Dünne Asphaltdeckschichten in Heißbauweise Bauweisen für Instandsetzung, Erneuerung und Neubau

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1 Dünne Asphaltdeckschichten in Heißbauweise Bauweisen für Instandsetzung, Erneuerung und Neubau Seminarveranstaltung VSVI Berlin-Brandenburg Frankfurt (Oder), 22. Januar 2015

2 Inhalt 1. Grundsätzliches zum Anfang 2. Die unterschiedlichen Bauweisen von DSH 3. Standardanwendung für die Instandsetzung 4. Anwendungsmöglichkeiten bei der Erneuerung 5. Lärmarme Deckschicht für den Neubau 6. Zusammenfassung Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 2

3 Begriffsklärungen Was sind Dünne Asphaltdeckschichten? Dünne Schichten sind nach den europäisch harmonisierten Normen für Asphalt EN Asphaltbeton für sehr dünne Schichten Schichtdicke: mm EN Asphaltbeton für extrem dünne Schichten (UTLAC) Schichtdicke: mm EN Dünne Asphaltdeckschichten in Kaltbauweise (DSK) Schichtdicke: keine Angaben Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 3

4 Was sind Dünne Asphaltdeckschichten? Dünne Asphaltdeckschichten sind nach dem deutschen Regelwerk für Asphaltbauweisen ZTV BEA-StB 09 Asphaltbeton AC 5 D L, - Splittmastixasphalt SMA 5 N, SMA 5 S - Gussasphalt MA 5 S, MA 8 S - Dünne Asphaltdeckschichten in Heißbauweise auf Versiegelung DSH-V 5 und DSH-V 8 Begriffsklärungen Einbaumenge: kg/m² mm ZTV BEA-StB 09 Kaltbauweisen Dünne Asphaltdeckschichten in Kaltbauweise DSK 8, DSK 5, DSK 3 Einbaumenge: kg/m² 5 15 mm Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 4

5 Was sind Dünne Asphaltdeckschichten? Begriffsklärungen Dünne Asphaltdeckschichten sind nach dem deutschen Regelwerk für Asphalt auch: Lärmtechnisch optimierte Asphaltdeckschichten aus AC 5 D LOA Einbaudicke: mm Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 5

6 Richtigstellungen Dünne Asphaltdeckschichten sind geringwertig und nur für eine kurze Nutzungsdauer geeignet! Richtig ist: Dünne ADS in Heißbauweise unterscheiden sich bezüglich der Nutzungsdauer in keiner Weise von den dickeren Standarddeckschichten. Entscheidend für die Dauerhaftigkeit ist die Dimensionierung und der Zustand der Gesamtkontruktion. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 6

7 Dünne Asphaltdeckschichten sind nur für Straßen mit geringer Verkehrsbelastung geeignet! Richtigstellungen Richtig ist: Dünne Asphaltdeckschichten in Heißbauweise sind für alle Verkehrsbelastungen geeignet (Tabelle 11 der ZTV BEA-StB Bk100 Bk0,3). Sie können durch Anpassung der Eigenschaften (Bindemittelart und sorte, Hohlraumgehalt) sowohl auf Autobahnen wie auch in untergeordneten Wohnstraßen eingebaut werden. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 7

8 Feststellungen Die Möglichkeiten des Einsatzes Dünner Asphaltdeckschichten in Heißbauweise werden nicht durch die Verkehrsbelastung bestimmt, sondern durch das Tragverhalten der Gesamtkonstruktion und die gewünschten Eigenschaften der Schicht! Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 8

9 3. Bauliche Erhaltung Standardanwendung von Dünnen Asphaltdeckschichten in Heißbauweise bei der baulichen Erhaltung Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 9

10 Regelwerke Neue Ausgabe!!! Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 10

11 Begriffssystematik ZTV BEA-StB 09/13 (örtlich-punktuelle oder kleinflächige Maßnahmen) Instandhaltung (Bauliche Unterhaltung) (z.b. Vergießen von Rissen, kleinflächige Flickarbeiten) Bauliche Erhaltung Instandsetzung (größerflächige Maßnahmen) Erneuerung I 1 auf der Asphaltdeckschicht (z.b. Oberflächenbehandlung, Dünnschichtbelag) I 2 an der Asphaltdeckschicht (z.b. Rückformen, Ersatz der Asphaltdeckschicht) E 1 an der Asphaltdeck- und binderschicht (z.b. Tiefeinbau von Asphaltbinder- und Asphaltdeckschicht) E 2 an Tragschichten / am Oberbau (z.b. Verstärkung, Tiefeinbau einschließlich Tragschichten) Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 11

