1 Gremien

Die Arbeitsgruppe Asphaltbauweisen setzt sich neben dem Lenkungsausschuss aus 8 Arbeitsausschüssen, 3 Gemeinschaftsausschüssen mit dem DIN und der neu gegründeten ad-hoc-Gruppe 7.03 Umweltaspekte zusammen. Den Arbeitsausschüssen sind aktuell insgesamt 26 Arbeitskreise nachgeordnet.

Die ad-hoc-Gruppe 7.03 Umweltaspekte, die von Frau Dr. Rosauer geleitet wird, wurde vor dem Hintergrund des eingeführten Arbeitsplatzgrenzwertes für Dämpfe und Aerosole bei der Heißverarbeitung von Bitumen gegründet und wird die erforderlichen Maßnahmen, die sich daraus für unser Technisches Regelwerk für Asphalt ergeben, bündeln, vorbereiten und begleiten. Darüber hinaus wird sich die ad-hoc-Gruppe allgemein mit umwelt- und gesundheitsrelevanten sowie arbeitsschutzrechtlichen Themen befassen, die sich mittelfristig unmittelbar auf das FGSV-Regelwerk auswirken könnten, insbesondere auf die Asphaltherstellung und den Asphalteinbau sowie das Gebrauchsverhalten einschließlich der Wiederverwendung. Bei der Bearbeitung wird die ad-hoc-Gruppe nicht nur deutsche Themen, sondern auch den internationalen Sachstand beobachten und dem Lenkungsausschuss Empfehlungen für die weitere Vorgehensweise unterbreiten.

Ebenfalls neu gegründet wurde der Arbeitskreis 7.4.4 „Schaumbitumen“, der von Herrn Dr. Arnold geleitet wird. Es geht hier nicht um die Kaltbauweise mit Schaumbitumen, diese Thematik wird bereits im Arbeitskreis 7.3.4 „Kaltbauweisen“ behandelt, sondern um das Anschäumen des Bitumens am Asphaltmischwerk, als Möglichkeit der Absenkung der Viskosität und damit der Produktionstemperatur. Auch diese Aktivität ist im Gesamtkontext Arbeitsplatzgrenzwert für Dämpfe und Aerosole aus Bitumen und natürlich der Reduzierung der CO2-Emissionen zu sehen.

In den Gremien der Arbeitsgruppe sind derzeit in Summe 575 Mitglieder tätig, wobei eine ganze Reihe von Mehrfachmitgliedschaften vorliegt, die hier berücksichtigt sind. 2019 waren es 571 Mitglieder. Die Anzahl der Mitglieder ist somit quasi unverändert geblieben.

Insgesamt gliedern sich die Mitarbeiter in den Gremien entsprechend der üblichen Zuordnung wie hier dargestellt auf in (s. Bild 1):

• Wirtschaft: 43,7 %
• Wissenschaft:13,6 %
• Verwaltung: 21,7 %
• Ingenieurbüros: 17,5 %
• Sonstige: 3,5 %, die sich den anderen Gruppen nicht zuordnen lassen

Die Aufgliederung der Mitglieder hat sich gegenüber 2019 nur in den Nachkommastellen geändert.

Bild 1: Zusammensetzung der Gremien der Arbeitsgruppe Asphaltbauweisen

Bei den knapp 44 %, die der Wirtschaft zugeordnet werden, ist zu berücksichtigen, dass hier sowohl Mitglieder aus bauausführenden Firmen, den Bitumen-, Gesteins- und Asphaltherstellern, als auch der Maschinen- und Gerätehersteller sowie Lieferanten von Zusätzen, Additiven usw. zusammengefasst sind. Diese Zusammenfassung suggeriert demjenigen, der diesen Sachverhalt nicht kennt, eine überproportionale Vertretung der Bauwirtschaft in den Gremien, was so nicht richtig ist. Eine stärkere Differenzierung der Gliederung über alle Arbeitsgruppen hinweg ist dringend erforderlich.

Unabhängig davon wäre eine stärkere Mitarbeit gerade der Straßenbauverwaltungen der Länder und der Kommunen wünschenswert. Anhand der Mitgliederlisten der Gremien ist ersichtlich, dass sich die Straßenbauverwaltungen einzelner Länder stark einbringen, andere dagegen so gut wie gar nicht.

