FGSV-Nr. FGSV A 39
Ort Weimar
Datum 05.05.2009
Titel Asphaltnormung und deren Umsetzung
Autoren Dipl.-Ing. Bernd Nolle
Kategorien Asphaltstraßen
Einleitung

Mit der Veröffentlichung der harmonisierten Europäischen Normen für Asphalt bestand die Verpflichtung, die nationalen Regelwerke anzupassen. Dabei ist zu unterscheiden zwischen der Anforderungsnorm für Asphalt, der DIN EN 13108 mit insgesamt 10 Teilen sowie der Prüfnorm für Asphalt, der DIN EN 12697, bestehend aus derzeit 43 Teilen.

Die nationale Umsetzung der Prüfnorm erfolgt mit den „Technischen Prüfvorschriften für Asphalt“ (TP Asphalt-StB). Darauf soll hier nicht eingegangen näher werden.

Die relevanten Normenteile der Reihe DIN EN 13108 „Asphaltmischgut – Mischgutanforderungen“ mit den Anforderungen an Asphaltmischgut, das für die Herstellung von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt verwendet wird, wurden mit den „Technischen Lieferbedingungen für Asphaltmischgut für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen“ (TL Asphalt-StB 07) umgesetzt.

Die Teile 2 „Asphaltbeton für sehr dünne Schichten“, 3 „Softasphalt“ und 4 „Hot Rolled Asphalt“ der DIN EN 13108 finden in Deutschland keine Anwendung und wurden daher in den TL Asphalt-StB 07 auch nicht umgesetzt. Der Teil 8 „Ausbauasphalt“ wurde bereits durch die „Technischen Lieferbedingungen für Asphaltgranulat“ (TL AG-StB 06) umgesetzt.

Der Teil 21 „Werkseigene Produktionskontrolle“ der DIN EN 13108 bleibt als einziger Normenteil eigenständig erhalten. Zum besseren Verständnis des Normeninhaltes und zur Erleichterung der Umsetzung der Regelungen wurden Erläuterungen für die Anwender erarbeitet. Die TL Asphalt-StB 07 regeln zur Präzisierung des Teils 21 der DIN EN 13108 die Zuordnung zu den Produktgruppen sowie die Mindest-Prüfhäufigkeiten.

Die Herstellung von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise und die daran gestellten Anforderungen werden in den „Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt“ (ZTV Asphalt-StB 07) geregelt.

Nach der Aufnahme der Asphalttragschichten in die ZTV Asphalt-StB 07 regeln diese erstmals die Herstellung von sämtlichen Asphaltschichten.

Zudem wurden neu aufgenommen:

·         Asphaltdeckschichten aus Offenporigem Asphalt,

·         Regelungen zur Herstellung Kompakter Asphaltbefestigungen,

·         Festlegungen zu Schichtenverbund, Nähten, Anschlüssen, Fugen und Randausbildung.

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1 Einleitung

Mit der Veröffentlichung der europäischen Anforderungsnormen für Asphalt im Jahre 2006 waren alle Mitgliedsländer der Europäischen Union aufgefordert, diese in nationales Recht zu überführen.

In Deutschland ist die Erarbeitung eines in sich schlüssigen Regelwerkpaketes abgeschlossen. Diese an die Europäischen Normen angepassten deutschen Regelwerke liegen in gedruckter Form vor und sind mit den Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Nr. 16/2008 und Nr. 17/2008, beide vom 19. 9. 2008, veröffentlicht worden. Die Einführung in den Bundesländern erfolgte zum 1. Januar 2009.

Das Regelwerk ist grundsätzlich – analog zu den Schichten ohne Bindemittel, den Pflasterbauweisen und den Bauweisen mit hydraulischem Bindemittel – dreigeteilt. Europäisch geregelt sind die Anforderungen an das Asphaltmischgut, die in den „Technische Lieferbedingungen für Asphaltmischgut für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen“ (TL Asphalt-StB 07) festgeschrieben sind, sowie die Prüfnormen, die in Deutschland mit den „Technischen Prüfvorschriften für Asphalt“ (TP Asphalt-StB 07) umgesetzt wurden.

