In diesem Beitrag werden die grundlegenden Eigenschaften von offenporigen Asphaltdeckschichten erörtert und die großflächige Anwendung beim gegenwärtigen sechsstreifigen Ausbau der BAB A 2 auf der Strecke Hannover–Berlin dargestellt. Hierfür wurde eine neue OPA-Rezeptur 0/8 mit einem Hohlraumgehalt von mindestens 22 Vol.-% kreiert. In einem Forschungsauftrag des Bundesverkehrsministeriums wurden vom Institut für Straßenwesen der TU Braunschweig Konzepte für die erweiterte Eignungsprüfung von OPA-Deckschichten 0/8 entwickelt und die auf verschiedenen Baulosen der BAB A 2 eingebauten Mischgutvarianten hinsichtlich dem Alterungsverhalten, dem Einfluß der Kornform, der Kornform, der Korngrößenverteilung, dem Haftverhalten des Mischgutes und den Ablaufeigenschaften des Mischgutes untersucht. Weiter wird über die Erfahrungen beim Einbau der neu konzipierten Asphaltdeckschicht auf 7 Baulosen der sechsstreifig erweiterten BAB A 2 auf der Strecke Hannover–Helmstedt berichtet.

Offenporige Asphaltdeckschichten wurden in Deutschland in den letzten Jahren verstärkt eingesetzt, um das Phänomen des Aquaplanings zu beseitigen, das Risiko der Sprühfahnenbildung zu vermeiden, die Blendgefahr zu vermindern und den Verkehrslärm zu reduzieren. Der Fahrkomfort wird von den Straßennutzern als äußerst angenehm empfunden. Verformungsprobleme mit ordnungsgemäß hergestellten und eingebauten offenporigen Asphaltdeckschichten sind nicht bekannt. Die Anwendung der offenporigen Asphaltbauweise war in Deutschland nicht so verbreitet, wie in einigen anderen europäischen Ländern. Im Jahre 1990 weist die Statistik für Deutschland lediglich einen Anteil an der Heißmischgutproduktion von weit unter 1 % aus, während Belgien mit 9 %, gefolgt von den Niederlanden (6 %) und Frankreich (4 %), bereits die Vorteile offenporiger Asphaltdeckschichten nutzten und die Anwendung bis heute erheblich ausbauten.
Durch den sechsstreifigen Ausbau der BAB A 2 in Niedersachsen (Bild 1) und der damit verbundenen Auflage aus den Planfeststellungsbeschlüssen, lärmmindernde Deckschichten mit einem Korrekturwert von D_strO = – 5,0 dB(A) auf weiten Strecken bauen zu müssen, rückten offenporige Asphaltdeckschichten (OPA) in Deutschland schnell in den Mitttelpunkt des Interesses.

Bild 1: Übersicht der Baulose zwischen Hannover und Helmstedt

Erprobungsstrecken aus OPA wurden seit 1986 von der BASt und im Hinblick auf Bau, Betrieb, lärmmindernde Wirkung und Nutzungsdauer systematisch beobachtet. Die bis Anfang 1990 vorliegenden Ergebnisse über die Lärmminderung bei der Anwendung offenporiger Asphaltschichten wurden in die Sechzehnte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verkehrslärmschutz-Verordnung – 16. BImSchV) und in die „Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen“ – Ausgabe 1990 – (RLS-90) eingearbeitet [1].
Mit dem „Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau (ARS) Nr. 14/1991“ hat das Bundesministerium für Verkehr die Angaben der Tabelle B der 16. BImSchV beziehungsweise Tabelle 4 der RLS-90 mit weiteren Beispielen (Tabelle 1) belegt und die offenporige Asphaltdeckschicht 0/8 als einzige Deckschicht mit dem Korrekturwert D_strO = – 5,0 dB(A) versehen, sofern sie im Neuzustand einen Hohlraumgehalt von mindestens 15 Vol.-% aufweist.

Tabelle 1: Beispiele für die lärmtechnische Bewertung unterschiedlicher Straßenoberflächen bei zulässigen Höchstgeschwindigkeiten (50 km/h)

Der erhebliche Lärmminderungseffekt der offenporigen Asphaltdeckschichten wird im wesentlichen durch extrem hohe Hohlraumgehalte in der verdichteten Asphaltschicht und durch eine günstige Textur der Straßenoberfläche erzielt. Im Detail handelt es sich um eine Optimierung der Schallemissionen aus der Schwingung der Reifendecke (hierbei wird eine Straßendecke möglichst geringer Rauhtiefe gewünscht) und der aerodynamischen Schallquellen im Reifenprofil, das sogenannte Air-Pumping (hierbei werden große Rauhtiefen gewünscht). Der Schall kann teilweise in die Deckschicht eindringen und wird in den miteinander verbundenen Hohlräumen weitgehend absorbiert. Die Frage, wie groß der Anfangshohlraumgehalt in der offenporigen Asphaltdeckschicht sein muß, um das gewünschte Maß der Lärmminderung über die Nutzungsdauer zu erhalten, konnte bisher nicht abschließend beantwortet werden. Beim Bau offenporiger Asphaltdeckschichten gab es bislang immer einen Zielkonflikt zwischen lärmtechnischer und bautechnischer Nutzungsdauer.
Deshalb sind offenporige Asphaltdeckschichten in Deutschland noch nie unter vergleichbaren Rahmenbedingungen eingesetzt worden.
In der Praxis bedeutete dies, daß offenporige Asphaltdeckschichten mit hohen Hohlraumgehalten im Vergleich zu dichten Asphaltdeckschichten wesentlich schneller versagten. Die Ursache lag zum einen in der Überlagerung von niedrigen Bindemittelgehalten zwischen 5,0 und 5,5 Gew.-% und dem, wegen der großen Hohlraumgehalte, ungehinderten Zutritt von Sauerstoff in Luft und Wasser in die Schicht, der die eingesetzten Bindemittel in kurzer Zeit sehr stark verhärten ließ. Die Klebkraft des Bindemittels ließ nach und es kam zu flächenhaften Kornausbrüchen. Dieser Prozeß verlief bislang doppelt so schnell wie bei konventionellen Asphaltdeckschichten und galt sowohl für Straßenbaubitumen, als auch für polymermodifiziertes Bitumen gemäß TL PmB [2; 3; 4]. Es wurden auch vielfach ungeeignete Edelsplitte, insbesondere mit schlechter Kornform, eingesetzt, die unter der Verkehrsbeanspruchung zerbrachen.
H a l f m a n n [3] hat vor zwei Jahren den Versuch unternommen, die bis zu diesem Zeitpunkt mit diesen offenporigen Asphaltdeckschichten der alten Generation gesammelten Erfahrungen zu gruppieren (Tabelle 2).

Tabelle 2: Einfluß des Hohlraumgehaltes auf den Effekt der Lärmminderung und auf die Nutzungsdauer für offenporige Asphaltdeckschichten der alten Generation nach H a I f m a n n [3]

Aufbauend auf die bisher mit offenporigen Asphaltdeckschichten bei Hohlraumgehalten von mehr als 20 Vol.-% gesammelten Erfahrungen setzen die Forschungsaktivitäten an. Dabei wird von der Hypothese ausgegangen, daß sich der Effekt der Lärmminderung durch Realisierung der Anfangshohlraumgehalte von deutlich mehr als 22 Vol.-% über einen längeren Zeitraum erhalten läßt.

Der Fachbeitrag ist im Volltext als PDF verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und  Tabellen.