Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln.

1 Einleitung

Die Wiederverwendung von Ausbauasphalt bzw. von aufbereitetem Asphaltgranulat wird seit Beginn der 1980er-Jahre des vorigen Jahrhunderts mit großem Erfolg betrieben. Dabei wurden und werden die technischen Möglichkeiten der Wiederverwendung konsequent weiterentwickelt (Schmidt, 2015). Parallel dazu sind auch die Vorgaben zur Wiederverwendung und Verwertung von Ausbauasphalt im technischen Regelwerk zu prüfen und an den Stand der Entwicklungen anzupassen. Schwerpunkt der Betrachtungen zur Wiederverwendung und/ oder Verwertung von Ausbaumassen aus Asphaltstraßen war bislang die Unterscheidung in asphalt- oder teergebundene Ausbaustoffe der einzelnen Schichten. Die asphaltgebundenen Schichten wurden i. d. R. einer Asphaltmischanlage zur Wiederverwendung zugeführt. Ausbauasphalte, bei denen der ermittelte Erweichungspunkt Ring und Kugel höhere Werte signalisierte, wurden dabei i. d. R. anderen Verwertungswegen zugeführt. Grundsätzlich bleibt aber festzuhalten, dass die zu 100 % anfallenden Ausbaumassen nicht wieder anteilsmäßig zu 100 % in neu hergestelltes Asphaltmischgut einfließen, so dass es im Falle überproportional vorkommender Erneuerungsmaßnahmen zu einem Anwachsen der Bestände an Ausbauasphalt an den Asphaltmischanlagen käme. Dass dieses Szenario bislang weitgehend ausgeblieben ist, liegt daran, dass es neben der Erhaltung von Asphaltstraßen immer noch Neubaumaßnahmen in entsprechendem Umfang gibt und das ausgebaute Material anderen Verwertungswegen, mehr oder weniger kontrolliert, zugeführt wurde. Allerdings konnte in den letzten Jahren regional beobachtet werden, dass die Aufnahmekapazitäten an Asphaltmischanlagen erreicht wurden. Auch wenn sich die Lage in diesen Regionen wieder entspannt hat, ist davon auszugehen, dass es zukünftig des Öfteren zu Engpässen in der Aufnahmekapazität an Asphaltmischanlagen für die Wiederverwendung von Ausbauasphalt kommen wird, da weiterhin damit zu rechnen ist, dass der Anteil an Neubaumaßnahmen zurückgehen wird.

Vor diesem Hintergrund gibt es in den verschiedensten Gremien innerhalb und außerhalb der FGSV Überlegungen, welche alternativen Verwertungsmöglichkeiten es für Ausbauasphalt im Bereich des Straßenbaus gibt.

2 Wege der Verwertung von Ausbauasphalt

Grundsätzlich ist Ausbauasphalt nach den Vorgaben des Kreislaufwirtschaftsgesetzes wiederzuverwenden; idealerweise auf der gleichen Wertschöpfungsstufe. Demensprechend sind alle Möglichkeiten auszuschöpfen, welche eine möglichst gleichwertige Wiederverwendung ermöglichen. Dessen sollten sich auch die Baulastträger bewusst sein, in deren Verantwortungsbereich die Ausbauasphalte anfallen! Aufgrund der vorliegenden Erfahrungen und Weiterentwicklungen sowohl in der Prüf- als auch in der Verfahrenstechnik sind hier die Einsatz- und Mengengrenzen für eine gleichwertige Wiederverwendung noch nicht erreicht. Dieser Aspekt wird unter dem Begriff „Recycling“ im Abschnitt 2.2 aufgegriffen. In den beiden Abschnitten 2.1 „Downcycling“ und 2.3 „Upcycling“ werden einerseits Verwertungsmöglichkeiten für die Asphaltgranulate aufgezeigt, die ad hoc nicht einer Wiederverwendung zugeführt werden können und andererseits Wege aufgezeigt, mit welchen Möglichkeiten/Modifizierungen Asphaltgranulate für die Wiederverwendung erneut nutzbar gemacht werden können.

