Asphaltbinder- und Zwischenschichten für f normale und besondere Anwendungsbereiche - Eine Bilanz VSVI-Seminar Frankfurt (Oder)

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1 1 Asphaltbinder- und Zwischenschichten für f normale und besondere Anwendungsbereiche - Eine Bilanz VSVI-Seminar Frankfurt (Oder)

2 2 Dauerhafte Binder- und Zwischenschichten h

3 Dauerhafte Binder- und Zwischenschichten 3

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5 5 1. Einleitung Inhalt 2. Optimierte Binderkonzepte 3. Beispiele aus der Praxis 4. Ausblick / TL Asphalt 5. Empfehlungen für die Ausschreibungspraxis

6 6 Die übliche Nutzungsdauer einer Straße nach den RStO 01 beträgt 30 Jahre! Nach ZTV BEA ist als aufwändigste Maßnahme zur baulichen Instandsetzung einer Asphaltstraße die Erneuerung der Deckschicht vorgesehen. Nutzungsdauer: Binderschicht = 2 x Deckschicht = 30 Jahre

7 7 Anhaltswerte zur Abschätzung des Zeitraums zwischen dem Neubau bzw. der letzten Erneuerung und dem Eingreifzeitpunkt (Außerortsstra erortsstraßen) en) Befestigungsschichten Asphaltbefestigungen Asphaltbeton Splittmastixasphalt Gussasphalt Asphaltbinder Asphalttragschicht Tragschicht mit hydraulischen Bindemittel Tragschicht ohne Bindemittel Tabelle entnommen aus der Richtlinie für die Planung von Erhaltungsmaßnahmen an Straßenbefestigungen (RPE-Stra 01) Anhaltswerte [Jahre] SV, I, II Bauklassen III - VI

8 8 Binderschichten für f r hohe Verkehrsbeanspruchungen erreichen höchstens die Nutzungsdauer einer Deckschicht... wenn sie nach ZTV Asphalt-StB 01 rezeptiert wurden!

9 9 Auswertung von Zustandserfassungen in Vorbereitung von Erhaltungsmaßnahmen nahmen Fazit aus > 50 Zustandserfassungen an Bundes- und Landesstraßen, die nach 1990 erneuert wurden: Bei > 70 % mussten nach max. 15 Jahren Nutzung Decke und Binder erneuert werden. Bei > 90 % musste der Binder mit erneuert werden wenn ein S-Binder eingebaut war (Ursache Alterung, Zerfall). Bei Binderschichten für normale Beanspruchungen waren es ca. 50 % (Ursache Verformungen).

10 10 Bei Schadensanalysen ist häufig h festzustellen, dass die Ursache für f r ein vorzeitiges Versagen der Deckschicht in der Binderschicht liegt!

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12 12 Kann man auch verformungsbeständige ndige und dauerhafte Binderschichten herstellen?

13 13 Historische Entwicklung der Binderbauweise Binderschichten entstanden in den Anfängen des bituminösen Straßenbaus, der damals noch ein ausschließlicher Deckenbau war. Die Binderschicht diente als Verbindungsschicht zwischen den nichtgebundenen Tragschichten und der Deckschicht. Sie dienten vor allem dazu, eine ausreichend eben Unterlage für die Deckschicht zu schaffen. Sie sind damit Bestandteil einer historischen Bauweise. Sie wurden in den modernen Regelwerken mitgeschleppt, obwohl die Funktion meist nicht mehr gegeben war.

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15 15 Historische Entwicklung der Binderbauweise Unterlage (nach TV bit 3/56): Unter Unterlage versteht man sowohl einen Unterbau nach TVU, Makadamschichten als auch vorhandene Fahrbahnbefestigungen mit und ohne Oberflächenbehandlungen, wie wassergebundene Kiesoder Schotterdecken, Asphalt und Teerdecken, Steinpflaster sowie Zementbeton. Zusammensetzung und Eigenschaften: Anfangs existierten noch keine Festlegungen für die Zusammensetzung von Bindern (Asphalt- oder Teerbinder). Sie war entsprechend den Erfordernissen (Schichtdicke, Verzahnung mit der Unterlage, Ebenheit) festzulegen. Bei Straßen mit starkem Verkehr wurde häufig auf Asphalt-Grobbeton 0/18 zurückgegriffen.

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17 17 Historische Entwicklung der Binderbauweise Zusammensetzung (nach TV bit 3/56): Der Asphaltbinder wurde noch nicht als eigene Mischgutsorte geführt, sondern wurde als Asphaltbeton bezeichnet. Kornzusammensetzung: 0/12, 0/18 und 0/25 Es gab keine Anforderung an den Hohlraumgehalt aber verbal wurde vorgegeben: Der Binder wird in der Regel nicht hohlraumarm zusammensetzt. Bindemittel: Im Regelfall B 80 oder B 200 Bei Dicken > 5 cm zweischichtiger Einbau (unten Grob- oben Feinbinder).

18 18 Historische Entwicklung der Binderbauweise TV bit 3/64 Der Asphaltbinder wird immer noch als Mischgutsorte Asphaltbeton geführt aber es gibt jetzt Anforderungen an den Hohlraumgehalt H bit,mk : - Dichter Binder : 3 7 Vol.-% - Offener Binder: 6 10 Vol.-% Einbau weiterhin 2-schichtig bei > 5 cm Gesamtdicke.