12 Dünne Asphaltdeckschichten in Heißbauweise Asphaltmischgutarten: Gussasphalt MA, Splittmastixasphalt SMA, Asphaltbeton AC D und DSH-V Ausführungszeit Anfang April bis Mitte Oktober Bei einer Lufttemperatur von unter 10 C und einer Temperatur der Unterlage von unter 8 C dürfen DSH nicht eingebaut werden. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 12

13 Regelwerke Zusammensetzung Baustoffgemische Dünne Asphaltdeckschichten in Heißbauweise DSH Asphaltbeton Splittmastixasphalt Gussasphalt AC 5 D L SMA 5 N, SMA 5 S MA 5 S, MA 8 S Asphaltmischgut für Dünne Asphaltdeckschichten in Heißbauweise auf Versiegelung DSH-V 5, DSH-V 8 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 13

14 Siebdurchgang in M.-% Siebrückstand in M.-% Kornverteilung von AC 5 D L, SMA 5 S und DSH-V 5 SMA 5 S - AC 5 D L - DSH-V ,063 0,125 0,25 0, ,6 8 11, ,4 31, Siebnennöffnungweite in mm Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 14

15 DSH Deckschicht Gussasphalt MA 5 S Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 15

16 DSH Deckschicht Gussasphalt MA 5 S Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 16

17 Dünne Asphaltdeckschicht in Heißbauweise auf Versiegelung DSH-V Versiegelung der Unterlage und Mischguteinbau in einem Arbeitsgang Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 17

18 Dünne Asphaltdeckschicht in Heißbauweise auf Versiegelung DSH-V Schematische Darstellung einer Dünnen Asphaltdeckschicht in Heißbauweise auf Versiegelung Versiegelung Deckschichtmaterial Unterlage (vorhandene Fahrbahnbefestigung nach Vorbereitung) Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 18

19 ZTV BEA-StB 09 1 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 19

20 ZTV BEA-StB 09 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 20

21 Das Bauverfahren DSH-V - Gerätetechnik Herstellung der Versiegelung mit dem integrierten Sprühbalken (System Vögele) Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 21

22 Das Bauverfahren DSH-V - Gerätetechnik Herstellung der Versiegelung mit dem integrierten Sprühbalken (System Vögele) Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 22

23 Das Bauverfahren DSH-V - Gerätetechnik Herstellung der Versiegelung mit dem integrierten Sprühbalken (System Vögele) Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 23

24 Das Bauverfahren DSH-V Prinzip Das Brechen der Emulsion Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 24

25 DSH-V Schichtenverbund Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 25

26 DSH-V Schichtenverbund Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 26

27 Dünne Asphaltdeckschichten in Heißbauweise Wann entscheide ich mich in der Straßenerhaltung für DSH? Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 27

28 Merkmalsgruppen von Asphaltbefestigungen Merkmalsgruppe Zustandsmerkmal Erscheinungsbild /Ursache Bauliche Erhaltung Ebenheit Ebenheit im Längsprofil Verformung Tragfähigkeit -Instandhaltung Ebenheit im Querprofil Verformung Tragfähigkeit -Instandsetzung Rauheit Griffigkeit Bindemittelanreicherung polierte Kornoberfläche -Erneuerung Substanzmängel Netzrisse Ausmagerung Flickstellen Kornausbrüche Einzelrisse Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 28

29 Merkmalsgruppe Zustandsmerkmal Instandsetzungsverfahren - Auswahl Erscheinungsbild /Ursache OB Instandsetzungsverfahren nach Ebenheit im Verformung Ebenheit Längsprofil Tragfähigkeit Ebenheit im Verformung Querprofil Tragfähigkeit Rauheit Griffigkeit Bindemittelanreicherung polierte Kornoberfläche Netzrisse Ausmagerung Flickstellen Substanzmängel Kornausbrüche Einzelrisse *) DSK DSH RF EAD + geeignet / bedingt geeignet - nicht geeignet *) bei Häufung von Einzelrissen Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 29

30 DSH Anwendungen in Abhängigkeit von der Unterlage Asphaltmischgutarten und Asphaltmischgutsorten Zustands- Erscheinungsbild AC 5 D L SMA 5 N DSH-V 5 MA 5 S merkmal SMA 5 S DSH-V 8 MA 8 S Ebenheit im Querprofil Verformung Griffigkeit Bindemittelanreicherung Polierte Kornoberfläche - + O + O Ausmagerung O Netzrisse O Flickstellen O Kornausbrüche O geeignet O bedingt geeignet - nicht geeignet Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 30

31 Grundsätze für die Anwendung der Bauweise Voraussetzung für die Auswahl der geeigneten Erhaltungsbauweise ist die Erfassung der Zustandsmerkmale der Verkehrsfläche und die Ermittlung von deren Ursachen. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 31