Da die Europäische Normung keine Anforderungen an den Einbau und an die fertige Schicht festlegt, wird in Deutschland das Regelwerk vervollständigt durch die „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt“ (ZTV Asphalt-StB 07).

Die Erarbeitung der ZTV Asphalt-StB 07 erfolgte unter der Maßgabe, so wenig wie möglich gegenüber den bisherigen vertraglichen Regelungen zu ändern und nur dort Anpassungen vorzunehmen, wo dies unbedingt notwendig ist.

Bei der Erarbeitung der Anforderungs- und Prüfnorm für Asphalt in den europäischen Gremien des CEN wurde das Hauptaugenmerk auf die technischen Festlegungen gelegt mit dem Ziel, einen für alle beteiligten Länder tragbaren Konsens zu erzielen. Dabei wurden die Auswirkungen dieser Festlegungen auf bauvertragliche Regelungen in den einzelnen Mitgliedsländern nur unzureichend berücksichtigt. Dies führt dazu, dass bei der Erarbeitung der ZTV Asphalt-StB 07 immer wieder Festlegungen getroffen werden mussten, die umständlich wirken, deren Hintergrund sich zunächst nur schwer erschließt, die aber zur Sicherstellung einer Vertragssicherheit für beide Vertragspartner im Sinne der VOB unumgänglich waren.

Dies soll hier exemplarisch anhand einiger Beispiele erläutert werden.

2 Beispiele der vertraglichen Umsetzung

2.1 Erstprüfung/Eignungsnachweis

Aus der europäischen Anforderungsnorm für Asphalt stammt der Begriff der Erstprüfung (DIN EN 13108-20). Die Erstprüfung muss für jede Zusammensetzung eines Asphaltmischgutes vor der ersten Verwendung durchgeführt an Asphaltmischgut durchgeführt werden, dass im Labor hergestellt wurde. Die Verwendung von Asphaltmischgut aus der laufenden Produktion des Asphaltmischwerkes zur Erstellung der Erstprüfung ist nicht zulässig. Für die Durchführung der Erstprüfung ist keine Anerkennung nach den RAP Stra erforderlich. Eine Erstprüfung ist bis zu 5 Jahren gültig.

Unter folgenden Umständen muss bereits vor Ablauf der 5 Jahre eine neue Erstprüfung durchgeführt werden:

  • Änderung des Gewinnungsortes und/oder des Herstellers einer Gesteinskörnung,
  • Änderung der Art einer Gesteinskörnung (petrographischer Typ),
  • Änderung einer in den TL Gestein-StB definierten Kategorie,
  • Änderung der Rohdichte des resultierenden Gesteinskörnungsgemisches von mehr als 0,05 g/cm³,
  • Änderung der Bitumenart oder -sorte,
  • Überschreitung einer Grenze der Spannweiten des Asphaltgranulates.

Die Erstprüfung ist der Nachweis dafür, dass die Anforderungen der TL Asphalt-StB erfüllt werden. Sie ersetzt zwar unsere bisherige Eignungsprüfung, ist aber kein „vollwertiger“ Ersatz, da sie keinen Nachweis der Eignung des Asphaltes, den sie beschreibt, für einen bestimmten Verwendungszweck im Rahmen eines Bauvertrages enthält.

Da die VOB aber nach wie vor die Forderung enthält, dass der Auftragnehmer die Eignung der von ihm verwendeten Baustoffe und Baustoffgemische für den vorgesehenen Verwendungszweck nachzuweisen hat, entsteht aus bauvertraglicher Sicht eine Lücke.

Die sich daraus ergebende Frage war nun, wie diese bauvertragliche Lücke wieder geschlossen werden kann und wo eine entsprechende Regelung zu erfolgen hat.

Da es sich um eine bauvertragliche Regelung handelt, musste die Lücke über die ZTV Asphalt-StB 07 geschlossen werden. Nach langen Überlegungen und Diskussionen ist letztlich daraus der Eignungsnachweis entstanden.

