Neben den Schwerpunkten Erhaltung, Wiederverwendung von Asphalt, Lärmminderung und Gebrauchsverhalten (Performance) von Asphalt stand in den letzten beiden Jahren vor allem die Dauerhaftigkeit der Asphaltdeck- und Asphaltbinderschichten im Fokus der Arbeitsgruppe 7 „Asphaltbauweisen“. Die Beanspruchung des aufgrund nicht ausreichender Finanzmittel immer älteren Straßennetzes wird in den nächsten Jahren aufgrund der ständig steigenden Schwerverkehrsbelastung weiter ansteigen. Laut Verkehrsprognosen sollen die Verkehrsleistungen des Güterschwerverkehrs auf der Straße bis 2025 gegenüber dem Jahr 2004 um 84 % (BMVBS, 2007) zunehmen. Dadurch wird sich die Nutzungsdauer der bestehenden Straßenkonstruktionen deutlich reduzieren. Durch die Prüfung der Gebrauchseigenschaften (Steifigkeit, Ermüdungs- und Kälteverhalten etc.) und die Dimensionierung der Straßenbefestigung anhand dieser Eigenschaften sowie der zu erwartenden Verkehrsbeanspruchung und den klimatischen Bedingungen soll dem künftig Rechnung getragen werden. Neben diesen zukunftsorientierten Aufgabenstellungen mussten wir in den letzten Jahren leider feststellen, dass die Dauerhaftigkeit von Asphaltstraßen deutlich nachgelassen hat. Betroffen sind überwiegend Asphaltdeckschichten, teilweise aber auch Asphaltbinderschichten. An dieser Problematik wurde mit Hochdruck gearbeitet, um einen Maßnahmenkatalog fertig zu stellen, der uns helfen soll, die Dauerhaftigkeit wieder erheblich zu verbessern. Dieser Maßnahmenkatalog wurde als Änderungen/Ergänzungen zum Technischen Regelwerk mit dem ARS Nr. 11/2012 durch das BMVBS bekanntgegeben*).

*) redaktioneller Hinweis

Seit dem 3. Februar 2014 liegen die neuen Ausgaben 2007/Fassung 2013 der ZTV Asphalt-StB (FGSV 799) und TL Asphalt-StB (FGSV 797) vor.

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

1 Gremien

Die Arbeitsgruppe Asphaltbauweisen setzt sich derzeit neben dem Lenkungsausschuss aus 8 Arbeitsausschüssen, einer ad-hoc-Gruppe und 3 Gemeinschaftsausschüssen mit dem DIN zusammen.

Den 8 Arbeitsausschüssen sind aktuell insgesamt 25 Arbeitskreise nachgeordnet. Neu eingerichtet wurden im Berichtszeitraum die Arbeitskreise:

– AK 7.1.4    Vertragliche Regelungen – Dauerhaftigkeit

– AK 7.3.8    Asphalteinlagen

– AK 7.4.2    Frühere Verkehrsfreigabe.

Auf die Aufgabenstellung des Arbeitskreis 7.1.4 wird im Folgenden noch näher eingegangen, wobei das Allgemeine Rundschreiben Straßenbau Nr. 11/2012, dessen Inhalte im Arbeitskreis erarbeitet wurden, jedem bekannt sein dürfte.

Seit Veröffentlichung des Arbeitspapiers 69 „Verwendung von Vliesstoffen, Gittern und Verbundstoffen im Asphaltstraßenbau“ im Jahr 2006 hat die Anwendung von Asphalteinlagen in Deutschland eine Steigerung erfahren. Der Arbeitskreis 7.3.8 hat die Aufgabe erhalten, das Arbeitspapier zu überarbeiten und daraus ein Merkblatt zu erstellen.

Der Arbeitskreis 7.4.2 soll klären, ob die im Regelwerk verankerten Wartezeiten bis zur Verkehrsfreigabe, die aus bisheriger Sicht unverzichtbar sind, aber unvermeidbare Verkehrsbehinderungen noch verlängern, durch Maßnahmen, wie z. B. Einsatz viskositätsverändernder Zusätze, verkürzt werden können. Dabei sind vor allem Prüfverfahren notwendig, die eine Aussage zulassen, wann eine Verkehrsfreigabe ohne Verformungsrisiko möglich ist.