2.1 Downcycling von Ausbauasphalt

Unter dem Begriff Downcycling sind die Maßnahmen zu verstehen, die zwar eine Verwertung von Ausbauasphalt/Asphaltgranulat ermöglichen, aber auf deutlich geringerer Wertschöpfungsstufe (Bild 1). Diese Maßnahmen sollen möglichst nur in den Fällen zur Anwendung kommen, in denen eine Wiederverwendung des Asphaltgranulates aufgrund stofflicher Eigenschaften des Asphaltgranulates derzeit nicht möglich ist. Dabei sind die Verfahren vorzuziehen, welche eine spätere Wiederaufnahme der Materialien und Aufbereitung für eine Wiederverwendung zulassen. Diese sollen möglichst auch dann angewendet werden, wenn es aus Kapazitätsgründen nicht möglich ist, die Ausbauasphalte einer direkten Wiederverwendung zuzuführen.

Bild 1: Verwertung von Asphaltgranulat - Downcycling

Die Mitverwendung von Asphaltgranulat in RC-Baustoffen sollte generell nur auf Ausbauasphalt beschränkt bleiben, welcher für eine Wiederverwendung in Heißmischgut aufgrund stofflicher Eigenschaften oder Verunreinigungen nicht in Frage kommt.

2.2 Recycling von Ausbauasphalt

Im Sinne dieses Beitrages wird unter Recycling die Wiederverwendung des Ausbauasphaltes in Heißmischgut verstanden, wie sie heute an – fast – jeder Asphaltmischanlage umgesetzt wird und im Technischen Regelwerk für die Asphaltbauweise beschrieben ist. Dass das Technische Regelwerk dem stattgefundenen technischen Fortschritt angepasst werden muss, wurde schon auf der Asphaltstraßentagung 2015 dargestellt (Schmidt, 2016). In der anstehenden Neuausgabe der ZTV Asphalt-StB und der TL Asphalt-StB wird dies Berücksichtigung finden. Dies gilt ebenso mit den derzeit in Bearbeitung befindlichen Neuausgaben der TL AG-StB und des M WA. Hierdurch soll erreicht werden, dass die heute bestehenden technischen Zugabemöglichkeiten auch ihr Potenzial prozesssicher voll ausschöpfen können, ohne dabei das Qualitätsrisiko des resultierenden Asphaltmischgutes zu erhöhen.

Wesentliche Punkte sind dabei

– die gleichzeitige Mitverwendung von Asphaltgranulaten mehrerer aufbereiteter Halden,

– die Verwendung von Bitumen 160/220 als Zugabe-Bindemittel bei Asphalttragschichten,

– die Möglichkeit, bei Asphalttragschichten ein Zugabe-Bindemittel zu verwenden, welches zwei Sorten weicher als das ausgeschriebene Bindemittel sein darf („Sprung über zwei Sortenspannen“),

– Aufbau und Installation eines Qualitätsmanagement- und -überwachungssystems an den Asphaltmischanlagen, welches die zuverlässige Einhaltung der gestellten Anforderungen ermöglicht.

Eine Grundvoraussetzung für eine optimierte Wiederverwendung ist aber auch, dass schon vor dem Ausbau der Asphaltschichten Kenntnisse über die Qualität und Gleichmäßigkeit erlangt und den möglichen Auftragnehmern zur Verfügung gestellt werden. Durch entsprechende Voruntersuchungen seitens des Straßenbaulastträgers kann zielgerichtet der weitere Verwertungsweg des auszubauenden Materials festgelegt werden. In der derzeit stattfindenden Erarbeitung der Neufassung des M WA sowie des zukünftigen Teils II der ZTV Asphalt-StB als Fortschreibung der ZTV BEA-StB wird hier eine nähere Beschreibung der notwendigen Maßnahmen erfolgen. Eine Beschränkung auf die Bestimmung, ob es sich um teerhaltiges oder teerfreies Material handelt, reicht nicht aus, um dem Anbieter einer Bauleistung eine ausreichende Planungssicherheit für den Aufwand der weiteren Verwendung/Verwertung des Materials an die Hand zu geben.