19 19 Historische Entwicklung der Binderbauweise TV bit 3/72 Der Asphaltbinder wird immer noch als Mischgutsorte Asphaltbeton geführt. Es bestehen veränderte Anforderungen an den Hohlraumgehalt H bit,mk : - Asphaltbeton als Binderschicht : 2 7 Vol.-% Speziell für zeitweilig (über den Winter) befahrene Binder gilt Hohlraumgehalt H bit,mk 2 5 Vol.-%. Bindemittel: B 65, B 80 Zweischichtiger Einbau bei Gesamtdicke über 5 cm noch zugelassen, aber nicht mehr gefordert.

20 20 Historische Entwicklung der Binderbauweise TV bit 3/72 (Änderung ) Bei Straßen der Bauklasse I - III Hohlraumgehalt H bit,mk : - Asphaltbeton als Binderschicht : 3 7 Vol.-%

21 21 Historische Entwicklung der Binderbauweise TV bit 6/75 (Gussasphalt) Binder unter Gussasphalt erstmalig geregelt. Ziff Offener Binder Hohlraumgehalt H bit,mk : 6 10 Vol.-%. Splittgehalt bis zu 80 M.-% Füller bis auf 1 M.-% reduzierbar Bindemittelgehalt bis auf 3,7 M.-% reduzierbar Ziff Dichter Binder Hohlraumgehalt H bit,mk : 2 Vol.-%. Füller bis max. 16 M.-% Bindemittelgehalt bis max. 6,5 M.-% (empf. B 45, versteif. Zusätze)

22 22 Historische Entwicklung der Binderbauweise Änderungen/Ergänzungen der TV bit 3/72 (Asphaltbeton und 6/75 (Gussasphalt) Für r Straßen mit sehr hohen Verkehrsbeanspruchungen Binder unter Asphaltbeton Hohlraumgehalt H bit,mk : 5 7 Vol.-%. Binder unter Gussasphalt Nur Binder 0/22, Hohlraumgehalt H bit,mk : 6-10 Vol.-% (Offener Binder).

23 23 Historische Entwicklung der Binderbauweise ZTV bit StB 84 Erstmalig Binder als eigene Mischgutsorte Hohlraumgehalt H bit,mk : 6 8 Vol.-% für Binder 0/22 Hohlraumgehalt H bit,mk : 3 7 Vol.-% für Binder 0/16 und 0/11 Bindemittel: B 65 (B 45 oder B 80 nur in besonderen Fällen) Keine Sonderregelungen für Binder unter Gussasphalt. ZTV bit StB 84/90 und ZTV Asphalt - StB 94 Keine Veränderungen an der Binderbauweise

24 24 Historische Entwicklung der Binderbauweise ZTV Asphalt - StB 94/98 Einführung der S-Binder mit eingegrenzten Sieblinien, Hohlraumgehalten und härteren Bindemitteln. Bitumen: B 45, PmB 45 Hohlraumgehalt H bit,mk : 5 7 Vol.-% für Binder 0/22 S Hohlraumgehalt H bit,mk : 4 7 Vol.-% für Binder 0/16 S Mischgutsorte Asphaltbinder 0/22 entfällt. Keine Sonderregelungen für Binder unter Gussasphalt. ZTV Asphalt - StB 01 Keine Änderungen bei der Binderbauweise.

25 25 Wie hat man bei der Binderzusammensetzung auf erhöhte hte Verkehrsbeanspruchungen reagiert? 1. Veränderung der Zusammensetzung des Gesteinskörnungsgemisches - Anhebung des Anteils an Korn > 2 mm - Anhebung des Gröbstkornanteils - Sieblinie mit Ausfallkörnung 2. Anhebung der Untergrenze für den Hohlraumgehalt 3. Verwendung härterer und polymermodifizierter Bitumen Nachteil: Erhöhte hte Entmischungsneigung Nachteil: Wasserführende Schicht, verringerte Nutzungsdauer Nachteil: Erschwerte Verarbeitbarkeit

26 26 1. Einleitung Inhalt 2. Optimierte Binderkonzepte 3. Beispiele aus der Praxis 4. Ausblick / TL Asphalt 5. Empfehlungen für die Ausschreibungspraxis

27 27 Wie kann man auch ohne die genannten Nachteile verformungsbeständige ndige und dauerhafte Binderschichten herstellen? Ein Blick über den Tellerrand Binderschichten gemäß unserer Definition sind außerhalb der Grenzen Deutschlands weitgehend unbekannt. Eine Asphaltkonstruktion besteht aus Tragschichten und einer Deckschicht (Wozu eine Binderschicht?). Beispiel Schweiz Die Schicht unterhalb der Deckschicht besteht aus einer Heißmischtragschicht. Die Zusammensetzung ist geregelt In der SN b Asphaltbetonbeläge - (gültig seit 1997). Der Kornaufbau ist hohlraumarm.