In den Gremien der Arbeitsgruppe Asphaltbauweisen sind derzeit in Summe 549 Mitglieder geführt, wobei eine ganze Reihe von Mehrfachmitgliedschaften vorliegt. Insgesamt gliedern sich die Mitarbeiter in den Gremien wie folgt auf (s. Bild 1):

– Wirtschaft:             45 %

– Wissenschaft:        17 %

– Verwaltung:           20 %

– Ingenieurbüros:     12 %

– Sonstige:                 6 %.

Bild 1: Zusammensetzung der Gremien der Arbeitsgruppe Asphaltbauweisen

Die angestrebte paritätische Zusammensetzung der Gremien ist damit leider nicht erreicht. Der geringe Anteil der Mitglieder aus der Verwaltung und hier speziell der Straßenbauverwaltungen der Bundesländer ist sehr bedauerlich. Eine stärkere Beteiligung der Länder wäre wünschenswert und könnte vielleicht einen Beitrag zu einem Rückgang der umfangreichen Ländervorschriften leisten.

Eine ganz wesentliche Aufgabe der Arbeitsgruppe – gemeinsam mit dem DIN – ist die Spiegelung der Arbeit des Europäischen Komitees für Normung, abgekürzt CEN, auf nationaler Ebene.

Hier werden die deutschen Meinungen, Vorstellungen und Wünsche für die europäischen Anforderungsnormen sowie zu vorgesehenen Prüfverfahren thematisiert und präzisiert und Entwürfe, die in den europäischen Gremien erarbeitet wurden, diskutiert.

Das Ziel dabei ist, die Asphalte, Prüfverfahren und Qualitätssicherungsmaßnahmen, mit denen wir in Deutschland langjährig umfangreiche und gute Erfahrungen gesammelt haben, bzw. die wir für künftige Aufgabenstellungen als geeignet erachten, auf europäischer Ebene einzubringen und in den europäischen Normen zu verankern. Die Umsetzung dieser Ziele ist dann die nicht immer ganz einfache Aufgabe unserer deutschen Vertreter in den europäischen Gremien.

Im Einzelnen sind dies folgende Gemeinschaftsausschüsse FGSV/DIN:

– GA 7.01 „Asphalt“, Spiegelausschuss zur Working Group WG 1 (Bituminous Mixtures) des Technical Committee TC 227 (Road Materials)

– GA 7.2.01 „Bitumen; Prüfverfahren und Anforderungen“, Spiegelausschuss zu den WG 1 (Bituminous Binders for Paving) und WG 4 (Fluxed bitumen and bituminous emulsions) des TC 336 (Bituminous Binders)

– GA 7.5.01 „Oberflächenbehandlung/-schutz“, Spiegelausschuss zur WG 2 (Surface Dressing, Sprays and Slurry Surfacing) des TC 227/

Darüber hinaus wird die europäische Normung in der WG 1 des 227 noch in weiteren Gremien der Arbeitsgruppe gespiegelt. Es spiegelt:

– AK 7.1.2 „Gütesicherung“, die Arbeit der Task Group 4 des TC 227/WG 1 für die Qualitätsnormen (Teile 20 und 21 der EN 13108)

– AA 7.3 „Bauweisen, die Arbeit der Task Group 3 des TC 227/WG 1 für die Produktnormen (Teile 1, 5, 6 und 7 der EN 13108)

– AA 7.8 „Wiederverwertung von Asphalt“, die Arbeit der Task Group 4 des TC 227/WG 1 für den Ausbauasphalt (Teil 8 der EN 13108)

– AA 7.6 „Prüfverfahren“, die Arbeit der Task Group 2 des TC 227/WG 1 für die Prüfverfahren (EN 12697) 

2 Fortschreibung des Technischen Regelwerkes

Bei der Fortschreibung des Technischen Regelwerkes wird an dieser Stelle ganz bewusst nicht nur das angesprochen, was in der Arbeitsgruppe Asphaltbauweisen in den letzten beiden Jahren abgearbeitet wurde. Das kann auch in der Liste der Veröffentlichungen beim FGSV Verlag nachgelesen werden. Es soll vielmehr der Blick nach vorne gerichtet und dargestellt werden, wo die Schwerpunkte der Arbeit derzeit und wo die künftigen Aufgaben zu sehen sind.