32 Zustandsmerkmal Kornausbrüche + Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 32

33 Zustandsmerkmal Ausmagerung + Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 33

34 Zustandsmerkmal Netzrisse + Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 34

35 Zustandsmerkmal Griffigkeitsdefizit + Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 35

36 Struktur und Inhalt des Regelwerks Baugrundsätze Visuelles Zustandsbild der Fahrbahnoberfläche Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 36

37 Instandsetzung oder Erneuerung? Erst die sorgfältige Auswertung der Zustandserfassung kann zur Entscheidung über die geeignete Erhaltungs- /Erneuerungsmaßnahme führen. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 37

38 Vorbereitung der Unterlage Herstellen der Ebenheit DSH Wenn bei Unebenheiten der Unterlage größer 10 mm Anforderungen an die Ebenheit, den Verdichtungsgrad oder den Hohlraumgehalt gestellt werden, sind vorbereitende Arbeiten vorzusehen (z.b. Fräsen oder Vorprofilierung der Unterlage). Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 38

39 Dünne Schichten Ebenheit herstellen durch Feinfräsen Standard-Fräswalze FCS-Fräswalze FCS-Fräswalze FCS-Fräswalze Schnittlinienabstand für DSH max. 8 mm FCS-Fräswalze FCS-Feinfräswalze FCS-Feinstfräswalze Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 39

40 Vorbereitung der Unterlage - Reinigen Bei starken Verschmutzungen oder nach Fräsarbeiten ist die Unterlage zu reinigen. Als besonders günstig hat sich Wasserstrahlen mit Drehjets bei niedrigem Wasserdruck und sofortigem Absaugen erwiesen. Beim Einbau von Dünnen Asphaltdeckschichten in Heiß- und Kaltbauweise ist die Unterlage besonders sorgfältig zu reinigen! Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 40

41 Ausführung Abschnitt Reinigen der Unterlage Reinigen der Unterlage Wasserstrahlen mit Absaugen Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 41

42 Ausführung Abschnitt Reinigen der Unterlage Reinigen der Unterlage Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 42

43 Dünne Asphaltdeckschichten Schichtenverbund Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 43

44 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 44

45 Dünne Asphaltdeckschichten Schichtenverbund Schichtenverbund durch Abreißprüfung Prüfung nach TP A-StB, Teil 81 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 45

46 Abreißfestigkeit [MPa] DSH-V Schichtenverbund Vergleich der Anforderungswerte Vergleich Scherkraft - Abreißfestigkeit 2,5 2 1,5 R 2 = 0, , Scherkraft [kn] Quelle: Kutz Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 46

47 Dünne Asphaltdeckschichten zur Straßenerhaltung Grenzen der Anwendung Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 47

48 Ursachen für unzureichende Nutzungsdauer Ungeeignete Unterlage Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 48

49 Sommer 2011, die perfekte Unterlage für eine Instandsetzung mit Dünnen Asphaltdeckschichten in Heißbauweise DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 49 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 49 49

50 Sommer 2011: Netzrisse, die sich noch nicht über die gesamte Dicke der Deckschicht erstrecken DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 50 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 50 50

51 DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 51 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 51 51

52 Winter 2013: zu spät, Chance vertan! DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 52 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 52 52

53 Zustandsmerkmale einer ungeeigneten Unterlage DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 53 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 53

54 Zustandsmerkmale einer ungeeigneten Unterlage DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 54 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 54

55 Überbauen einer Unterlage mit großen Querunebenheiten (Spurrinnen) DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 55 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 55 55

56 Folge: Ungenügende Verdichtung in den Tiefpunkten, vorzeitige Alterung, Verwitterung DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 56 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 56 56

57 DSH-V Reflexionsriss aus der Unterlage Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 57

58 So sollte DSH nicht gebaut werden! Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 58

59 Folge: Beschleunigte Alterung, Kornausbrüche, Risse DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 59 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 59

60 Hohe Porosität durch Einbau bei ungünstiger Witterung DSH-V e.v. Dipl.-Geol. Bernd Dudenhöfer 60 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 60

61 4. Erneuerung Anwendungsmöglichkeiten von Dünnen Asphaltdeckschichten in Heißbauweise bei der Erneuerung wenn s denn etwas mehr sein soll Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 61