28 28 Gegenüberstellung SN b RStO 01 SN b Asphaltbetonbelag auf Kiessand Mischgut Dicke [cm] Asphalttragschicht und Kiestragschicht auf Frostschutzschicht Schicht RStO 01 Dicke [cm] AB 11 H 4,0 Asphaltdeckschicht 4,0 HMT 32 H 11,0 Asphaltbinderschicht 8,0 HMT 32 H 12,0 Asphalttragschicht 14,0 27,0 26,0 Aufbau eines Fahrbahnbelages mit Deckschicht aus Asphalt für höchste Verkehrsbeanspruchungen nach schweizer und deutscher Vorgabe Verkehrslastklasse T6 bzw. Bauklasse SV

29 29 Sind Gemische mit Ausfallkörnung verformungsbeständiger? ndiger? Vergleich der CBR-Werte von Gesteinskörnungsgemischen eines SMA 0/11 S mit Asphaltbeton 0/11 S (trocken) 250% 246% 200% 205% CBR-Wert [%] 150% 100% - 16,7 % 50% 0% Splittmastixasphalt Asphaltbeton

30 30 Sind Gemische mit Ausfallkörnung verformungsbeständiger? ndiger? 250% Vergleich der CBR-Werte von Gesteinskörnungsgemischen eines SMA 0/11 S mit Asphaltbeton 0/11 S (Wassergehalte jeweils 5 %) 200% CBR-Wert [%] 150% 100% 91% 142% 50% - 36 % 0% Splittmastixasphalt Asphaltbeton

31 31 Dichte Schichten sind dauerhafte Schichten!* Binderschicht Einzelwerte i.m. Einbau EP [ C] 69,8 65,2 78,8 73,8 75, BM-Gehalt [M.-%] 4,7 4,5 4,2 4,2 4,4 4,2 3,6 Fülleranteil [M.-%] 9,4 10,6 8,9 8,7 9,0 9,6 9,4 Sandanteil [M.-%] 20,7 20,7 18,6 16, ,4 12,1 > 2mm [M.-%] 69,9 68,7 72,5 74, ,5 Asphalttragschicht EP [ C] 56,2 65,6 46,6 44,8 52,4 49, BM-Gehalt [M.-%] 3,8 3,8 4,2 4,1 4 4,1 4,3 Fülleranteil [M.-%] 5,8 6, ,8 7 5,3 Sandanteil [M.-%] 34,2 28,2 36,3 35,9 31,7 32,1 34,9 > 2mm [M.-%] 60 64,3 57,7 57,1 61,5 60,9 59,8 * am Beispiel einer 38 Jahre alten Autobahn

32 32 Veränderungen der Bindemitteleigenschaften durch Alterung! Das Bindemittel im Asphaltbinder ist in 10 Jahren von einem PmB 45 A mit EP ca. 63 C gealtert auf einen EP von i.m. 75 C (max. 83 C). Alterung = 1,2 C/a Das Bindemittel in der Asphalttragschicht ist in 38 Jahren von einem B 80 mit EP ca. 44 C gealtert auf einen EP von i.m. 53 C (max. 65 C). Alterung = 0,23 C/a

33 33 Grundsätzliche Möglichkeiten zur Herstellung hohlraumarmer Binderschichten 1. Hohlraumarmer Kornaufbau nach dem Asphaltbetonprinzip. Füllen der Hohlräume (14 16 Vol.-%) mit einem Bitumen. 2. Kornaufbau mit Ausfallkörnungen nach dem Splittmastixprinzip. Füllen der Hohlräume (19 21 Vol.-%) mit einem steifen Mastix.

34 34 Dichte Binderschichten - Fullerprinzip Sollsieblinienbereich für Asphaltbinder 0/16 S - ZTV Asphalt-StB 01

35 35 Dichte Binderschichten - Fullerprinzip Sollsieblinienbereich für Asphaltinder 0/16 - ZTV Asphalt-StB 01

36 36 Dichte Binderschichten - Fullerprinzip Sollsieblinienbereich für Asphaltbeton 0/16 S - ZTV Asphalt-StB 01

37 37 1. Einleitung Inhalt 2. Optimierte Binderkonzepte 3. Beispiele aus der Praxis 4. Ausblick / TL Asphalt 5. Empfehlungen für die Ausschreibungspraxis

38 38 Beispiele für f r ausgeführte Baumaßnahmen mit verformungsbeständigen ndigen und dauerhaften Binderschichten I. Binderschichten in Bushaltestellen II. Binderschichten in Flächen mit hohen Punktlasten III. Binderschichten zum Einbau bei ungünstigen Witterungsbedingungen/zur zeitweiligen Befahrung IV. Binder als Zwischenschichten für Brücken, Tunnel und Trogbauwerke

39 Beispiel I 39 Aufgabe: Modifizierte Asphaltdecken für besondere Beanspruchungen an Bushaltestellen (12/2000) Ausführung: Deckschicht Mischgutart: Gussasphalt 0/11 Sb gemäß ZTV Asphalt Berlin 97 Bindemittel: Sasobit modifiziertes Bitumen SmB 35 Binderschicht Mischgutart: Asphaltbinder 0/16 S mit 20 M.-% Ausbauasphalt gemäß ZTV Asphalt Berlin 97 Bindemittel: Sasobit modifiziertes Bitumen SmB 35 auf vorhandener Unterlage