Vor allem sind dies:

– die Lärmminderung

– die Wiederverwendung von Asphalt

– die Prüfung des Gebrauchsverhaltens von Asphalt im Hinblick auf eine beanspruchungsrelevante Dimensionierung

– die Dauerhaftigkeit.

2.1 Lärmminderung

Ein funktionierendes Verkehrssystem ist die Voraussetzung für eine hohe Mobilität und wirtschaftliche Leistungsfähigkeit.

Jedoch hat eine hohe Mobilität auch negative Folgeerscheinungen. Eine davon ist der Verkehrslärm. Die effektivste Art der Lärmminderung ist der Einsatz von lärmmindernden Asphaltdeckschichten.

Mit Einführung der TL und ZTV Asphalt-StB 07 wurden die Offenporigen Asphaltdeckschichten in einschichtiger Ausführung zur Regelbauweise.

Im AA 7.3 „Bauweisen“ wurde nun das „Merkblatt für Asphaltdeckschichten aus Offenporigem Asphalt“ (M OPA) erarbeitet. Dieses Merkblatt ersetzt das „Merkblatt für den Bau offenporiger Asphaltdeckschichten“ von 1998.

Das neue Merkblatt enthält grundlegende Informationen zur Planung und zum Bau von Asphaltdeckschichten aus Offenporigem Asphalt sowie zur Schalltechnik. Zusätzlich wurden die zweischichtigen Asphaltdeckschichten aus Offenporigem Asphalt und der Einsatz auf Brückenbauwerken aufgenommen. Das Merkblatt wurde vom Lenkungsausschuss der Arbeitsgruppe verabschiedet und wird in Kürze in Druck gehen.

Neben allen Anstrengungen zur weiteren Verbesserung der Lärmminderung durch Offenporige Asphaltdeckschichten dürfen dabei die bautechnischen Aspekte nicht aus den Augen verloren werden.

Die Optimierung der Offenporigen Asphaltdeckschichten unter rein lärmtechnischen Gesichtspunkten zu Lasten der bautechnischen Nutzungsdauer kann unter Berücksichtigung volkswirtschaftlicher Belange nicht unser Ziel sein.

Neben dem „Merkblatt für Asphaltdeckschichten aus Offenporigem Asphalt“ (M OPA) wird derzeit mit Hochdruck an einem Regelwerk für andere lärmmindernde Asphaltdeckschichten - auch für den Einsatz im kommunalen Bereich – gearbeitet. Hier sind speziell die lärmoptimierte Asphaltdeckschicht (LOA), der lärmmindernde Splittmastixasphalt und der Porous Mastic Asphalt (PMA) zu nennen.

Gerade bei letzterem ist die prüftechnische Ansprache im Labor ein noch nicht abschließend geklärtes Thema. Das Regelwerk brauchen wir dringend, damit diesen Asphaltdeckschichten ein Korrekturwert DSTRO für die Lärmminderung zugeordnet werden kann.

2.2 Wiederverwendung von Asphalt

Vor dem Hintergrund knapper werdender Ressourcen, speziell der Rohölvorkommen, ist die höchstwertige Wiederverwendung von Asphalt ein absolutes „Muss“.

