asphalt 08/23

Nachhaltigkeit
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Gleichzeitig führt die Zugabe viskositätsverändernder
Zusätze jedoch mutmaßlich auch zu
einer Veränderung der Bindemitteleigenschaften,
wobei auch von einer grundsätzlichen
Verbesserung der Verarbeitbarkeit, einer Erhöhung
der Verformungsbeständigkeit bei
Wärme, einer Reduzierung von Alterungsprozessen
– insbesondere die Prozesse der Kurzzeitalterung
des Bindemittels Bitumen bei der
Asphaltherstellung und -verarbeitung infolge
der verringerten Herstellungstemperatur – und
einer vorzeitigen Verkehrsfreigabe berichtet
wird.
Bei ausschreibenden Stellen sowie Auftraggebern,
insbesondere öffentlichen Straßenbaulastträgern
im kommunalen Bereich, die bis
dato zumeist nur vereinzelte Erfahrungswerte
mit temperaturabgesenkten Asphalten im
kommunalen Kontext sammeln konnten, ergeben
sich Vorbehalte. Sie befürchten, dass die
aus ihrer Sicht nicht eindeutig zu fassenden
Veränderungen der Bindemitteleigenschaften
infolge einer Zugabe auch zu einer signifikant
veränderten bautechnischen und funktionalen
Performance des Asphaltes führen könnte.
Neben einer primären Temperaturreduzierung
gilt es, das erweiterte sekundäre (Wirk-)
Potenzial einer Zugabe von organischen oder
mineralischen Zusätzen in Bezug auf die Bindemitteleigenschaften
und im Speziellen auf die
Asphalteigenschaften umfassend zu untersuchen,
für die Straßenbaulastträger „technisch
fassbar zu machen“ und das notwendige Handwerkszeug
für die Ausschreibung, Vergabe,
Durchführung und Abnahme derartiger
Asphalte bereitzustellen. Etwaige Einflüsse auf
die Performance des Asphalts durch die
Zugabe sind offenzulegen und eindeutig zu
spezifizieren. Die Kenntnis hierüber bildet die
Grundlage für den breit angelegten Einsatz
temperaturabgesenkter Asphalte ab 1. Januar
2025 – es gilt Vorbehalte gegen diese Bauweise
nachhaltig abzubauen.
Untersuchungsansatz
Die Absenkung der Herstellungs-
und Verarbeitungstemperaturen
von Asphalt durch Zugabe
von viskositätsverändernden organischen
und mineralischen Zusatzmitteln
ermöglicht eine signifikante
Reduzierung der Entstehung
von Dämpfen und Aerosolen.
Die Performance von Asphalt wird im Allgemeinen
durch die Gebrauchseigenschaften im
Gebrauchstemperaturbereich definiert. Diese
stellen die Anforderungen an die elementaren
Materialeigenschaften dar und zeichnen sich
grundsätzlich durch die Steifigkeit und den
Widerstand gegen Ermüdung, Verformung
(speziell bei Wärme) und den Widerstand
gegen Rissbildung (speziell bei Kälte) aus.
Um die jeweiligen Materialeigenschaften
von Asphalt prüftechnisch im Labor anzusprechen,
kommen in Deutschland u. a. Kälte- und
Abkühlversuche nach TP Asphalt-StB, Teil 46A
[3], einaxiale Druckschwellversuche nach TP
Asphalt-StB, Teil 25B1 [4] oder Ermüdungsversuche
nach TP Asphalt-StB, Teil 24 [5], etc. zum
Einsatz (vgl. Abbildung 2). Diese sollen auch in
den vorliegenden Untersuchungen umfassend
zum Einsatz kommen., um den Einfluss der
Zugabe unterschiedlicher viskositätsverändernder
Zusätze auf die Asphaltperformance
im Grenztemperaturbereich bewertbar zu
machen.
Im Sinne einer grundsätzlichen Grenzwertbetrachtung
der Asphaltperformance von temperaturabgesenkten
Asphalten unter Zugabe
unterschiedlicher viskositätsverändernder
organischer und mineralischer Zusätze während
der Gebrauchsdauer wurde hier der Fokus
auf die niedrigen und hohen Gebrauchstemperaturen
gelegt (Fokusbetrachtung von Hitze
und Kälte). Diese werden durch den Widerstand
gegen Kälterissbildung als kennzeichnende
Größe der unteren Grenze des bautechnischen
Verwendungsbereichs („Winter“)
sowie den Widerstand gegen Verformungen
als kennzeichnende Größe der oberen Grenze
des bautechnischen Verwendungsbereichs
(„Sommer“) bestimmt.
Die vorliegenden Untersuchungen zum Einfluss
der Zugabe unterschiedlicher viskositätsverändernder
organischer und mineralischer
Zusätze auf die Performance sollen dabei vor
dem Hintergrund insbesondere kommunaler
Straßenbaumaßnahmen exemplarisch anhand
eines Asphaltmischguts für die Herstellung von
Asphaltbetondeckschichten AC 11 D S gemäß
TL-Asphalt-StB 07/13 [6] mit einem polymermodifizierten
Bindemittel 25/55-55A gemäß TL
Bitumen-StB 07/13 [7], einem Zugabeanteil der
feinen Diabas-Gesteinskörnung mit Ecs35 von
50 M.-% sowie ein Bindemittelgehalt von 5,7
M.-% erfolgen. Derartige Asphaltdeckschichten
sind, mit Bezug auf die ZTV Asphalt-StB
07/13 [8], Tabelle 1, insbesondere für (kommunale)
Straßen der Belastungsklasse Bk3,2 bis
Bk10 zweckmäßig.
Die Untersuchungen umfassten dabei
neben der Nullvariante ohne Zugabe insgesamt
drei Asphaltvarianten mit viskositätsvermindernden
Zusätzen, wobei eine zweifache
Variation der organischen Zusätze (Varianten
0-1 und 0-2) und eine einfache Variation der
mineralischen Zusätze (Variante M) erfolgte
(vgl. Tabelle 1).
Die „Zugabemenge bzw. -dosierung“ der
viskositätsverändernden organischen und
mineralischen Zusätze sowie die Herstellung
der Labormischgute orientierte sich dabei
grundsätzlich an den jeweiligen Hersteller­
Variantenbezeichnung
Asphaltmischgutart und -sorte sowie
Bindemittelart und -sorte
Viskositätsverändernde organische
bzw. mineralische Zusätze
Herstellungstemperatur [°C]
Referenzvariante
Asphaltmischgut ohne Zusatz 145 ± 5
Variante O-1 Asphaltbetonmischgut
für Asphaltdeckschichten AC 11 D S
organischer Zusatz Nr. 1 115 ± 5
Variante O-2
mit 25/55-55A gemäß
TL-Asphalt-StB 07/13
organischer Zusatz Nr. 2 125 ± 5
Variante M mineralischer Zusatz 135 ± 5
Tabelle 2: Übersicht der Untersuchungsvarianten sowie der minimalen Herstellungstemperaturen bei der Herstellung der Asphaltprobeplatten
bzw. -probekörper im Rahmen der Untersuchungen
8|2023