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42 Beispiel II Aufgabe: Einbau von Asphaltschichten mit sehr hohem Verformungswiderstand für eine Industriestraße Verbesserung des Einbauverhaltens von Asphalten mit polymermodifiziertem Bindemittel hoher Viskosität (05/2003) 42 Anforderungen: Asphalt mit sehr hohem Verformungswiderstand auch gegenüber statischen Lasten in einer Industriestraße Anlage einer Erprobungsstrecke ohne Referenzflächen Verformungsbeständigkeit: max. Spurrinnentiefe deutlich kleiner 3,5 mm im Spurbildungstest

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45 Umsetzung 45 Aufbau Bauklasse I, besondere Beanspruchungen 4 cm Splittmastixasphalt 0/11 S (PmB 25 A und Sasobit D) 8 cm Asphaltbinder 0/16 S (PmB 25 A Sasobit D) 14 cm Asphalttragschicht 0/22 CS (Straßenbaubitumen 30/45) Vorgaben für f r den Einbau Einbaubegleitende Verdichtungskontrolle Einbau mit zwei gestaffelt fahrenden Fertigern unter Vollsperrung.

46 46 2,500 2,400 Raumdichte in Abhängigkeit von der Anzahl der Walzübergänge - Splittmastixasphalt 0/11 S Sasobit D LM 21 Dichte [g/cm³] 2,300 2,200 2,100 2,000 1,900 1,800 LM 25 LM 27 1, Anzahl der Übergänge

47 Ergebnis 47 Deckschicht Verdichtungsgrad i.m. 101,7 % Hohlraumgehalt i.m. 3,8 Vol.-% Spurrinnentiefe beim Spurbildungstest am Bohrkern 4,1 mm Anfangsgriffigkeit nicht erreicht! Binderschicht Verdichtungsgrad i.m. 103,2 % Hohlraumgehalt i.m. 5,8 Vol.-% Spurrinnentiefe beim Spurbildungstest am Bohrkern 1,6/2,0 mm

48 Dauerhafte Binder- und Zwischenschichten 48

49 49 NTA Viskositätsenkende Additive Durch den Zusatz von viskositätssenkenden Additiven oder die Verwendung von Sonderbindemitteln ist es möglich, bei entsprechender Logistik und optimierten Asphalteigenschaften auch bei ungünstiger Witterung und in Kleinflächen Walzasphalte in guter Qualität herzustellen.

50 Wirkungsweise viskositätssenkender Additive Hohlraumgehalte der Marshall-Probekörper bei unterschiedlichen Bindemittelgehalten 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 50 4,7 M.-% Bindemittel 5,0 M.-% Bindemittel 5,3 M.-% Bindemittel 4,7 M.-% Bindemittel 5,0 M.-% Bindemittel 5,3 M.-% Bindemittel 4,7 M.-% Bindemittel 5,0 M.-% Bindemittel 5,3 M.-% Bindemittel 4,7 M.-% Bindemittel 5,0 M.-% Bindemittel 5,3 M.-% Bindemittel Hohlraumgehalt [Vol.-%] 2,0 1,0 0,0 20/30 Sm 30/45 Sm PmB 25 A Sm PmB 45A Bindemittelvarianten

51 51 Merkblatt für Temperaturabsenkung von Asphalt M TA, Ausgabe 2006 Das Merkblatt behandelt 2 Verfahren: Asphalt mit viskositätsändernden Bindemitteln oder organischen Zusätzen Asphalt mit viskositätsändernden mineralischen Zusätzen

52 52 Ausführungsvorschriften zu 7 des Berliner Straßengesetzes über den Bau von Fahrbahndecken aus Asphalt Ausgabe 2003 Abschnitt 2.9: (Einführung ZTV Asphalt-StB 01) Qualitätsverbessernde Bindemittelzusätze können beigemischt werden, wenn deren Eignung der genehmigenden Behörde nachgewiesen und von dieser für den Straßenbau zugelassen wurde.

53 Beispiel III Aufgabe: Einbau von Asphaltschichten in der Start- und Landebahn des Flughafens Schönefeld bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen (03/2004) 53 Anforderungen: Asphalt mit geringem Verdichtungs- und hohem Verformungswiderstand zum Einbau bei Umgebungstemperaturen < 0 C. Mischgutart: Asphaltbinder 0/16 S ZTV Asphalt-StB 01 Bindemittel: PmB 45 A Verformungsbeständigkeit: max. Spurrinnentiefe 3,5 mm

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55 Umsetzung 55 Aufbau Anti-Skid-Belag als Deckschicht 5 cm Asphaltbinder 0/16 S* Sondermischgut (Olexobit 45 NV) 5 cm Asphaltbinder 0/16 S* Sondermischgut (Olexobit 45 NV) vorhandene Unterlage *Mineralstoffzusammensetzung: stetige Sieblinie, Verwendung von 5 M.-% Natursand und 10 M.-% Asphaltgranulat Vorgaben für f r den Einbau Einbaubegleitende Verdichtungskontrolle Einbau mit gestaffelt fahrenden Fertigern, hohe Qualität der kalten Naht Hohlraumgehalt der eingebauten Schicht < 7 Vol.-%

56 56 Sieblinienbereich für Asphaltbinder 0/16 S Siebdurchgang in Masse-% Siebrückstand in Masse-% ,09 0,25 0, , ,4 31,5 Maschenweite Quadratlochweite in mm