Seit Anfang der 1980er Jahre hat sich die Wiederverwendung von Asphalt in Deutschland kontinuierlich entwickelt. Die konsequente Weiterentwicklung im Hinblick auf eine zunehmende Verwendung von Asphaltgranulat in Asphaltbinder- und Asphaltdeckschichten fand maßgeblich in den vergangenen 20 Jahren statt. Im aktuellen Regelwerk wurde dem Rechnung getragen, so dass eine fast vollständige Kreislaufwirtschaft umgesetzt wird. Heute liegt der Anteil des anfallenden Asphaltgranulates, das in Asphalt wiederverwendet wird, bei deutlich über 80 %. Der Anteil könnte sogar noch höher sein, wenn nicht einige Straßenbauverwaltungen der Länder nach wie vor sehr restriktiv mit diesem Thema umgehen würden.

Der Einsatz von hohen Asphaltgranulatanteilen in allen Asphaltschichten ist somit keine Erfindung der jüngsten Vergangenheit, wie dies in vielen aktuellen Presseberichten mit Überschriften wie „Grüner Asphalt“ oder „100 %-Recycling“ suggeriert wird.

Allerdings muss uns bewusst sein, dass wir künftig mehr und mehr Asphalt wiederverwenden werden, der bereits Asphaltgranulat enthält.

Auch diese Asphaltgranulate der zweiten oder dritten Generation wollen und müssen wir künftig wiederverwenden. Hierzu wurde ein Forschungsvorhaben auf den Weg gebracht, das den Einsatz von sogenannten Verjüngungsmitteln oder Rejuvenatoren bei stark verhärteten Bindemitteln untersucht.

Dabei werden das Verdichtungs- und Verformungsverhalten sowie die Kälte- und Ermüdungseigenschaften untersucht.

Ferner wird im AA 7.8 „Wiederverwertung von Asphalt“ der Einsatz von weicheren Zugabebindemitteln diskutiert und untersucht. Hierzu wurden in einzelnen Bundesländern bereits Untersuchungsstrecken gebaut.

2.3 Gebrauchsverhalten von Asphalt

Nach wie vor werden unsere Asphalte über kompositionelle Merkmale definiert. Wir stellen Anforderungen an die Korngrößenverteilung, den Bindemittel- und den Hohlraumgehalt, um dauerhafte Straßen zu erzielen. Um unsere Asphalte weiter zu optimieren und den künftigen Anforderungen aus dem ständig wachsenden Verkehrsaufkommen unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten gerecht werden zu können, muss aber vielmehr das Gebrauchsverhalten der Asphalte – die Performance – betrachtet werden. Dazu gehören die Verformungsbeständigkeit, der Widerstand gegen Ermüdung, gegen Rissbildung und das Tieftemperaturverhalten.

Neben der Optimierung der Asphalte ergibt sich daraus auch die Möglichkeit, die Dimensionierung einer Straße gezielt den vorliegenden Beanspruchungen aus Verkehr und klimatischen Bedingungen anzupassen.

Mit den RDO Asphalt 09 liegen uns die Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung des Oberbaus anhand des Gebrauchsverhaltens von Asphalt seit geraumer Zeit vor. Die neuen RStO 12 sehen vor, dass ab einer dimensionierungsrelevanten Beanspruchung größer 100 Mio. der Oberbau mit Hilfe der RDO Asphalt rechnerisch dimensioniert werden sollte.

Bei all der Euphorie über die Möglichkeiten, die uns die rechnerische Dimensionierung bietet, wurde dabei außer Acht gelassen, dass wir bisher keine bauvertraglichen Regelungen für die Abwicklung „normaler“ Bauverträge mit normalen Verjährungsfristen haben, denen eine rechnerische Dimensionierung zugrunde liegt.

Im Arbeitskreis 7.1.3 „Performance basierte Vertragsbedingungen“ werden diese bauvertraglichen Regelungen derzeit erarbeitet. Einer der Knackpunkte bei der Erarbeitung ist die Frage, wie sich normale produktions- und einbaubedingte Schwankungen auf die rechnerische Lebensdauer auswirken und wie dieses Risiko vertraglich bewertet wird.

