Die Konzipierung und die Herstellung einer Asphaltbefestigung bedeutet immer eine Optimierung mehrerer, teilweise sich entgegenstehender Parameter. Dies gilt sowohl für die Mischgutzusammensetzung als auch für die bautechnische Ausführung. Auch wenn Asphalt seit Jahrzehnten in ähnlicher Weise konzipiert und eingebaut wird, so hat es doch in der jüngeren Vergangenheit eine ganze Reihe von Entwicklungen gegeben, die es ermöglichen, mit neuen Produkten und Verfahren die gegensätzlichen Wünsche noch besser zu erfüllen. Der nachfolgende Beitrag zeigt einige dieser Entwicklungen auf – ohne Anspruch auf Vollständigkeit – geordnet unter den Aspekten Qualität, Umwelt und Wirtschaftlichkeit. Weiterhin wird die Dauerhaftigkeit von Asphaltbefestigungen angesprochen sowie der Frage nachgegangen, warum es nicht mehr und schnellere Innovationen gibt und ob uns die bevorstehenden neuen europäischen Regelungen in diesem Punkt voranbringen können.

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

1  Einleitung

Konzipierung und Herstellung einer Asphaltbefestigung bedarf immer der Kunst der Optimierung, ausgerichtet auf den Einzelfall. Grund hierfür ist das stets wechselnde Spannungsfeld zwischen Beanspruchungen und Ansprüchen. Unter die Beanspruchungen fallen z. B. der (ständig steigende) Verkehr, hohe Achslasten in Verbindung mit hohen Reifendrücken, stehender oder sehr langsam fahrender Verkehr bei hohen Temperaturen, andererseits aber auch Kälte und Frost, Ermüdung und weitere.

Unter diesen Beanspruchungen muss die Asphaltbefestigung vielen – unterschiedlichen und zum Teil konträren – Ansprüchen der Autofahrer, der Anwohner und des Straßenbaulastträgers gerecht werden: Die Fahrbahnoberfläche soll eben sein, sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung, kältebeständig soll die Fahrbahn sein, griffig, leise bzw. sogar lärmmindernd, hell und vor allen Dingen sicher. Weiterhin soll der Straßenbelag recyclebar sein, gesund und umweltfreundlich sowohl beim Einbau als auch beim Gebrauch, und dieses dauerhaft über einen möglichst langen Nutzungszeitraum.

Zu Ansprüchen und Beanspruchungen kommt als dritter Faktor also noch die Wirtschaftlichkeit in das Spannungsfeld hinzu, Wirtschaftlichkeit gemeint sowohl im Hinblick auf Herstellung und Einbau als auch im Hinblick auf Unterhaltung, Instandsetzung und Erneuerung.

Auch wenn Asphalt seit Jahrzehnten in ähnlicher Weise konzipiert und eingebaut wird, so hat es doch in der jüngeren Vergangenheit eine ganze Reihe von Entwicklungen gegeben, die es ermöglichen, mit neuen Produkten und Verfahren die gegensätzlichen Wünsche noch besser zu erfüllen. Im Weiteren werden einige dieser Entwicklungen aufgezeigt – ohne Anspruch auf Vollständigkeit – unter den Aspekten Qualität, Umwelt und Wirtschaftlichkeit.

Bild 1: Verformungsbeständigkeit gegen langsam fahrenden Schwerverkehr bei sommerlichen hohen Temperaturen ist nur ein Aspekt der Asphaltoptimierung

2   Qualität

Unter dem Aspekt „Qualität“ stehen heute die Forderungen nach Ebenheit der Fahrbahnoberfläche, nach Griffigkeit, nach Dauerhaftigkeit und nach Erhaltungsfreundlichkeit im Vordergrund.

Bild 2: Qualität ist nicht nur auf Autobahnbaustellen erforderlich

Begonnen hat die neuzeitliche Kette der Innovationen mit dem Splittmastixasphalt. Entwickelt als gezielte „Waffe“ gegen die durch die damals noch erlaubten Spikes erzeugten Spurrinnen („Stein gegen Stahl“) ist er heute die häufigste Deckschichtvariante für hochbelastete Strecken. Nicht nur bei Neubau und Erneuerung zeigt der SMA seine Vorteile, auch für Erhaltungsmaßnahmen in Form von dünnen Deckschichten hat er sich vielfach bewährt.