Unter diesen Voraussetzungen sowie modernster Anlagentechnik (Bild 2) zur Wiederverwendung zeigt sich, dass sich die Asphaltgranulat-Zugabemengen prozesssicher steigern lassen. Im Rahmen eines Bauprojektes auf der BAB A 6 bei Sinsheim konnten so Asphaltgranulat-Quoten bis zu 80 M.-% in der Asphalttragschicht realisiert werden, wobei eine sehr hohe Gleichmäßigkeit des resultierenden Asphaltmischgutes erzielt wurde (Bilder 3 bis 5). Dabei wurden auch die Anforderungen an das resultierende Bindemittel zuverlässig eingehalten.

Bild 2: Asphaltmischanlage mit Paralleltrommel im Gegenstrombetrieb und fünf Doseuren für Asphaltgranulat

Bild 3: Einbau Asphalttragschicht mit 80 % Ausbauasphalt, BAB A 6

Bild 4: Eingebaute Asphalttragschicht mit 80 % Asphaltgranulat unmittelbar nach Einbau im Mai 2018

Bild 5: Oberfläche Asphalttragschicht mit 80 % M.-% Asphaltgranulat drei Monate nach Einbau

Im Rahmen der derzeit laufenden Überarbeitung der Technischen Regelwerke sollen die Rahmenbedingungen weiter angepasst und verankert werden, welche eine prozesssichere Verwendung höherer Asphaltgranulatmengen sicherstellen.

Ein weiterer Schritt zur optimalen und gezielten Nutzung der Asphaltgranulat-Qualitäten ist in der Verwendung von Asphaltgranulat, welches aus Splittmastixasphalt und Offenporigem Asphalt gewonnen wurde, im Splittmastixasphalt zu sehen. Unter Einhaltung der notwendigen Randbedingungen zur Gewinnung, Aufbereitung und Lagerung lassen sich Splittmastixasphalte mit Asphaltgranulat zielsicher herstellen. Das Technische Regelwerk lässt dieses bislang nur in Einzelfällen zu, bei denen der Straßenbaulastträger der Verwendung von Asphaltgranulat im Splittmastixasphalt zustimmt. Aufgrund positiver Erfahrungen lässt die Stadt Hamburg schon seit 2007 die Mitverwendung von entsprechendem Asphaltgranulat  in Splittmastixasphalt zu. Während zu Beginn eine Menge von 20 M.-% zugegeben werden durfte, beträgt dies seit 2013 30 M.-% (ZTV/St-Hmb 09). Hier sollten gezielt auch Erfahrungen in weiteren Bundesländern gesammelt werden, um Vorbehalte abzubauen und diesen höchstwertigen Verwertungsweg möglichst bald auch in das Technische Regelwerk aufnehmen zu können.

2.3 Upcycling von Ausbauasphalt

Hier stellt sich die Frage, was unter dem Begriff „Upcycling“ zu verstehen ist. Im Sinne der Asphaltwiederverwendung ist damit gemeint, dass Ausbauasphalte, die nicht ohne weiteres wiederverwendet werden können, durch entsprechende Verfahrensschritte so verändert werden, dass sie doch für die Mitverwendung in Heißasphalt geeignet sind. Einfachste Maßnahmen können beispielswiese das Entfernen von Fremdstoffen sein, welche ansonsten einen Ausschluss von der Wiederverwendung bedeuten würden.