Zur Untersuchung genau dieser Schwankungen des Gebrauchsverhaltens von Asphalt in den Phasen Asphaltmischgutproduktion und -einbau sowie der fertigen Schicht und des gesamten Schichtenpaketes wurde Ende letzten Jahres ein Forschungsthema in Auftrag gegeben, dessen Ergebnisse dringend für die Erstellung von Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen für rechnerisch dimensionierte Asphaltstraßen benötigt werden. 

2.4 Dauerhaftigkeit

Der im Jahr 2011 neu gegründete Arbeitskreis 7.1.4 „vertragliche Regelungen – Dauerhaftigkeit“ hat innerhalb weniger Monate kurzfristige Maßnahmen erarbeitet, die die Dauerhaftigkeit der Asphaltstraßen, speziell der Asphaltdeck- und Asphaltbinderschichten, deutlich verbessern sollen. Diese Maßnahmen sind natürlich wenig populär, denn es wurden Anforderungen verschärft, Toleranzen eingeengt und es werden Untersuchungen gefordert, die mit nicht unerheblichen Kosten verbunden sind. Darüber gab es und gibt es nach wie vor sehr kontroverse Diskussionen.

Aber es können nicht immer nur Behauptungen in den Raum gestellt werden, wie z. B. dass die Bitumenqualität nachgelassen habe. Dass die derzeit angewendeten Prüfverfahren zur Ansprache der Bitumenqualität zumindest bei polymermodifzierten Bindemitteln wenig geeignet sind, darüber sind sich alle Fachleute einig. Irgendwann muss dann aber auch angefangen werden andere Verfahren in der Praxis anzuwenden, mit dem Ziel, einen Bewertungshintergrund zu schaffen und anhand dessen aussagekräftige Bitumen-Prüfverfahren mit Anforderungswerten im Regelwerk zu verankern.

Die im Arbeitskreis 7.1.4 erarbeiteten kurzfristigen Maßnahmen mündeten im Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau Nr. 11/2012 des BMVBS. Damit ist die Arbeit aber nicht abgeschlossen. Der Arbeitskreis ist nun dabei, mittelfristige Maßnahmen zu erarbeiten.

Daneben gibt es eine ganz Reihe weiterer Erkenntnisse, die über Forschungsthemen wie z. B. „PAST Prozesssicherer automatisierter Straßenbau“ gewonnen wurden, und die sich durch Verbesserungen in der gesamten Prozesskette, von der Verladung des Asphaltmischgutes bis zur fertig verdichteten Straße, positiv auf die Dauerhaftigkeit auswirken. Davon werden einige Punkte in künftige Bauverträge einfließen. 

3 Forschungsvorhaben

Um die angesprochenen offenen Fragen bearbeiten zu können und die Asphaltbauweise weiter zu entwickeln und voranzubringen, hat die Forschung und Entwicklung in der Arbeit der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen immer schon einen sehr hohen Stellenwert. Die Arbeiten werden unter streng wissenschaftlichen Gesichtspunkten durchgeführt und die Erkenntnisse dienen als Grundlage für das im gesamten Straßenbau verwendete Regelwerk.

Folgende Themen wurden im Berichtszeitraum abgeschlossen, begonnen bzw. werden in Kürze in Auftrag gegeben werden.

Abgeschlossene Themen:

– Optimierung der asphalttechnischen und akustischen Eigenschaften von offenporigen Asphaltdeckschichten hinsichtlich Nutzungsdauer und schalltechnischer Wirksamkeit – Teil 1: Laboruntersuchungen.

Die Auswertung des Forschungsprojektes hat ergeben, dass das derzeit zur Verfügung stehende Instrumentarium zur Beurteilung der Dauerhaftigkeit und der akustischen Eigenschaften von Offenporigen Asphaltdeckschichten im Labor nur bedingt geeignet ist. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf.