Die Beteiligung am Entstehungsprozess der Regelwerke würde das Verständnis für die getroffenen Festlegungen, zu denen man sich in den Gremien – im wahrsten Sinne des Wortes – „durchgerungen“ hat, fördern und gleichzeitig das Einbringen regionaler Erfahrungen und Besonderheiten ermöglichen.

Damit ließen sich viele technisch und vertraglich unnötige Länderregelungen vermeiden, wobei zu betonen ist, dass einzelne Länderregelungen, die tatsächliche regionale Besonderheiten aufgreifen, durchaus technisch sinnvoll sein können.

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

2 Themenschwerpunkte

2.1 Arbeitsplatzgrenzwert Dämpfe und Aerosole aus Bitumen

Die Einführung des Arbeitsplatzgrenzwertes von 1,5 mg/m³ Luft für Dämpfe und Aerosole aus Bitumen durch den Ausschuss für Gefahrstoffe am 19. 11. 2019 dürfte allgemein bekannt sein. Gleichzeitig mit der Einführung wurde der Arbeitsplatzgrenzwert mit einer Übergangsfrist bis zum 31. 12. 2024 unter Auflagen ausgesetzt.

Wir alle wissen, dass diese 1,5 mg/m³ Luft mit den Walz- und Gussasphalten, wie wir sie bisher herstellen und einbauen, nicht einzuhalten sind.

Viele Einbaufirmen setzen mittlerweile Asphaltfertiger mit Absaugung ein, wie sie von allen Herstellern angeboten werden. Die Absaugung bringt eine signifikante Reduzierung der gemessenen Werte, sie wird aber – nach den bisher vorliegenden Messergebnissen – alleine nicht ausreichend sein.

Zusätzlich zur Absaugung werden die Herstell- und Einbautemperaturen der Asphalte abgesenkt werden müssen, um den Arbeitsplatzgrenzwert einzuhalten. Dies ist sicherlich eine der einschneidendsten Veränderungen für den Baustoff Asphalt überhaupt, aber gleichzeitig auch eine Chance, weil damit der CO₂-Ausstoß in erheblichem Umfang reduziert werden kann. Die Herstellung von Asphalten mit abgesenkten Temperaturen ist sicherlich kein allzu großes Hexenwerk und es gibt zwischenzeitlich eine Vielzahl von Anbietern auf dem Markt, die Zusätze anbieten, um die Viskosität bei abgesenkten Temperaturen deutlich zu reduzieren. Unbeantwortet ist derzeit noch die Frage, wie weit die Temperatur abgesenkt werden muss, in Abhängigkeit der Asphaltmischgutart, der Bitumenart bzw. Bitumensorte und des verwendeten Zusatzes, um den Arbeitsplatzgrenzwert einzuhalten. Zur eindeutigen Beantwortung dieser Frage liegen derzeit noch zu wenig Messergebnisse vor.

Fragen ergeben sich bei abgesenkten Asphaltmischguttemperaturen z. B. auch hinsichtlich der zielsicheren Erreichung des Schichtenverbundes und des Verdichtungsgrades, bei einem – zumindest bei einigen Additiven – reduzierten Zeitfenster für die Verdichtung.

Wir müssen die Arbeitsplatzgrenzwerte einhalten und wir wollen die Nachhaltigkeit unseres Baustoffes Asphalt weiter verbessern.

Wir brauchen aber auch beherrschbare Prozesse zur Sicherstellung der Qualität unserer Asphaltstraßen und der Vertragssicherheit für Auftraggeber und Auftragnehmer.

Dazu sind die Auswertungen aus möglichst vielen Messdaten aus möglichst vielen Erprobungsstrecken unerlässlich, die erhoben und auswertet werden müssen und uns dann die Möglichkeit geben, den temperaturabgesenkten Asphalt zur Regelbauweise zu machen.

2.2 Dynamische Bitumen- und Asphaltprüfungen

Ein ganz wesentlicher Punkt der Arbeit in den Gremien der Arbeitsgruppe ist die Implementierung von dynamischen Prüfungen für Bitumen und Asphalt, um das komplexe Verhalten unseres Baustoffes möglichst realitätsnah prüftechnisch ansprechen zu können.

Wir alle wissen seit langem, dass die althergebrachten Prüfmethoden für Bitumen, die Bestimmung des Erweichungspunktes Ring und Kugel sowie der Penetration, die sich zur Ansprache von Straßenbaubitumen bewährt haben, für modifizierte Bindemittel nur sehr eingeschränkt geeignet sind.