Im Wesentlichen ist aber aus heutiger Sicht hierunter die „Remobilisierung“ des im Ausbauasphalt enthaltenen Bitumens zu versehen, welches aufgrund seiner langjährigen Nutzungsphase einem starken Alterungsprozess ausgesetzt war. Erfahrungen mit der Anwendung von „Verjüngungsmitteln“ bzw. „Rejuvenatoren“ gab es in Norddeutschland schon seit Anfang der 1990er-Jahre. Eine stärkere Fokussierung auf diese Additivierung erfolgte in den letzten Jahren mit der zunehmenden Problematik anwachsender Asphaltgranulathalden. Der Einsatz von Rejuvenatoren kann dabei für zwei Anwendungsfälle unterschieden werden. Zum einen können hierdurch Asphaltgranulate, welche aufgrund der Alterung/Versprödung des darin enthaltenen Bindemittels nicht mehr für die Wiederverwendung in Heißasphalt direkt geeignet sind, in einen Zustand versetzt werden, der dieses wieder ermöglicht. Zum anderen können durch den Einfluss des Verjüngungsmittels auf die Viskositätseigenschaften des resultierenden Bindemittels die Mengenanteile des Asphaltgranulates in der Asphaltmischung erhöht werden.

Nach bisherigem Erkenntnisstand lassen sich Rejuvenatoren in zwei Stoffgruppen aufteilen; zum einen handelt es sich um mineralölbasierte Produkte, zum anderen um Produkte, welche aus Harzfraktionen nachwachsender Rohstoffe gewonnen werden. Im Rahmen der Forschungsarbeit FE 07/250 „Einsatz von Rejuvenatoren bei der Wiederverwendung von Asphalt“ wurde die Wirksamkeit verschiedener Produkte anhand von Laboruntersuchungen und der Anlage einer Erprobungsstrecke überprüft (Radenberg; Boetcher et al., 2016). Parallel wurden mit Rejuvenatoren beider Produktgruppen in mehreren Bundesländern Erprobungsstrecken angelegt, welche sich in der bisherigen Liegezeit durchaus bewährt haben. Dabei wurden die Produkte in allen Asphaltschichten, einschließlich Splittmastixasphalt, eingesetzt (Bartholomäus; Cetinkaya et al., 2015; Bartholomäus; Cetinkaya et al., 2016) (Denck, 2017) (Rudi; Nytus et al., 2018).

Aufgrund der bisher gesammelten Erfahrungen mit Rejuvenatoren hat die Arbeitsgruppe „Asphaltbauweisen“ der FGSV beschlossen, ein Hinweispapier für die Anwendung von Rejuvenatoren bei der Wiederverwendung von Asphalt im FGSV Arbeitsausschuss 7.8 erarbeiten zu lassen.

3 Fazit

So muss der Straßenbaulastträger als Eigentümer der auszubauenden Asphaltstraße und damit auch als „Abfallerzeuger“ durch aussagekräftige Voruntersuchungen den Weg zu einer höchstwertigen Verwertung im Sinne des Kreislaufwirtschaftsgesetzes ebnen. Eine Aussage alleine zur Festlegung der Abfallschlüssel-Nr. reicht dabei nicht aus, um den Anforderungen gerecht zu werden. Die Aufnahme der einzelnen Asphaltschichten sollte lagenweise ausgeschrieben werden, was auch im Bauzeitenplan berücksichtigt werden muss.

Bild 6: Qualitätskreis Asphaltgranulat

Das ausführende Bauunternehmen einschließlich beauftragter Nachunternehmer hat darauf zu achten, dass die auszubauenden Schichten sortenrein gewonnen und zur Asphaltmischanlage transportiert werden.

Der Asphaltmischanlagenbetreiber hat ein Asphaltgranulat-Management aufzubauen und um-zusetzen, welches alle notwendigen Voraussetzungen zur sauberen, sortenreinen Lagerung, Aufbereitung, Verarbeitung und Qualitätsüberwachung des Ausbauasphaltes/ Asphaltgranulates beinhaltet.