57 57 Sieblinienbereich für Asphaltbeton 0/16 S Siebdurchgang in Masse-% Siebrückstand in Masse-% ,09 0,25 0, , ,4 31,5 Maschenweite Quadratlochweite in mm

58 58 Zerstörungsfreie Dichtmessung (baubegleitend)

59 59 Optimierter Walzeneinsatz

60 60 Abkühlungsverlauf eines 3,5 cm dicken Belages Temperatur [ C] Zeit [min] Luft- und Bodentemperatur 2 C Lufttemperatur 22 C Bodentemperatur 35 C nach GESTRADA

61 61 Abkühlungsverlauf des Mischgutes beim Einbau Temperatur 7 C, Asphaltbinder Schichtdicke 5 cm Zeit - Temperatur - Diagramm (Zwischenwerte linear interpoliert) t = 0: LKW beginnt mit Entladung Temperatur [ C] MW Brandt LKW1 MW Brandt LKW3 MW Vetschau LKW1 MW Vetschau LKW Zeit [min]

62 62 Abkühlungsverlauf des Mischgutes beim Transport Temperatur 7 C, Asphaltbinder Mischguttemperatur bei Anlieferung 175 Temperatur [ C] Zeit zwischen Be- und Entladung [min] Mischwerk Brandt Mischwerk Vetschau

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64 Ergebnis 64 Binderschicht obere Lage Verdichtungsgrad i.m. 100,4 % (99,3 101,3) Hohlraumgehalt i.m. 4,7 Vol.-% Binderschicht untere Lage Verdichtungsgrad i.m. 100,4 % (99,8 100,8) Hohlraumgehalt i.m. 5,1 Vol.-%

65 Beispiel IV Aufgabe: Herstellung eines Fahrbahnbelages für unterschiedliche Expositionsbedingungen und Aufbauvarianten in einem Straßentunnel nach ZTV-BEL-B Teil 1/99 (2003/2004) 65 Grundsätze: Beläge in Straßentunneln haben i.d.r. eine Dicke von 16 cm. Daher ist zwischen Schutzasphalt und Deckschicht der Einbau einer weiteren Schicht (Zwischenschicht) erforderlich.

66 Dauerhafte Binder- und Zwischenschichten Fahrbahnbelag auf Trog- und Tunnelsohlen aus Beton nach ZTV-ING Aufbau des Fahrbahnbelages mit einer Zwischenschicht 66

67 67 Regelaufbau für f r Beläge in Tunneln und Trogbauwerken nach ZTV-ING Teil 7, Abschnitt 1, Anhang A Einbaudicken [cm] Schicht Sortenbezeichnung Asphaltbinder Gussasphalt Splittmastixasphalt Zwischenschicht 0/16 S 5,0 bis 8,5 0/11 S 3,5 bis 4,0 3,5 bis 4,0 0/8 S 3,0 bis 4,0 0/8 2,5 bis 3,5 2,0 bis 4,0 Schutzschicht 0/11 S, 0/11 3,5 bis 4,0 0/8 2,5 bis 3,5 Richtwerte für die Einbaudicken der Schutz- und Zwischenschichten je Lage in Abhängigkeit von Größtkorn und Mischgutart und sorte.

68 68 Tunnel B 96 Tiergartentunnel in Berlin

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70 70 Aufbau des Fahrbahnbelages / Anordnung einer Dichtungsschicht gemäß Regelwerk Bei Tunnelaufbauten in offener Bauweise sieht das ARS Nr. 3/1997 drei Belagsaufbauten vor. Trog- und Tunnelsohlen sind hinsichtlich Konstruktion und Beanspruchung nicht mit Betonfahrbahntafeln von Brücken vergleichbar. Variante A Straßenoberbau nach den RStO mit einer ToB von mindestens 20 cm Dicke. Variante B Straßenaufbau von 16 cm Dicke direkt auf der Sohle (nach ZTV-BEL-B 1, Anhang 1). Variante C Straßenaufbau von > 16 cm Dicke bei der Erneuerung, dann mit Abdichtung (nach ZTV-BEL-B 1, Anhang 1). Anmerkung: In Österreich und der Schweiz sieht die Bauweise in Tunneln grundsätzlich keine Abdichtung vor.

71 Umsetzung Tunnel B 96 (Tiergartentunnel) Schichtensysteme der Aufbauvarianten 71 Schichtdicken [mm] Aufbauvariante B starre FB Deckschicht SMA 0/8 S 35 Zwischenschicht SMA-Binder 0/16 S 75 Schutzschicht / Untere Asphalt Schicht GA 0/11 Sb / AB 0/16 S 35 (GA) Dichtungsschicht gem. ZTV-BEL-B einschließlich Betonvorbereitung 5 B elast. FB 45 entfällt 40 (GA) 5 D (AB) Versiegelung E (AB) entfällt B Asphaltschichten mit einer Dichtungsschicht nach ZTV-BEL-B D Asphaltschichten mit einer Versiegelung nach ZTV-BEL-B bzw. TL/TP BEL-EP E Asphaltschichten direkt auf den Beton verlegt

72 72 Dichte Binderschichten Ausfallkörnung (SMA-Prinzip) Sollsieblinienbereich für Asphaltinder 0/16 S - ZTV Asphalt-StB 01