Seit Jahren stehen moderne Prüfsysteme wie z.B. das dynamische Scherrheometer (DSR) oder das Bending Beam Rheometer (BBR) zur Verfügung, mit denen Bitumen im frischen, rückgewonnenen oder im laborgealterten Zustand angesprochen werden kann.

Mit dem Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau Nr. 11/2012 wurde erstmals zur Erfahrungssammlung ein Paket mit zusätzlichen dynamischen Bitumenprüfungen zur Bestimmung des Verformungsverhaltens und des Verhaltens bei tiefen Temperaturen verbindlich veröffentlicht, das dann in die Fassung 2013 der TL Asphalt-StB und der ZTV Asphalt-StB eingeflossen ist.

Mit dem Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau Nr. 8/2019 wurde dann die Durchführung der Prüfungen – basierend auf den ausgewerteten Daten und den zwischenzeitlich erstellten Arbeitsanleitungen für die dynamischen Bitumenprüfungen – präzisiert und dabei der Fokus mehr auf die gealterten Bindemittel gelegt.

Natürlich stellen zusätzliche Prüfungen einen erhöhten Aufwand dar, aber wenn diese Prüfungen in Zukunft durchgängig angewendet werden sollen, nicht nur für Bitumen im Anlieferungszustand oder definiert im Labor gealtert, sondern auch bei Kontrollprüfungen am rückgewonnenen Bindemittel, aus einem Asphalt der mit Asphaltgranulat hergestellt wurde, dann muss bekannt sein, in welchem Rahmen sich die unvermeidlichen Veränderungen des Bindemittels gegenüber der Erstprüfung bewegen können und welche Toleranzen dementsprechend festgelegt werden müssen, um die erforderliche bauvertragliche Sicherheit für die Vertragspartner zu haben.

Künftig sollen unsere Asphalte auch nicht mehr nur über die Korngrößenverteilung, den Bindemittel- und den Hohlraumgehalt angesprochen werden. Dementsprechend werden im neuen Regelwerk Prüfungen zur Verformungsbeständigkeit bei Wärme und zum Kälteverhalten verankert, die im Rahmen der Erstprüfung durchzuführen sind. Bei der Prüfung der Verformungsbeständigkeit soll nach jetzigem Stand der Diskussion der Spurbildungsversuch nach europäischer Norm, dessen Aussagekraft begrenzt ist, durch den Druck-Schwellversuch ersetzt werden, der wesentlich besser differenziert, relativ einfach durchzuführen ist und mit dem bereits in einigen Bundesländern gute Erfahrungen vorliegen.

2.3 Wiederverwendung von Asphalt

In Deutschland wurden in 2019 40 Mio. t Asphalt produziert. In 2020 waren es 38 Mio. t und somit nach 2017 das 3. Jahr in Folge mit einer rückläufigen Asphaltproduktion.

Allerdings liegen die Zahlen für die Wiederverwendung für 2020 noch nicht vor, daher wird im Folgenden auf 2019 Bezug genommen und auf Zahlen des Deutschen bzw. des Europäischen Asphaltverbandes.

Von den angefallenen 13,4 Mio. t Ausbauasphalt wurden 11 Mio. t bei der Produktion von Asphalt wiederverwendet, also 82 %, was bezogen auf die Gesamtproduktion von 40 Mio. t einer Wiederverwendungsrate von 27,5 % entspricht.

Deutschland war in Europa immer führend bei der Wiederverwendung, aber zwischenzeitlich haben uns einige Nachbarländer ein- oder sogar überholt, wie Bild 2 zeigt.

Bild 2: Überblick Wiederverwendung von Asphalt

Die Gesamtproduktion von Asphalt ist zwar in der Schweiz oder in den Niederlanden deutlich geringer als in Deutschland, aber sowohl der Anteil der Wiederverwendung bei der Herstellung von Asphalt als auch die Wiederverwendungsraten sind höher als bei uns.

Der absolute Weltmeister ist jedoch Japan, und dabei ist dort weder die Verkehrsbelastung geringer, noch sind die klimatischen Verhältnisse einfacher als in Deutschland. Ganz im Gegenteil!