Ein Beispiel einer maschinentechnischen Weiterentwicklung ist das Kompaktasphaltverfahren, bekannt als Kompaktasphaltfertiger mit der Doppelbohle und seit jüngerer Zeit auch als Inline-Pave-Verfahren mit zwei einzelnen Fertigern. In den Bereich der Maschinentechnik fällt auch die Entwicklung der flächendeckenden Verdichtungskontrolle, die heute im Erdbau bereits voll angewendet wird. Durch den großen Einfluss der Temperatur bei der Verdichtung von Asphalt sind hier die Verhältnisse etwas anders als im Erdbau, aber auch beim Asphalt ist die Entwicklung ein gutes Stück vorangekommen. Ziel muss es sein, diese Verfahren so zielsicher zu machen, dass sie auch kontrollprüfungsfähig sind – wie im Erdbau – und wir unser Werk durch die Entnahme von Bohrkernen nicht gleich nach dem Einbau schon wieder zerstören müssen.

Auch bei den Abstumpfungsmaßnahmen hat sich – nicht zuletzt durch die Einführung von Griffigkeitsanforderungen – einiges getan. Während vor einigen Jahren noch die Tellerstreuer an den Walzen dominierten, so sind es heute die Abstreubohlen, mit denen das Abstreumaterial nach Lage und nach Menge gezielt dosiert werden kann.

Im neuen Regelwerk wird als Richtlinientext aufgenommen, dass bei jeder Maßnahme zu prüfen ist, ob es verkehrlich möglich ist (das heißt durch Sperrung), den Einbau wenigstens der Deckschicht über die volle Breite auszuschreiben. Dieses kann dann entweder über gestaffelt fahrende Fertiger erfolgen oder mit einem Fertiger mit extra breiter Bohle über die gesamte Fahrbahnbreite. Die ungeliebten und immer störungsanfälligen Längsnähte werden dadurch vermieden. Es bleibt zu hoffen, dass diese Möglichkeit auch wirklich in den Ausschreibungen voll ausgeschöpft wird.

Bild 3: Der Einbau über die volle Fahrbahnbreite vermeidet die Störungsstelle Längsnaht

3   Umwelt

In diesem Bereich ist die Verwertung von Ausbauasphalt ein thematischer Dauerbrenner, die heute aktuellen Schlagworte sind CO₂-Reduzierung und Lärmreduzierung.

Bild 4: Asphalt ist zu 100 % recyclebar, z. B. mit einer Paralleltrommel

Laut Statistik des Deutschen Asphaltverbandes werden über 80 % des ausgebauten Asphaltes wieder im Heißmischgut verarbeitet, nur 20 % des Asphaltgranulates gehen in ungebundene Bauweisen. Asphalt hat damit eine sehr hohe Recyclingquote, die zudem auf höchstem Wertschätzungsniveau ausgenutzt wird. So wie die Glasflasche wieder zur Glasflasche wird, so wird Asphalt wieder zu Asphalt, ein Umstand, den die Asphaltindustrie immer wieder gerne und mit Stolz hervorhebt. Allerdings auch hier geht es nicht ohne das Thema Wirtschaftlichkeit, denn die notwendigen Investitionen z. B. in eine Paralleltrommel, siehe Bild oben, müssen amortisiert werden.

Zur CO₂-Minderung kann der Asphalt durch die Absenkung der Temperaturen beitragen. Mehrere Verfahren und Additive ermöglichen es, Herstell- und Einbautemperaturen um ca. 30 K gegenüber den regulären Bauweisen abzusenken. Willkommene Nebeneffekte sind die Verringerung der Dämpfe und Aerosole am Arbeitsplatz, die Minderung der Geruchsneigung und – eine ganz wichtige Tatsache – die damit verbundene geringere Alterung des Bindemittels beim Herstell- und Einbauprozess.

Einen weiteren Vorteil haben diese Zusätze und Verfahren, indem sie als Einbauhilfe fungieren, wenn entweder sehr „sperriges“ Mischgut (das heißt sehr verdichtungsunwillig) – vielleicht auch noch mit Hand – eingebaut werden muss oder der Einbau doch einmal in die Zeit ungünstiger Witterung fallen muss oder soll. Gar nicht zu unterschätzen ist die weitere Möglichkeit, beim Nutzen der abgesenkten Temperaturen den Verkehr deutlich früher als bei herkömmlichen Bauweisen wieder freigeben zu können. Ein Effekt, den man sich z. B. bei der Sanierung des Flughafens Frankfurt zunutze gemacht hat und derzeit wieder macht, der aber auch gerade im kommunalen Bereich – wo es gar nicht schnell genug gehen kann – ein ganz wichtiges Plus darstellt. Diese Zeit- und Qualitätsverbesserungen haben auch schon viele Auftraggeber erkannt und schreiben temperaturabgesenkten Asphalt dafür auch aus. Die CO₂-Minderung allerdings ist für den öffentlichen Auftraggeber kein Kriterium.