73 73 Aufbau Deckschicht 3,5 cm SMA 0/8 S Zwischenschicht 6,0 7,5 cm Splittmastixbinder 0/16 S Bindemittel: Bitumen 30/45 Versteifende Zusätze: 0,3 0,5 M.-% Sieblinie in Anlehnung an ZTV Asphalt für SMA 0/11S Hohlraumgehalt am MPK: 3,5 5 Vol.-% Spurrinnentiefe in der EP < 3,5 mm Schutzschicht/Untere Asphaltschicht Gussasphalt 0/11 Sb/Asphaltbeton 0/16 S Vorgaben für f r den Einbau Einbaubegleitende Verdichtungskontrolle Hohlraumgehalt der eingebauten Schicht 6 Vol.-%

74 74 Tunnel B 96 in Berlin Südliche Einfahrt am Potsdamer Platz Zufahrt Reichpietschufer

75 75 1. Einleitung Inhalt 2. Optimierte Binderkonzepte 3. Beispiele aus der Praxis 4. Ausblick / TL Asphalt 5. Empfehlungen für die Ausschreibungspraxis

76 76 Ausblick Binderschichten im Rahmen der neuen Regelwerke TL Asphalt-StB 07 ZTV Asphalt-StB 07

77 77 CEN TC 227 Anforderungsnormen EN Asphalt - Mischgutanforderungen EN Teil 1: Asphaltbeton EN Teil 2: Asphaltbeton für sehr dünne Schichten EN EN Teil 3: Softasphalt Teil 4: Hot-Rolled-Asphalt EN Teil 5: Splittmastixasphalt EN Teil 6: Gussasphalt EN Teil 7: Offenporiger Asphalt EN Teil 8: Ausbauasphalt EN Teil 20: Erstprüfung EN Teil 21: Werkseigene Produktionskontrolle

78 78 Technische Lieferbedingungen für Asphaltschichten für den Bau von Verkehrsflächen TL Asphalt-StB Grundlagen 2. Anforderungen an Baustoffe 3. Anforderungen an Baustoffgemische Geltungsbereich Begriffsbestimmungen Grundsätze Gesteinskörnungen Bindemittel Zusätze Asphaltgranulat Zusammensetzung, Herstellen und Lagern Asphaltmischgutarten

79 79 Technische Lieferbedingungen für Asphaltschichten für den Bau von Verkehrsflächen TL Asphalt-StB Prüfungen und Konformitätsnachweis Erstprüfung WPK Prüfverfahren Konformitätsnachweis Anhänge Asphalteigenschaften an die keine Anforderungen gestellt werden Zugabemengen Asphaltgranulat Umrechungstabellen

80 80 AC (asphalt concrete) alle Asphaltbetone TL Asphalt-StB 07 Begriffe 1. Mischgutarten (international) SMA (stone mastic asphalt) Splittmastixasphalt MA (mastic asphalt) Gussasphalt PA (porous asphalt) Offenporiger Asphalt

81 81 TL Asphalt-StB 07 Begriffe 2. Nationale Ergänzung zur Mischgutart Asphaltbeton (AC) AC T Asphalttragschicht AC B Asphaltbinder AC D Asphaltbeton für Asphaltdeckschichten 3. Kennzeichnung der Asphaltmischgutsorte Obere Siebgröße (D) des Gesteinskörnungsgemisches 4. Nationale Ergänzung für die Beanspruchung L leichte N normale S besondere Beispiel: AC 11 DN: Asphaltbeton für Asphaltdeckschichten mit einer oberen Siebgröße von 11 mm zur Verwendung in Verkehrsflächen mit normaler Beanspruchung

82 82 TL Asphalt-StB 07 Anforderungen an das Asphaltmischgut 4. Mischguteigenschaften maximaler Hohlraumausfüllungsgrad für Deckschichten mit S-Beanspruchung SMA 8 S und SMA 5 S VFB max83 AC 16 DS und AC 11 DS VFB max83 AC 8 DS VFB max86 minimaler Hohlraumausfüllungsgrad für Binderschichten AC 22 BS VFB min55 AC 16 BS und AC 16 BN VFB min60 5. Bindemittelbemessung Quasi-volumetrische Bemessung des Bindemittels möglich Korrekturfaktor für den Mindestbindemittelgehalt über die Gesteinsrohdichte (Bezugsrohdichte = 2,65 g/cm³)

83 83 ZTV Asphalt-StB 07 / Tabelle 1.1 (Zweckmäßige Asphaltmischgutart und Asphaltmischgutsorte in Abhängigkeit von der zu erwartenden Beanspruchung) Bauklasse/ Flächenart Asphaltbinder Asphalttragschicht Asphalttragdeckschicht Asphaltbeton Splittmastixasphalt Offenporige Asphaltdeckschicht Gussasphalt SV und I II III AC32TS AC22TS AC22BS AC16BS AC16BS - - AC11DS SMA11S SMA8S MA11S MAA8A MA5S PA11 PA8 IV AC32TN AC22TN (AC16BN) AC11DN (AC8DN) V VI AC32TN AC22TN AC16TN - - AC16TD AC11DN AC8DN AC8DL AC5DL (SMA8N) (SMA8N) (SMA5N) (MA11N) (MA8N) (MA5N) - Rad- und Gehwege AC32TN AC22TL (AC16TL) AC16TD AC5DL - (MA5N) - Einsatz nicht vorgesehen () nur in Ausnahmefällen