62 Begriffssystematik ZTV BEA-StB 09/13 (örtlich-punktuelle oder kleinflächige Maßnahmen) Instandhaltung (Bauliche Unterhaltung) (z.b. Vergießen von Rissen, kleinflächige Flickarbeiten) Bauliche Erhaltung Instandsetzung (größerflächige Maßnahmen) Erneuerung I 1 auf der Asphaltdeckschicht (z.b. Oberflächenbehandlung, Dünnschichtbelag) I 2 an der Asphaltdeckschicht (z.b. Rückformen, Ersatz der Asphaltdeckschicht) E 1 an der Asphaltdeck- und binderschicht (z.b. Tiefeinbau von Asphaltbinder- und Asphaltdeckschicht) E 2 an Tragschichten / am Oberbau (z.b. Verstärkung, Tiefeinbau einschließlich Tragschichten) Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 62

63 Geringe Schichtdicke Eröffnet Spielräume Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 63

64 Geringe Schichtdicke Eröffnet Spielräume Einbaudicke zwischen 4 und 12 cm Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 64

65 Geringe Schichtdicke Eröffnet Spielräume Profilausgleich mit SMA 8 S Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 65

66 Geringe Schichtdicke Eröffnet Spielräume Deckschicht aus DSH V 5 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 66

67 Geringe Schichtdicke Eröffnet Spielräume Ergebnis nach 3 Jahren Nutzungsdauer Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 67

68 Geringe Schichtdicke - Eröffnet Spielräume Bei der baulichen Erhaltung von Straßenbefestigungen müssen die Eigenheiten der Substanz erkannt und berücksichtigt werden (vgl. ZTV BEA-StB). Die Bauweisen für Verkehrsflächenbefestigungen waren im letzten Jahrhundert einer relativ raschen Entwicklung unterworfen, so dass bei der baulichen Erhaltung historische Konstruktionselemente berücksichtigt werden müssen. In Berlin hatte sich in der Zeit von 1936 bis 1968 eine Regelbauweise etabliert, deren Aufbau aus einer ca cm dicken Betontragschicht besteht, mit einer Deckschicht aus Gussasphalt. Die Entwicklung der Bauweise ist in den nachfolgenden Folien dargestellt. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 68

69 Ausführung Abschnitt Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und Fugen. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 69

70 Erneuerung durch Ersatz von Deck- und Binderschicht Variante 1: Verlegung der Asphalteinlage auf der Betonunterlage Zur Verzögerung von Reflexionsrissbildung wird zwischen Betonunterlage und die 1. Lage der Asphaltbinderschicht eine Asphalteinlage eingebaut. 1,5 2,0 cm Dünne Asphaltdeckschicht in Heißbauweise auf Versiegelung DSH-V 5 Bitumen 50/70 TE 5,0 cm Asphaltbinder Typ AC 16 B S, stetig gestuft Bindemittel 25/55-55 A 5,0 cm Asphaltbinder Typ AC 16 B S, stetig gestuft Bindemittel 25/55-55 A als Profilausgleich (auf Asphalteinlage) 12 cm Vorhandene Konstruktion nach Abfräsen auf 12 cm Variante 2: Verlegung der Asphalteinlage zwischen neu eingebaute Binderlagen Zur Verzögerung von Reflexionsrissbildung wird zwischen der 1. und 2. Lage der Asphaltbinderschicht eine Asphalteinlage eingebaut. 1,5 2,0 cm Dünne Asphaltdeckschicht in Heißbauweise auf Versiegelung DSH-V 5 Bitumen 50/70 TE 5,0 cm Asphaltbinder Typ AC 16 B S, stetig gestuft Bindemittel 25/55-55 A (auf Asphalteinlage) 5,0 cm Asphaltbinder Typ AC 16 B S, stetig gestuft Bindemittel 25/55-55 A als Profilausgleich 12 cm Vorhandene Konstruktion nach Abfräsen auf 12 cm Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 70

71 Erprobungsstrecke Asphalteinlagen Vorbereitung der Unterlage: Vorbereitete Betontragschicht für den Asphalteinbau. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 71

72 Erprobungsstrecke Asphalteinlagen Einbau einer lärmmindernden Asphaltdeckschicht auf die 2. Binderlage mit einem Sprühfertiger. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 72

73 Einbau einer lärmtechnisch optimierten Asphaltdeckschicht DSH Fazit: Durch den Einbau der Decke in drei Schichten konnte eine besonders gute Ebenheit erzielt werden. - Die untere Binderlage dient als Profilausgleich - Auf der oberen Binderlage werden bereits die Ebenheitsanforderungen an eine Deckschicht erfüllt. Die Asphaltdeckschicht wurde mit sehr hohen Anforderungen an die Einbauqualität hergestellt. - Ausbildung aller Nähte als Fugen - Anordnung der Fugen in der Deckschicht über den Fugen der Binderschicht Bei der baulichen Erhaltungsmaßnahme konnte ein Beitrag zur Lärmminderung geleistet werden. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 73