Es geht hier nicht um den sportlichen Ehrgeiz, besser zu sein als andere Länder. Aber es zeigt, dass andere Länder an Deutschland vorbeigezogen sind, während wir auf einem – zugegeben hohen – Niveau verharren. Dabei ist eine höchstmögliche und höchstwertige, natürlich auch qualitativ höchstwertige Wiederverwendung ökologisch – Stichworte Ressourcenschonung, CO₂-Reduzierung – wie ökonomisch unabdingbar.

Viele Kolleginnen und Kollegen der ausschreibenden Stellen haben nach wie vor Bedenken und schränken die Wiederverwendung ein. Es ist nicht auszuschließen, dass sie in den vergangenen Jahren tatsächlich schlechte Erfahrungen gemacht haben. Hier sind die Asphalthersteller gefordert, neben dem Einsatz der notwendigen – und am Markt angebotenen – modernen technischen Ausrüstung der Asphaltmischwerke, mit einem funktionierenden und transparenten RC-Management diese Bedenken auszuräumen. Aber das ist nur ein Ansatz.

Durch die Wiederverwendung der 2. und 3. Generation, also dem Einsatz von Ausbauasphalt, der bereits Asphaltgranulat beinhaltet sowie der Verwendung von verschiedenen Zusätzen zur Verbesserung einzelner Asphalteigenschaften oder ganz aktuell zur Temperaturreduzierung, werden die Ausbauasphalte immer viskoser, um nicht zu sagen „härter“.

Hier muss zunächst prüftechnisch differenziert werden, ob diese Erhöhung der Viskosität auf eine Alterung zurückzuführen ist, oder eben auf eingesetzte Polymere oder Additive, die zu keiner Verschlechterung der Performance führen. Solche Ausbauasphalte dürfen nicht von vornherein ausgeschlossen werden.

Zudem hat sich der Einsatz von weicheren Zugabebindemitteln in einer Reihe von Bundesländern bereits bewährt und auch die Verwendung von geeigneten Verjüngungsmitteln wird Standard werden müssen, wenn wir weiter auf hohem Niveau Wiederverwendung betreiben wollen.

2.4 Fortschreibung / Erweiterung Technisches Regelwerk Asphalt

Die Fortschreibung unserer wichtigsten Regelwerke, den ZTV Asphalt-StB und den ZTV BEA-StB sowie den TL Asphalt-StB und den TL AG-StB, inklusive der Anpassung der TP Asphalt-StB und der Neuerstellung der TL VBit-StB ist nach wie vor eine der wichtigsten Aufgaben der Arbeitsgruppe und ein wesentlicher Teil der Vorträge bei dieser Asphaltstraßentagung.

3 Forschungsvorhaben

Die Klärung von offenen Fragestellungen durch Forschungsvorhaben und die Umsetzung der Ergebnisse daraus ist für die Erarbeitung und die Fortschreibung unseres Technischen Regelwerkes von elementarer Bedeutung.

Insofern sind wir dankbar, dass uns über das G-Forschungsprogramm des BMVI jedes Jahr Mittel für die Forschungsprojekte der FGSV zur Verfügung gestellt werden.

3.1 Abgeschlossene Themen

• Untersuchung eines praxisbezogenen Instrumentariums zur Bewertung der Risssicherheit von Gussasphalt
• Bewertungshintergrund für die Rissresistenz von Asphalten bei tiefen Temperaturen
• Optimierung der Zusammensetzung Offenporiger Asphalte zur Verbesserung des Nutzungsverhaltens
• Asphaltoberbau und extreme Temperaturen
• Entwicklung einer Prüfsystematik zur Identifizierung der Bitumenart und der verwendeten Modifizierungsmittel in einem Ausbauasphalt
• Raumdichtebestimmung an hohlraumreichen Asphalten
• Entwicklung eines Prüfverfahrens zur Beurteilung des Kälteverhaltens von Bitumen

Bei dieser und den folgenden Auflistungen sind einzelne Begriffe fett markiert, um die Schwerpunkte zu verdeutlichen. Die abgeschlossenen Vorhaben hatten alle mehrjährige Laufzeiten und es ist zu erkennen, dass die Risseproblematik, die wir noch vor einigen Jahren hatten, die Auswahl der Themen stark geprägt hat.