84 84 TL Asphalt-StB 07 / Anhang F (Die u.g. Beispiele dienen nur zur Verdeutlichung des Gebrauchs unterschiedlicher Kategorien) Anforderungen an die Gesteinskörnungen Abs.- Nr. Eigenschaft Art des Gemisches Tragschicht Asphaltbinder Asphaltbeton SMA Gussasphalt Korngruppe/Lieferkörnungen gemäß Tab. 2 G F 85 (Zeile 2); G A 85 G C 90/20, G C 85/20 (Zeilen 24 und 25) G F 85 (Zeile 2) G C 90/10 (Zeile 3) G C 90/15 (Zeilen 4 7) Zusammengefasste Korngruppen gemäß Tabelle 3 G C 90/15 G 20/15 G 20/17,5 - Gehalt an Feinanteilen f 4 ; f angegeben bis 0/5: f angegeben ; für 1/3: f 2 ; für 2/5 bis 8/11: f 2 ; für 8/16 und größer: f 1 Kornformkennzahl Plattigkeitskennzahl Sl 50 Fl 50 Sl 20 Fl 20 Anteil gebr. Kornoberflächen C NR; C 50/30; C 90/1 C 90/1 ; C 100/0 Polierwert PSV NR PSV NR PSV 50; PSV angegeben Splittschlagzertr.-Wert Los Angeles Wert Anhang A SZ 18 ; SZ 22 LA 20 ; LA 25 SZ 18 ; SZ 22 ; SZ 26 LA 20 ; LA 25 ; LA 30

85 85 TL Asphalt-StB 07 / Anhang F (Die u.g. Beispiele dienen nur zur Verdeutlichung des Gebrauchs unterschiedlicher Kategorien) Anforderungen an die Gesteinskörnungen Abs- Nr. Eigenschaft Art des Gemisches Tragschicht Binderschicht Asphaltbeton Gussasphalt SMA Wasseraufnahme W cm 0,5 Widerstand gegen F-T-W Widerstand gegen Frost -Tausalz Widerstand gegen Hitzebeanspr. Korngrößenverteilung Hohlraumgehalt (Rigden) EP Delta RuK Carbonatgehalt Calciumhydroxidgehalt F 4 - Füller F 1 Absplitterung = 8 M.-% d) Ist anzugeben Tab.26 V 28/45 ; V 44/55 R&B 8/25; R&B 25 CC 70 ; CC 80 ; CC 90 Ka 10 ; Ka 20 ; Ka 25 d) ab Klimazone III (RStO 01) = 5 M.-%

86 86 TL Asphalt-StB 07 / Tabelle 6 (Auszug) Anforderungen an die Zusammensetzung von Asphaltbinder Bezeichnung AC 16 BS Baustoffe Gesteinskörnungen (Lieferkörnung) Anteil an gebrochener Kornoberfläche Widerstand gegen Zertrümmerung res. Mindest-Fließkoeffizient der Korngruppen 0/2 Bindemittel, Art und Sorte C SZ s C 100/0 * ) SZ 18 (LA 20 ) 35 PmB 45; 30/45 (PmB 25) *) Die Verwendung oder Mitverwendung von groben Gesteinskörnungen der Kategorie C90/1 ist möglich, wenn der Auftragnehmer hierzu über langjährige gute Erfahrungen verfügt.

87 87 TL Asphalt-StB 07 / Tabelle 6 (Auszug) Anforderungen an die Zusammensetzung von Asphaltbinder Bezeichnung AC 16 BS Zusammensetzung Asphaltmischgut Gesteinskörnungen Siebdurchgang bei Bindemittelgehalt * Nach ZTV Asphalt-StB 01 max. 75 M.-% 22 mm 16 mm 11 mm 8 mm 2 mm 0,125 mm 0,063 mm M.-% M.-% M.-% M.-% M.-% M.-% M.-% B min bis bis 80* - 25 bis 30 5 bis 10 3 bis 7 B min4,4

88 88 TL Asphalt-StB 07 / Tabelle 8 (Auszug) Anforderungen an die Zusammensetzung von Asphaltbinder Bezeichnung AC 16 BS Mischguteigenschaften Minimaler Hohlraumgehalt V min V min 4,0 Maximaler Hohlraumgehalt Minimaler Hohlraumausfüllungsgrad proportionale Spurrinnentiefe V max VFB min PRD Luft V max 7,0 VFB min 60 ist anzugeben

89 89 TP Asphalt-StB 07 Änderungen bei den Prüfverfahren: Rohdichtebestimmung mit Wasser Art der Hohlraumgehaltsbestimmung in Abhängigkeit der Größe des Hohlraumgehaltes (Betrifft nur die Asphalttragschichten Raumdichtebestimmung zukünftig durch Ausmessen) Gussasphalt zukünftig wird bei harten Gussasphalten (ET < 2,5 mm) die Eindringtiefe mit dynamischen Verfahren ermittelt Spurbildungsversuch zukünftig mit Gummirad an der Luft