74 Niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr Geschäftsbereich Kompetenzcenter Dezernat 21 Kombinationsbauweise aus Inline Pave mit DSH-V Friedhelm Vogt B/L-Dienstbesprechung 28./ Top 4.10 Inline Pave

75 Niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr Geschäftsbereich Kompetenzcenter Dezernat 21 Umsetzung Neues Einbauverfahren, speziell für das Bauen im Bestand. Auf eine sehr dichte Splittmastixbinderschicht werden nur kg/m² DSH-V aufgebaut (1,5-2 cm). Konzeption eines hohlraumarmen Splittmastixbinders - 2 4,5 VOL.%- Hohlraumgehalt im verdichteten Zustand - hohe Steifigkeit unmittelbar nach der Vorverdichtung sowie im eingebauten Zustand - kein Pumpen des Bitumens durch Vorverdichtung - Entmischungsstabilität

76 Niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr Geschäftsbereich Kompetenzcenter Dezernat 21 Zielsetzung Vorteile aus Inline Pave und DSH-V Technologie kombinieren: - Verzahnung von Binderschicht und Deckschicht - zusätzliche Verklebung der beiden Schichten durch Emulsion - zus. Abdichtung der Binderschicht vor Wasser durch Emulsion - positiven Eigenschaften des DSH-V Belages nutzen: verminderte Sprühfahnenbildung verminderte Schallimmissionen hohe Anfangsgriffigkeit auch ohne Abstumpfen geringe Schichtdicke der Verschleißschicht

77 Niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr Geschäftsbereich Kompetenzcenter Dezernat 21

78 Niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr Geschäftsbereich Kompetenzcenter Dezernat 21

79 Niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr Geschäftsbereich Kompetenzcenter Dezernat 21 Fazit Das Ziel, eine sehr dichte, verzahnte, verklebte, zusätzlich abgedichtete und hochverdichtete kombinierte Decke aus Splittmastixbinder und DSH-V Deckschicht zu erstellen, wurde erreicht! (Es wurden sehr hohe Scherfestigkeiten ermittelt). Die Kombination DSH-V + Splittmastixbinder ergibt eine hochwertige und sehr dichte Bauweise, die den Unterbau und Untergrund vor jeglichem Wassereintritt schützt!

80 Niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr Geschäftsbereich Kompetenzcenter Dezernat 21 Oberflächenbeschaffenheit DSH-V => 8 Monate später 80

81 Kompakte Asphaltbefestigung mit DSH Einbau einer kompakten Asphaltbefestigung mit Deckschicht aus DSH auf der Berliner Stadtautobahn A 100 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 81

82 Kompakte Asphaltbefestigung mit DSH Umsetzung: Einbau mit einem Kompaktmodulfertiger auf gefräste Unterlage Auf eine Asphaltbinderschicht aus Asphaltmischgut AC 16 B S in 8,5 cm Dicke werden nur kg/m² Mischgut DSH eingebaut (ca. 1,5 cm). Asphaltbinderschicht Mischgutsorte: AC 16 B S Bindemittel: 25/55-55 A Zusätze: Zeolithe als Einbauhilfe Verdichtungsgrad: 99 % Asphaltdeckschicht Mischgutsorte: DSH 5 (Zusammensetzung GKG wie DSH-V 5) Bindemittel: 40/80-65 A Hohlraumgehalt: 3,5 5,5 Vol.-% Haftzugfestigkeit: 1 N/mm² Max. Unebenheit: 3 mm/4 m Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 82

83 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 83

84 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 84

85 Kompakte Asphaltbefestigung mit DSH Fazit: Die kurze Bauzeit mit 4 Abschnitten an 4 Wochenenden wurde eingehalten. Befürchtete Probleme, dass die dünne Deckschicht zu Einbauproblemen führen könnte (Vermischung mit Bindermischgut an der Oberfläche) traten nicht ein. Die Deckschicht zeigte auch ohne Abstumpfung eine hohe Anfangsgriffigkeit. Die Ebenheitsanforderungen wurden durch das Abtasten der Höhen am Bestand teilweise nicht erfüllt. Die gefräste Unterlage zeigte oftmals nicht die geforderte Ebenheit und es musste in Teilabschnitten ein Profilausgleich hergestellt werden. Die Bauweise erfordert akribische Vorbereitung und nur bei großen Bauabschnitten wirtschaftlich. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 85

86 5. Neubau Lärmarme Asphaltdeckschicht für den Neubau Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 86