Der Eignungsnachweis ist ein reines Papierdokument. „Körperliche“ Prüfungen finden bei der Erstellung des Eignungsnachweises nicht mehr statt. Er wird vom Auftragnehmer erstellt und enthält Angaben zur Zusammensetzung und zu den im Rahmen der Erstprüfung nach den TL Asphalt-StB 07 durchgeführten Prüfungen, vor allem aber die Erklärung über die Eignung des Asphaltmischgutes für den vorgesehenen Verwendungszweck. Er stellt damit die Verknüpfung zwischen dem Asphaltmischgut und dem Bauvertrag her.

Die Angaben im Eignungsnachweis werden Bestandteil des Bauvertrages und sind maßgebend für die Ausführung sowie die Abnahme der Baumaßnahme.

2.2 Verwendung von Asphaltgranulat

In den Teilen 1 (Asphaltbeton), 5 (Splittmastixasphalt) und 6 (Gussasphalt) der DIN EN 13108 ist für die Verwendung von Asphaltgranulat folgendes festgelegt.

Falls mehr als 10 % Massenanteil (Anmerkung: SMA, GA) bzw. 20 M.-% (Anmerkung: AB T, AC B) im Gesamtmischgut aus Ausbauasphalt bestehen,…, muss das Bindemittel der folgenden Anforderung entsprechen:

die Penetration oder der Erweichungspunkt des Bindemittels im damit hergestellten Mischgut, berechnet aus den Penetrationen oder den Erweichungspunkten des zugegebenen Bindemittels und des aus dem Ausbauasphalt rückgewonnenen Bindemittels, muss die für die ausgewählte Sorte geltenden Anforderungen an die Penetration oder an den Erweichungspunkt erfüllen. Es muss entweder die Anforderung an die Penetration oder die an den Erweichungspunkt ausgewählt werden.

Das zu verwendende Zugabebindemittel ist dabei nicht geregelt.

Die Forderung der Norm wurde in den TL Asphalt-StB 07 entsprechend umgesetzt, wobei aufgrund der vorliegenden Erfahrungen das Anforderungskriterium „Erweichungspunkt“ ausgewählt wurde.

Diese Festlegung bedeutet, dass die in Deutschland üblichen, technisch sinnvollen und nach dem Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG) auch geforderten, hohen Zugabemengen an Asphaltgranulat – vor allem bei Asphalttragschichtmischgut – gar nicht mehr bzw. nur bei Verwendung von sehr weichen Zugabebindemitteln möglich wären, wobei letzteres aus Gründen der Verformungsbeständigkeit vermieden werden sollte.

Ähnlich wie beim Eignungsnachweis stellte sich nun die Frage, wie eine Regelung aussehen könnte, die uns auch weiterhin ermöglicht, Asphaltgranulat in großen Mengen wieder zu verwenden und vor allem, wo eine solche Regelung getroffen werden kann.

Damit keine Abweichung von den Festlegungen der Europäischen Norm vorliegt, war schnell klar, dass diese Regelung nur über den Bauvertrag, das heißt in den ZTV Asphalt-StB 07 erfolgen kann.

Das Ergebnis war letztlich die Kombination einer normkonformen Festlegung in den TL Asphalt-StB 07 mit einer Öffnung im Rahmen des Bauvertrages, geregelt in den ZTV Asphalt-StB 07, wie folgt:

TL Asphalt-StB 07, Abschnitt 3.1.1:

Bei der Zugabe von Asphaltgranulat muss TR&Bmix innerhalb der Sortenspanne des geforderten Bitumens liegen. Hierzu kann entweder ein Bitumen mir derselben Spezifikation wie das geforderte Bitumen oder ein Bitumen, das höchstens eine Sorte weicher ist als das geforderte Bitumen verwendet werden. Ein weicheres Straßenbaubitumen als 70/100 darf – mit Ausnahme von Asphalttragdeckschichtmischgut – nicht verwendet werden.