Die im Abschnitt 2.1 „Downcycling“ beschriebenen Maßnahmen können nur Zwischenlösungen darstellen, die nur dann angewendet werden sollen, wenn die Wiederverwendung in den klassifizierten Asphaltheißmischgutsorten aus qualitativen oder aus Kapazitätsgründen nicht möglich erscheint. Dabei ist den Verfahren der Asphaltfundationsschichten Vorrang einzuräumen, da es hierbei möglich erscheint, diese Schichten im Falle eines späteren, ggf. notwendigen, Ausbaus auch wieder in den Kreislauf der Heißasphaltmischgutproduktion einzuspeisen. Die notwendigen Voraussetzungen hierzu werden beispielsweise durch die Erprobung von Rejuvenatoren geschaffen.

Literaturverzeichnis

B a r t h o l o m ä u s, A.; C e t i n k a y a, R.; D e n c k, C. (2015): Einsatz von Verjüngungsmitteln bei hohen Zugabeanteilen von Asphaltgranulat auf einer Erprobungsstrecke – Teil 1, Straße und Autobahn, Heft 12/2015, S. 874–880, Kirschbaum Verlag, Bonn

B a r t h o l o m ä u s, A.; C e t i n k a y a, R.; D e n c k, C. (2016): Einsatz von Verjüngungsmitteln bie hohen Zugabeanteilen von Asphaltgranulat auf einer Erprobungsstrecke – Teil 2, Straße und Autobahn, Heft 1/2016, S. 36–42, Kirschbaum Verlag, Bonn

D e n c k, C. (2017): Aktueller Stand zum Asphaltrecycling am Beispiel Hamburg, Straße und Autobahn, Heft 11/2017, S. 879–882, Kirschbaum Verlag, Bonn

Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2005): Richtlinien für die umweltverträgliche Verwertung von Ausbaustoffen mit teer-/pechtypischen Bestandteilen sowie für die Verwertung von Ausbauasphalt im Straßenbau, Ausgabe 2001, Fassung 2005 (RuVA-StB), Köln (FGSV 795)

Kommentar des Lenkungsausschusses 6 „Gesteinskörnungen, ungebundene Bauweisen (2018): Anteil an Ausbauasphalt in RC-Baustoffen und RC-Gemischen im Hinblick auf Wertschöpfung und Nachhaltigkeit, Straße und Autobahn, Heft 1/2018, S. 47–48, Kirschbaum Verlag, Bonn

Radenber g, M.; Boetche r, S.; Sedagha t, N.; Wistub a, M.; Walthe r, M.; Büchle r, S.; S c h m i d t, H.; C e t i n k a y a, R. (2016): Einsatz von Rejuvenatoren bei der Wiederverwendung von Asphalt. Schlussbericht zum Forschungsprojekt FE 07.0250/2011/LRB, Downloadbereich bast.de

R u d i, E.; N y t u s, N.; M ü s s e n i c h, H. (2018): Erprobung von zwei Rejuveantoren mit unterschiedlichen Asphaltgranulat-Anteilen in Asphaltdeck- und Asphaltbinderschicht – Teil 1, Straße und Autobahn, Heft 5/2018, S. 365–375, Kirschbaum Verlag, Bonn

R u d i, E.; N y t u s, N.; M ü s s e n i c h, H. (2018): Erprobung von zwei Rejuveantoren mit unterschiedlichen Asphaltgranulat-Anteilen in Asphaltdeck- und Asphaltbinderschicht – Teil 2, Straße und Autobahn, Heft 6/2018, S. 488–501, Kirschbaum Verlag, Bonn

S c h m i d t, H. (2016): Wiederverwendung von Asphalt – Wie geht es weiter? Straße und Autobahn, Heft 4/2016, S. 259–263, Kirschbaum Verlag, Bonn

Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (2003): Anforderungen an die stoffliche Verwertung von mineralischen Abfällen – Technische Regeln, 2003. Downloadbereich laga-online.de

Freie und Hansestadt Hamburg, Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Innovation (2017): Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Straßenbauarbeiten in Hamburg (ZTV/St-Hmb.09) (Fassung 11/17), 2017. Downloadbereich hamburg.de/bwvi/start-ztv-st-hmb