87 Einbau einer lärmtechnisch optimierten Asphaltdeckschicht DSH Nach einem Urteil des Verwaltungsgerichtes war beim Umbau und der Erneuerung einer Stadtstraße in Berlin ein lärmmindernder Fahrbahnbelag einzubauen. Durch einen Sachverständigen war zu klären, welche Deckschicht unter den gegebenen Randbedingungen die Anforderungen an minimierte Schallemissionen beim Abrollen des Reifens auf der Fahrbahn gewährleisten kann. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 87

88 Akustische Eigenschaften von dünnen Asphaltdeckschichten Quelle: Schäfer Consult Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 88

89 Schalltechnische Eigenschaften von Fahrbahnbelägen Deckschichttyp offenporig dicht Haupteinfluss Hohlraumgehalt Struktur und Anteil der Hohlräume beeinflussen das Schallabsorptionsvermögen und damit die akustische Wirksamkeit Textur (Rauhigkeit) Rauhigkeitstiefe Rauhigkeitswellenlänge Gestalt Gleichmäßigkeit Schallabsorption Vermeidung der Schallentstehung Entstehungsmechanismen des Reifen-Fahrbahn-Geräusches Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 89

90 Fallbeispiel 1: Tempelhofer Hafen Texturuntersuchungen / im Labor an Probekörpern Laserscan einer Gussasphaltoberfläche Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 90

91 Fallbeispiel 1: Tempelhofer Hafen Texturuntersuchungen / im Labor an Probekörpern Laserscan einer DSH-V-Oberfläche Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer Innovationen, aber richtig 91

92 Texturmerkmale von Asphaltdeckschichten Quelle: Accouplan Gussasphalt 0/8 DSH-V 0/5 LO Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 92

93 Einbau einer lärmtechnisch optimierten Asphaltdeckschicht DSH Umsetzung: Nach den Empfehlungen eines Sachverständigen wurde folgender Aufbau gewählt: Verkehrsbeanspruchungen: Bauklasse III, besondere Beanspruchungen Empfohlener Konstruktionsaufbau 2,0 cm Lärmtechnisch optimierte dünne Asphaltdeckschicht in Heißbauweise auf Versiegelung, DSH-V 5 LO 6,5 cm Asphaltbinder AC 16 BS, 25/55-55A stetig gestuft 9,5 cm Asphalttragschicht AC 22 TS, 50/70 46,5 cm Schottertragschicht (aus gebrauchten Baustoffen) E v2 150 MN/m² 64,5 cm Gesamtaufbau Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 93

94 Einbau einer lärmtechnisch optimierten Asphaltdeckschicht DSH Umsetzung: Zusammensetzung und Eigenschaften der Asphaltschichten Asphaltbinderschicht Mischgutsorte: AC 16 B S stetig gestuft Bindemittel: 25/55-55 A Verdichtungsgrad: 98 % Hohlraumgehalt: max. 6,5 Vol.-% Max. Unebenheit: 3 mm/4 m Asphaltdeckschicht Mischgutsorte: DSH-V 5 LO Bindemittel: 50/70, gummimodifiziert Hohlraumgehalt MPK: 5,0 6,0 Vol.-% Haftzugfestigkeit: 1 N/mm² Max. Unebenheit: 3 mm/4 m Mittlere Texturtiefe: 0,4 0,8 mm Gestaltfaktor g: > 80 % Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 94

95 Einbau einer lärmtechnisch optimierten Asphaltdeckschicht DSH Umsetzung: Bauvorbereitung und Bauablauf Durchführung einer erweiterten Erstprüfung mit Eignungsnachweis für die Deckschicht aus DSH-V 5 LO. - Ermittlung schalltechnisch relevanter Texturparameter an Laborprobekörpern. Einbau der Deckschicht in einem Probefeld und Messung der Texturparameter und Einbaukennwerte. Bauablaufplanung mit Festlegung der Einbauabschnitte. Vorbereitung der Unterlage (u.a. Anpassen von Schächten, Fräsen auf Sollhöhe). Abstimmung der Logistik mit dem Asphaltmischwerk, um eine kontinuierliche Anlieferung des Asphaltmischgutes zu gewährleisten. Einbau mit kontinuierlicher Überwachung der Verdichtung. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 95