ZTV Asphalt-StB 07, Abschnitt 3.4.3:

Bei Verwendung von Asphaltgranulat und gefordertem Straßenbaubitumen 70/100 oder 50/70 kann der Auftragnehmer entgegen der ausgeschriebenen Bindemittelsorte auch einen resultierenden Erweichungspunkt Ring und Kugel TR&Bmix im Eignungsnachweis angeben, der der nächsten härteren Sorte entspricht. Diese Sorte gilt dann für das Baustoffgemisch als geforderte Sorte.

Die Regelung in den ZTV Asphalt-StB 07 bedeutet, dass bei einem im Bauvertrag z. B. geforderten Bitumen 50/70 der resultierende Erweichungspunkt aus dem Zugabebindemittel 50/70 und dem Bindemittel aus dem Asphaltgranulat einem Bitumen 30/45 entsprechen darf.

Das Bitumen 30/45 wird damit für den Bauvertrag zur geforderten Bindemittelsorte, obwohl eigentlich ein Bitumen 50/70 ausgeschrieben ist.

Die TL Asphalt-StB 07 regelt nun, dass eine Bindemittelsorte verwendet werden darf, die eine Sorte weicher ist, als die geforderte. In diesem Beispiel darf also im Rahmen der Erstprüfung ein Bitumen 50/70 zum Einsatz kommen. Die Verwendung eines Bitumen 70/100 ist in dem Beispiel nicht zulässig, da es gegenüber der geforderten Sorte 30/45 zwei Stufen weicher wäre.

2.3 Prüfverfahren

Die „Technische Prüfvorschriften für Asphalt“ (TP Asphalt-StB) stellen die deutsche Umsetzung der europäischen Prüfnorm für Asphalt, der DIN EN 12697, dar, die derzeit 43 Teile umfasst.

Bei der Erarbeitung dieser Norm wurde auf europäischer Ebene größter Wert auf die Vereinheitlichung der Prüfverfahren gelegt. Das führt dazu, dass verschiedene Länder, dazu gehört auch Deutschland, mit einer ganzen Reihe neuer Prüfverfahren arbeiten müssen. In diesen Ländern geht damit jeglicher Erfahrungs- und Bewertungshintergrund verloren, den man mit den seitherigen Prüfverfahren gesammelt hatte. Die bauvertraglichen Auswirkungen dieser Vereinheitlichung der Prüfverfahren wurden bei der Erarbeitung nicht berücksichtigt.

Zu den neuen Prüfverfahren in Deutschland gehören z. B. die Bestimmung der Asphaltrohdichte oder der Raumdichte am Marshall-Probekörper und am Bohrkern. Sie führen zu anderen Prüfergebnissen und damit auch zu anderen Werten für den Hohlraumgehalt.

Damit waren wir in Deutschland letztlich gezwungen, neue Anforderungswerte für den Hohlraumgehalt des Asphaltes am Marshall-Probekörper und in der eingebauten Schicht festzulegen, obwohl bisher nur geringe praktische Erfahrungen mit den neuen Prüfverfahren vorliegen.

Aufgrund der Ergebnisse von Forschungsarbeiten wurden die Anforderungen an die Hohlraumgehalte am Marshall-Probekörper und an der fertigen Schicht bei Asphaltbinder, Asphaltbeton für Asphaltdeckschichten und Splittmastixasphalt um 0,5 Vol.-% abgesenkt.

Bei Asphalttragschichtmischgut werden durch das Ausmessverfahren Hohlraumgehalte ermittelt, die ca. 2 Vol.-% über den Werten liegen, die bei der Tauchwägung ermittelt werden. Da hier die Obergrenze für den Hohlraumgehalt am Marshall-Probekörper bisher schon mit 10 Vol.-% bei der Eignungsprüfung sehr hoch lag, wurde die Anforderungsspanne unverändert in die TL Asphalt-StB 07 übernommen.