Laufende Themen:

– Auswirkung der Wiederverwendung von Ausbauasphalt in Asphalttragschichten auf mechanische Eigenschaften

– Einfluss viskositätsverändernder Zusätze auf den Zeitpunkt der Verkehrsfreigabe

– Ermittlung des Bindemittelgehaltes von Asphalt mit Gummimodifiziertem Bindemittel

– Bindemitteldesign für Asphaltstraßen durch Definition eines chemisch-rheologischen Anforderungsprofils

– Kriterien für die Dauerhaftigkeit von Asphaltschichten – Untersuchungen zur Ansprache des Haftverhaltens

– Repräsentative Ermittlung der performance-relevanten Asphalteigenschaften als Grundlage neuer Vertragsbedingungen

– Ansprache und Steuerung von Healing-Effekten bei Asphalt

– Einsatz von Rejuvenatoren bei der Wiederverwendung von Asphalt.

Noch nicht beauftragt, aber in den Gremien verabschiedet sind die folgenden Themen:

– Bewertungshintergrund für die Rissresistenz von Asphalten bei tiefen Temperaturen

– Optimierung der Zusammensetzung Offenporiger Asphalte zur Verbesserung des Nutzungsverhaltens

– Nachweis der flächendeckenden Verdichtungskontrolle (FDVK) von Asphalt

– Verfahren zur Prognose des Alterungsverhaltens von Asphalt.

Grundsätzlich wird an alle Forschungsnehmer appelliert, ihre Themen zügig und im vereinbarten Zeitrahmen abzuarbeiten. Es laufen derzeit noch einige Forschungsvorhaben, deren Ergebnisse schon seit geraumer Zeit vorliegen sollten. Diese Ergebnisse sind notwendig für die weitere Arbeit in den Gremien. 

4 Schlussbemerkungen

Dieser Bericht über die Tätigkeit der Gremien der Arbeitsgruppe „Asphaltbauweisen“ sowie die Vorträge im Rahmen der Asphaltstraßentagung können nur die wichtigsten Schwerpunkte hervorheben und auszugsweise präsentieren.

Es wird um Nachsicht gebeten, dass in diesem Bericht nicht explizit auf die Aktivitäten jedes einzelnen Arbeitsausschusses eingegangen und nicht jedes Gremium in diesem Bericht namentlich genannt wurde.

Entscheidend für den Erfolg der Arbeit der Arbeitsgruppe ist, dass sich alle Arbeitsausschüsse untereinander abstimmen und eng zusammenarbeiten.

So können bauvertragliche Festlegungen, sei es im Neubau, bei der Erhaltung oder in Bezug auf die Wiederverwendung, sei es für Straßen- oder für Brückenbeläge, nicht ohne die Arbeit in den Arbeitsausschüssen „Bauweisen“ und „Bautechnologie“ erfolgen. Und für alle Regelungen ist die Arbeit in den Arbeitsausschüssen „Bindemittel“ und „Prüfverfahren“ von elementarer Bedeutung.

Viele, die nicht in den Gremien der Forschungsgesellschaft tätig sind, machen sich gar nicht bewusst, welcher Zeitaufwand, welche intensiven Diskussionen hinter jeder Formulierung stecken und wie um jeden Zahlenwert gerungen wird, bis dann ein Konsens gefunden und ein fertiges Papier, sei es eine ZTV, sei es ein Merkblatt oder eine Richtlinie, in druckfähiger Fassung auf dem Tisch liegt.

Für das große Engagement, aber auch den fairen kollegialen Umgang miteinander – trotz teilweise stark divergierender Meinungen – mit dem sich alle Mitarbeiter in den Gremien der Arbeitsgruppe einbringen, wird an dieser Stelle ein ganz herzlicher Dank ausgesprochen. Es wird leider viel zu häufig vergessen, dass die Gremienarbeit ehrenamtlich geleistet wird, neben der eigentlichen beruflichen Tätigkeit, und dass die Vor- und Nachbereitung der Sitzungen oft genug am Feierabend und am Wochenende stattfinden muss.

Ein besonderer Dank gilt den Verwaltungen, den Hochschulen, den Verbänden und den Firmen, die ihren Mitarbeitern die Arbeit in den Gremien der Forschungsgesellschaft ermöglichen und dafür einen hohen wirtschaftlichen Aufwand betreiben.