96 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 96

97 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 97

98 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 98

99 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 99

100 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 100

101 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 101

102 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 102

103 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 103

104 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 104

105 Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 105

106 Einbau einer lärmtechnisch optimierten Asphaltdeckschicht DSH Fazit: Die akustischen Eigenschaften der Asphaltdeckschicht erfüllen die gestellte Anforderung uneingeschränkt. Die Asphaltdeckschicht wurde mit sehr hohen Anforderungen an die Einbauqualität hergestellt. Der Einbau von lärmtechnisch optimierten Asphaltdeckschichten erfordert grundsätzlich einen erhöhten Aufwand in der Vorbereitung und beim Einbau. Lärmarme Fahrbahnbeläge müssen unterbrechungsfrei und in großen Bauabschnitten eingebaut werden. Um die dünne Schicht ausreichend zu verdichten, besteht wenig bis keine Zeit um Einbauten zu regulieren. Dies sollte nachträglich geschehen (kein Einbau von selbstnivellierenden Schachtabdeckungen möglich). Dünne Asphaltdeckschichten in der Straßenerhaltung und lärmtechnisch optimierte Asphaltdeckschichten sind nicht vergleichbar. Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 106

107 Ergebnisse von akustischen Kontrollprüfungen Baumaßnahme Tempelhofer Hafen (Friedrich-Karl-Str.) Tempelhofer Hafen (Ordensmeister Str.) Belag vor dem Austausch Messwert V 0 = 50 km/h [db(a)] L Veh [db(a)] Gussasphalt 0/8 68,3-3.6 Gussasphalt 0/11 67,1-4,8 Scharnweberstraße Oberflächenbehandlung 67,7-4,2 Kopenhagener Str. Gussasphalt 0/11 68,5-3,4 Berliner Straße Gussasphalt 0/11 68,2-3,7 Gneisenaustraße Gussasphalt 0/11 66,6-5,3 68,6-3,3 Quelle: Accouplan, Müller BBM Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 107

108 Zeitlicher Verlauf der akustischen Wirksamkeit Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 108

109 Referenzpegel Zeitlicher Verlauf der akustischen Wirksamkeit B81 Gröningen , , , , , ,5 Jahre SMA 0/11 S DSH-V 0/5 DSH-V 0/8 Quelle: Landesumweltamt Sachsen-Anhalt Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 109

110 Aktuelle Literatur zu lärmarmen Fahrbahndecken Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 110

111 Zusammenfassung 1. Bewährte Bauweisen zur Substanzerhaltung Zusätzliche Abdichtung und Schutz der vorhandenen Unterlage bei DSH-V 2. Anwendung in allen Bauklassen - Autobahnen - Landstraßen - Kommunale Straßen - Sonstige Verkehrsflächen Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 111

112 Zusammenfassung 3. Verkehrssicherheit Gleichbleibend hohe Griffigkeit über den gesamten Nutzungszeitraum Hohe Anfangsgriffigkeit bei DSH-V ohne Abstumpfungsmaßnahmen kein Rollsplitt 4. Dauerhaftigkeit DSH-V bieten überlegenen Schichtenverbund durch vollflächige Verklebung mit dickem Bindemittelfilm Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 112

113 5. Lärmarm 6. Wirtschaftlichkeit Zusammenfassung DSH aus Asphaltbeton (DSH-V und AC 5 D LOA) sind lärmarme Bauweisen mit hoher Wirksamkeit bereits bei niedrigen Geschwindigkeiten Durch die günstige Textur der Oberfläche wird der Reifen nicht zu Schwingungen angeregt. Reduzierte Herstellkosten durch geringe Schichtdicke und geringe Kosten für Anpassungen bei Erhaltungsmaßnahmen Vermeidung von Verschmutzungen angrenzender Bauteile (DSH-V) Kurze Bauzeiten und minimierte Beeinträchtigung des Verkehrsteilnehmers Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 113

114 Zusammenfassung 7. Nutzungsdauer Eine Tapete funktioniert so lange wie es die Unterlage zulässt! Forschungsvorhaben zum Nachweis der Gleichwertigkeit mit konventionellen Deckschichten ist in Bearbeitung Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 114

115 Weitere Informationen Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 115

116 Viel Erfolg bei der Anwendung und herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Bernd Dudenhöfer ASPHALTA Prüf- und Forschungslaboratorium GmbH Halenseestraße/Innenraum AVUS Nordkurve Berlin +49 (30) Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 116

117 4. Erprobungsstrecken Lärmmindernde Asphaltdeckschichten Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 117

118 In 2008 bis 2009 durchgeführte Lärmminderungsmaßnahmen 1. Tempelhofer Hafen DSH-V 0/5 LO auf vorhandene Gussasphaltschichten oder neue Binderschichten 2. Scharnweberstraße DSH-V 0/5 LO auf vorhandene Gussasphaltschichten (Bei Aufgrabungen partiell Ersatz DS und Abi) 3. Kopenhagener Straße DSH-V 0/5 LO auf vorhandene Gussasphaltschichten (Bei Aufgrabungen partiell Ersatz DS und Abi) Dipl.-Geologe Bernd Dudenhöfer 118