Um dichtere und dauerhaftere Asphaltdeckschichten aus Splittmastixasphalt zu erreichen, wurden zusätzlich die Obergrenze des Hohlraumgehaltes bei der Erstprüfung sowie der maximale Hohlraumgehalt der eingebauten Schicht um 0,5 Vol.-% abgesenkt. Der Hohlraumgehalt am Marshall-Probekörper muss damit bei Splittmastixasphalt unter Anwendung der neuen Prüfverfahren bei der Erstprüfung zwischen 2,5 und 3,0 Vol.-% liegen. Die Toleranz liegt bei 1,0 Vol.-%, bezogen auf die Grenzwerte im Rahmen der Erstprüfung. In der fertigen Asphaltdeckschicht aus Splittmastixasphalt darf der Hohlraumgehalt 5 Vol.-% nicht überschreiten.

Eine Veränderung der Zusammensetzung des Splittmastixasphaltes gegenüber den derzeitigen Rezepturen ist nur dort erforderlich, wo bisher bei der Eignungsprüfung Hohlraumgehalte zwischen 3,5 und 4,0 Vol.-% ermittelt wurden. In der Regel kann dies durch eine geringfügige Erhöhung des Bindemittelgehaltes erfolgen.

2.4 Fließkoeffizient

Die für Verkehrsflächenbefestigungen relevanten europäischen Anforderungsnormen für Gestein, die in Deutschland mit den TL Gestein-StB umgesetzt wurden, kennen die bisher verwendeten Begriffe „Brechsand“ und „Natursand“ nicht mehr. Es gibt nur noch „feine Gesteinskörnungen“, bei denen zur Differenzierung zwischen „gebrochen“ und „ungebrochen“ der sogenannte Fließkoeffizient bestimmt wird.

Damit ist die bisher im Technischen Regelwerk für Asphalt übliche Festlegung eines Brechsand-/Natursand-Verhältnisses für die einzelnen Asphaltmischgutsorten nicht mehr möglich.

Insoweit war es daher notwendig, eine Festlegung unter Verwendung des Fließkoeffizienten zu finden, die den seitherigen Festlegungen möglichst nahe kommt. Um dies zu ermöglichen, musste aber zunächst ein exakter Wert für den Fließkoeffizienten definiert werden, der die Grenze zwischen den bisherigen Brech- und Natursanden darstellt.

Basierend auf den Ergebnissen einer Forschungsarbeit der TU München wurde als Grenze zwischen gebrochenen und ungebrochenen feinen Gesteinskörnungen – trotz einiger „Härtefälle“ – die Kategorie für den Fließkoeffizienten ECS35 festgelegt. Einige wenige „Natursande“ überschreiten diesen Wert ebenso wie ihn einige wenige „Brechsande“ unterschreiten.

In den TL Asphalt-StB 07 wurden dann für die relevanten Asphaltmischgutsorten Mindestanteile der feinen Gesteinskörnung mit ECS35 festgelegt. Dieser Anforderungswert bezieht sich auf die zugegebenen ungebrauchten feinen Gesteinskörnungen, da nach der einschlägigen Prüfnorm nur diese geprüft werden können.

Wie Untersuchungen an der TU München gezeigt haben, wird an einer feinen Gesteinskörnung nach Extraktion ein anderer Fließkoeffizient ermittelt als an der gleichen feinen Gesteinskörnung vor der Extraktion.

Eine Überprüfung des „resultierenden“ Fließkoeffizienten am extrahierten Kornanteil 0,063 bis 2,0 mm, z. B. im Rahmen der Kontrollprüfung, ist damit nicht möglich.

Im Rahmen dieses Beitrages wurden ganz bewusst einige Beispiele herausgegriffen, die exemplarisch die Problemstellungen sowie die Lösung des jeweiligen Problems bei der Umsetzung der Europäischen Normen in das deutsche Regelwerk darstellen.

Der Beitrag soll Verständnis dafür wecken, dass Regelungen in den TL Asphalt-StB 07 bzw. den ZTV Asphalt-StB 07, die zunächst umständlich, kompliziert und schwer verständlich wirken, nur so überhaupt zu realisieren waren.