3.2 Laufende Themen

• Untersuchung zur Wirksamkeit der Ansprühmittel zwischen Asphaltschichten und -lagen zur Erzielung eines anforderungsgerechten Schichtenverbundes
• Einfluss des Füller-Bitumenverhältnisses auf die Gebrauchseigenschaften von Asphalt
• Potenzialuntersuchung zum Einsatz von Asphalteinlagen
• Alterungsbeständigkeit von Asphalten unter Verwendung von Asphaltgranulat insbesondere bei Einsatz von Rejuvenatoren
• Gebrauchsverhalten von Heißasphalt mit Asphaltgranulat unterschiedlicher Art und Menge sowie Ableitung eines einfachen Performance-Kriteriums
• Untersuchungen zum Schichtenverbund beim Einbau von Walzasphaltschichten und -lagen unter Einsatz eines Straßenfertigers mit integrierter Sprühvorrichtung
• Ermittlung der Eigenschaften des nach Extraktion zurückgewonnenen bitumenhaltigen Bindemittels unter Verwendung von Trichlorethen (Tri) und Tetrachlorethen (Per)
• Alternative Verfahren zur Beurteilung Offenporiger Asphaltdeckschichten hinsichtlich Hohlraumgehalt und Verdichtungszustand

Bei den laufenden Vorhaben ist eine deutliche Verschiebung in Richtung Gebrauchsverhalten/ Performance zu erkennen. Es ist aber auch ersichtlich, dass die Wiederverwendung immer einen großen Anteil bei den Forschungsvorhaben hat.

3.3 Neue Forschungsthemen

Hier sind die neuen Forschungsthemen aufgeführt, die im Lenkungsausschuss beschlossen und im Koordinierungsausschuss Bau für die Beauftragung in 2020 und 2021 verabschiedet wurden.

Dabei rückt das Thema Dämpfe und Aerosole aus Bitumen und die damit einhergehende erforderliche Temperaturabsenkung in den Fokus.

• Ringversuch zum Spaltzugschwellversuch an Asphaltprobekörpern
• Neue Prüfverfahren und -parameter: Übertragung des Bewertungshintergrundes des Verformungswiderstandes von Walzasphalt für die vertragliche Anwendung von Performance-Anforderungen
• Einflüsse auf die Konzentration der Dämpfe und Aerosole beim Einbau von Walzasphalt
• Entwicklung einer Prüfsystematik für die Qualitätssicherung von temperaturabgesenkten Asphalten
• Ermittlung der Verfahrenspräzision europäischer Asphaltprüfnormen der Serie 12697 bei Verwendung von Tetrachlorethen (Per)
• Rechnerische Ermittlung von Bitumenkennwerten bei der Verwendung von Ausbauasphalt
• Optimierung der Verfahren zur Prüfung von Füller-Bitumen-Gemischen (Asphaltmörtel) mit dem Dynamischen Scherrheometer

4 Schlussbemerkungen

Dieser Bericht über Themenschwerpunkte in der Arbeit der Arbeitsgruppe Asphaltbauweisen sowie die folgenden Vorträge an den beiden Tagen der Asphaltstraßentagung 2021 können aufgrund der begrenzten Zeit immer nur einen Ausschnitt der gesamten in den Gremien geleisteten Arbeit präsentieren. Die genannten Schwerpunkte spiegeln sich in der Arbeit aller Gremien der Arbeitsgruppe wider, auch wenn die verschiedenen Aufgabenstellungen der einzelnen Gremien, wie gerade bei der Fortschreibung der Regelwerke, dann in nur zwei oder drei Gremien zusammengetragen und gebündelt werden und es dann die Gremienleiter dieser Arbeitskreise oder Arbeitsausschüsse sind, die hier berichten.

Entscheidend für den Erfolg der Arbeit der Arbeitsgruppe ist die Hauptarbeit in den Arbeitskreisen, zusammengeführt in den Arbeitsausschüssen und darauf aufbauend die Zusammenarbeit und der enge Austausch der Arbeitsausschüsse untereinander.

Für das große Engagement und den dabei immer fairen und kollegialen Umgang miteinander, mit dem sich alle Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in den Gremien der Arbeitsgruppe einbringen, sei an dieser Stelle allen Gremienmitgliedern ganz herzlich gedankt.

Ein besonderer Dank gilt den Verwaltungen des Bundes und der Länder, den Kommunen, den Hochschulen, den Verbänden und den Unternehmen, die ihren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die Arbeit in den Gremien der Forschungsgesellschaft ermöglichen und dafür einen erheblichen wirtschaftlichen Aufwand in Kauf nehmen.