119 In 2010 durchgeführte Lärmminderungsmaßnahmen 4. Gneisenaustraße (Kreuzberg) DSH-V 5 LO auf neu hergestellter Binderschicht aus SMA 11 S (Unterlage Großpflaster) 5. Berliner Straße (Reinickendorf) DSH-V 5 LO auf neu hergestellte Binderschicht, zweilagig eingebaut (Unterlage Betontragschicht) Dipl.-Geologe Bernd Dudenhöfer 119

120 In 2011 durchgeführte Lärmminderungsmaßnahmen 6. Urbanstraße (Kreuzberg) DSH-V 5 LO auf neu hergestellter Binderschicht aus AC 16 B S (Unterlage Asphalttragschicht) 7. Großbeerenstraße (Kreuzberg) DSH-V 5 LO auf neu hergestellter Binderschicht, aus AC 16 B S (Unterlage Betontragschicht) 8. Straße des 17. Juni (Mitte) DSH-V 5 LO auf neu hergestellter Asphaltunterlage Binderschicht, Tragschicht Dipl.-Geologe Bernd Dudenhöfer 120

121 121 Dipl.-Geologe Bernd Dudenhöfer

122 In 2012 durchgeführte Lärmminderungsmaßnahmen 9. Zeltinger Straße (Reinickendorf) PMA 5 auf neu hergestellter Binderschicht aus SMA 11 S (Unterlage Großpflaster) 10. Bersarinplatz (Friedrichshain) AC 5 DS LOA auf neu hergestellter Asphaltunterlage Binderschicht, Asphalttragschicht Dipl.-Geologe Bernd Dudenhöfer 122

123 In 2014 durchgeführte Lärmminderungsmaßnahmen 11. Invalidenstraße (Mitte) DSH-V 5 LO in Kombination mit Gussasphalt LA (wegen Straßenbahn) auf neu hergestellter Asphaltunterlage - Neubau mit Planfeststellungsverfahren - Dipl.-Geologe Bernd Dudenhöfer 123

124 Texturuntersuchungen fertige Schicht Dipl.-Geologe Bernd Dudenhöfer 124

125 Ergebnisse der akustischen Kontrollprüfungen Baumaßnahme Mischgutsorte DSH-V 5 LO Messwert V 0 = 50 km/h [db(a)] D StrO [db(a)] 66,6-5,3 68,6-3.3 Gneisenaustraße Referenz SMA 5 S 70,5-1,4 Referenz SMA 8 S 72,5 + 0,6 Berliner Straße DSH-V 5 LO 68,2-3,7 Dipl.-Geologe Bernd Dudenhöfer 125

126 Zeitlicher Verlauf der akustischen Wirksamkeit Dipl.-Geologe Bernd Dudenhöfer 126

127 Referenzpegel Zeitlicher Verlauf der akustischen Wirksamkeit B81 Gröningen , , , , , ,5 Jahre SMA 0/11 S DSH-V 0/5 DSH-V 0/8 Dipl.-Geologe Bernd Dudenhöfer 127

128 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Bernd Dudenhöfer ASPHALTA Prüf- und Forschungslaboratorium GmbH Halenseestraße/Innenraum AVUS Nordkurve Berlin +49 (30) Dipl.-Geologe Bernd Dudenhöfer 128

129 Bauliche Erhaltungsmaßnahme - Lärmsanierung Bauliche Erhaltungsmaßnahmen an kommunalen Straßen Eine Möglichkeit zur Lärmsanierung Die Wahl eines lärmarmen Fahrbahnbelages kann bei ohnehin notwendigen baulichen Erhaltungsmaßnehmen einen wichtigen Beitrag zur Minderung der Lärmbelastung für den Bürger leisten! Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 129

130 Dünne Schichten zur Straßenerhaltung Möglichkeiten Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 130

131 Innerstädtische Bereiche mit Zwangshöhe Durch die geringe Einbaudicke werden die Kosten für das Anpassen der Randeinfassung minimiert Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 131

132 Kurze Sperrzeiten durch kurze Auskühlzeiten Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 132

133 1. Visuelle Erfassung des Zustandes der Fahrbahnoberfläche Umfang der Zustandserfassung Entscheidung 2. Tragfähigkeitsmessung 3. Griffigkeitsmessung 4. Bohrkernentnahme/Sondierungen 5. Baustoffuntersuchungen Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 133

134 Ursachen für Mängel bei der Bauweise DSH Ungeeignete Unterlage Einbau bei ungünstigen Witterungsbedingungen Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 134

135 Zusammenfassung Dipl. Geologe Bernd Dudenhöfer 135