalt im Deponiebau 18.1 Allgemeines Beanspruchungen Aufbau Mischgutzusammensetzung Ergänzende Hinweise Asphalt im Hochbau 19.1 Allgemeines Belastungen Aufbau Mischgutzusammensetzung Ergänzende Hinweise Bushaltestellen unter besonderen Beanspruchungen 381

8 Inhaltsverzeichnis Asphalt im ländlichen Wegebau 21.1 Allgemeines Belastungen Aufbau Mischgutzusammensetzung Ergänzende Hinweise Literaturverzeichnis Inserentenverzeichnis