90 90 Technische Prüfvorschriften für Asphalt in Verkehrsflächen TP Asphalt-StB 07 In den TP Asphalt sind die Prüfverfahren für Asphalt beschrieben, für die es keine DIN oder EN gibt, z.b.: TP A-StB Teil: Einaxialer Druckschwellversuch Bestimmung des Verformungsverhaltens von Asphalt bei Wärme TP A-StB Teil: Spurbildungsversuch Bestimmung der Spurrinnentiefe im Wasserbad

91 91 Spurbildungsversuch Neue (europäische) Variante mit Luftbad Prüfrad : Stahlrad mit Gummiummantellung Temperiermedium : Luft bei 60 C

92 92 Fazit: Auch im zukünftigen Regelwerk ist keine Abhilfe für f r die mangelnde Dauerhaftigkeit der Binderschichten erkennbar. Es bleibt dem einzelnen Bauherren überlassen, optimierte, hohlraumarme Binderrezepturen im Bauvertrag auszuschreiben, um die Nutzungsdauer seiner Straßen zu verlängern.

93 93 1. Einleitung Inhalt 2. Optimierte Binderkonzepte 3. Beispiele aus der Praxis 4. Ausblick / TL Asphalt 5. Empfehlungen für die Ausschreibungspraxis

94 94 Vorschlag für einen Leistungstext Dichter Binder mit Sieblinie nach dem Fuller-Prinzip... m² Asphaltbinder 0/16 S herstellen Asphaltbinderschicht aus Sondermischgut Asphaltbinder 0/16 S herstellen in Fahrbahnen der Bauklassen SV und I, mit besonderen Beanspruchungen. Einbaudicke: 5-8,5 cm Bindemittel: PmB 45 A (PmB 25 A, Bitumen 30/45) Kornzusammensetzung: Anteil: Asphaltgranulat: Hohlraumgehalt MPK: Spurbildungstest: Verdichtungsgrad: 98 % Hohlraumgehalt Schicht: 7 Vol.-% wenn erforderlich: Additive: Sieblinie stetig gestuft < 0,63 mm 3 9 M.-% > 2 mm M.-% > 11,2 mm M.-% > 16 mm max. 10 M.-% zugelassen gemäß TL AG 4,0 5,5 Vol.-% Spurrinnentiefe (50 C, Wasserbad, Stahlrad) max. 3,5 mm Eignungsprüfung max. 4,5 mm Kontrollprüfung (Laborprobekörper oder Bohrkern) Sasobit, Asphaltan B oder vergleichbar

95 95 Vorschlag für einen Leistungstext Winterbinder... m² Asphaltbinder 0/16 S herstellen Asphaltbinderschicht aus Sondermischgut Asphaltbinder 0/16 S herstellen in Fahrbahnen der Bauklassen SV und I, mit besonderen Beanspruchungen, zur zeitweiligen Befahrung. Einbaudicke: 5-8,5 cm Bindemittel: PmB 45 A (PmB 25 A, Bitumen 30/45) Additive: Sasobit, Asphaltan B oder vergleichbar Kornzusammensetzung: Anteil: Asphaltgranulat: Hohlraumgehalt MPK: Spurbildungstest: Verdichtungsgrad: 98 % Hohlraumgehalt Schicht: 7 Vol.-% Sieblinie stetig gestuft < 0,63 mm 3 9 M.-% > 2 mm M.-% > 11,2 mm M.-% > 16 mm max. 10 M.-% zugelassen gemäß TL AG 4,0 5,5 Vol.-% Spurrinnentiefe (50 C, Wasserbad, Stahlrad) max. 3,5 mm Eignungsprüfung max. 4,5 mm Kontrollprüfung (Laborprobekörper oder Bohrkern)

96 Vorschlag für einen Leistungstext Splittmastixbinder m² Binderschicht SMA-Binder 0/16 S herstellen Asphaltbinderschicht aus Sondermischgut SMA-Binder 0/16 S herstellen in Fahrbahnen der Bauklassen SV und I, mit besonderen Beanspruchungen. Einbaudicke: 5-8,5 cm Bindemittel: PmB 45 A und/oder Bitumen 30/45 mit Additiv Bindemittelgehalt: mind. 6 M.-% (Kalkulationsgrundlage) Additive: Sasobit, Asphaltan B oder vergleichbar Faserstoffe: entsprechend dem Ergebnis der Eignungsprüfung Kornzusammensetzung: Anteil: < 0,63 mm 8 12 M.-% > 2 mm M.-% > 5 mm M.-% > 8 mm M.-% > 11,2 mm M.-% > 16 mm max. 10 M.-% Asphaltgranulat: nicht zugelassen Hohlraumgehalt MPK: Spurbildungstest: Verdichtungsgrad: 98 % Hohlraumgehalt Schicht: 7 Vol.-% 3,5 5,0 Vol.-% Spurrinnentiefe (50 C, Wasserbad, Stahlrad) max. 3 mm Eignungsprüfung max. 4 mm Kontrollprüfung (Laborprobekörper oder Bohrkern)

97 97 Sieblinienbereich für Splittmastixbinder 0/16 S (Empfehlung)

98 98 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Bernd Dudenhöfer ASPHALTA Prüf- und Forschungslaboratorium GmbH Halenseestraße/Innenraum AVUS Nordkurve Berlin +49 (30)