Bild 5: Vergleich der CO₂-Emissionen der verschiedenen Bauweisen aus Neubau und aus Erhaltungsmaßnahmen über 50 Jahre

Auch beim herkömmlichen Einbau ohne Temperaturabsenkung entsteht beim Bau einer Asphaltbefestigung deutlich weniger als die Hälfte CO₂ als beim Bau einer entsprechenden Betonkonstruktion (heller Teil der Balken im Bild oben). Dieser Effekt setzt sich über die Erhaltungsmaßnahmen (hier 50 Jahre, dunkler Teil der Balken im Bild oben) genauso fort. Berechtigt ist hier also die Frage: Wann kommt der CO₂-Bonus für Asphalt?

Zum Thema Lärmminderung bietet der Asphalt drei Wirkungsmechanismen zur Auswahl an. Zunächst die Wirkung über schallabsorbierende Hohlräume im Belag, ausgeführt standardmäßig mit den (einschichtigen) offenporigen Asphaltdeckschichten. Die offenporigen Asphaltdeckschichten der neuen Generation erlauben -5 dB (A) anzurechnen, abgesichert über 6 Jahre. Tatsächlich ist die Nutzungsdauer heute aber bereits länger, angestrebt werden 10 Jahre (schalltechnische und bautechnische) Nutzungsdauer.

Jeder, der Auto fährt oder im Auto mitfährt, kennt neben der Lärmminderung die weiteren Vorteile des offenporigen Asphalts: Ein komfortables Fahrgefühl, weniger oder kein Tunneleffekt, da Lärmschutzwände niedriger ausfallen können, kein Aquaplaning und keine Sprühfahnen. Letzteres führt allerdings oft dazu, dass die Verkehrsteilnehmer vergessen, dass sie über eine nasse Fahrbahnoberfläche fahren und dieser Sicherheitsgewinn des offenporigen Belages zunichte gemacht wird durch unvorsichtige und zu schnelle Fahrweise der Autofahrer. Man sollte überlegen, die Verkehrsteilnehmer zu informieren, über welchen Belag sie gerade fahren.

Natürlich kann der offenporige Asphalt nicht allerorten eingesetzt werden, des Weiteren sind die Besonderheiten in der Planung (z. B. Entwässerung) und auch beim Betriebsdienst (z.B. Winterdienst) zu beachten. Der Straßeneigentümer muss sich also vorher informieren, bevor er einen offenporigen Belag einkauft, und er muss wissen, worauf er sich damit einlässt. Das gilt nicht nur für den Planer oder den Ausschreibenden, sondern auch für das Betriebspersonal vor Ort.

Bild 6: Hinten dichte SMA-Deckschicht, vorne offenporiger Asphalt: keine Sprühfahnen, kein Aquaplaning

Die Weiterentwicklung der offenporigen Asphaltdeckschichten sind die zweischichtigen offenporigen Asphaltdeckschichten, mit denen -8 dB erreicht werden können und von denen auch eine längere Lebensdauer erwartet wird. Aufgrund der anderen Hohlraumstruktur werden diese Beläge auch schon bei geringeren Geschwindigkeiten (≤ 60 km/h) und damit auch innerstädtisch wirksam.

Innerstädtisch kommt dem Asphalt aber bereits seine ebene und fugenlose Oberfläche zugute. Vor dem Hintergrund der nach der EU-Umgebungslärmrichtlinie aufzustellenden Lärmaktionsplänen wurden im Auftrag des Deutschen Asphaltinstitutes verschiedene innerstädtische Strecken mit einem CPX-Anhänger gemessen.

Im Bild 7 unten sieht man deutlich die Unterschiede zwischen den gemessenen drei herkömmlichen/beispielhaften Asphalten gegenüber herkömmlichen Pflasterbelägen, natürlich besonders gegenüber dem aus gestalterischen Gesichtspunkten gerne gewählten Kopfsteinpflaster. Diese Unterschiede entstehen nicht nur bei 50 km/h sondern auch bereits bei 30 km/h wie das Bild 7 zeigt.

Bild 7: Vergleich verschiedener Straßenoberflächen innerorts bei 30 km/h

Weitere Entwicklungen in Richtung Lärmminderung sind der lärmarme Splittmastixasphalt, von dem nach guten Erfahrungen in Österreich und der Schweiz erste Versuchsstrecken in Bayern gebaut wurden sowie der lärmarme Gussasphalt 0/5 S, der auch seinen Einzug in die neue ZTV gefunden hat.

4  Wirtschaftlichkeit

Wirtschaftlichkeit in diesem Bereich hat viele Blickwinkel: Natürlich den der Baufirma, aber auch den des Auftraggebers, des Straßenbaulastträgers sowie natürlich den der gesamten Volkswirtschaft. Die Verwertung von Asphaltgranulat ist hier ein Paradebeispiel: Sie ist ein ökologisches Muss und eine wirtschaftliche Notwendigkeit für alle Parteien.

Bild 8: Verwertung von Asphaltgranulat: ökologisches Muss und wirtschaftliche Notwendigkeit

Hier hat es in der Vergangenheit vielfältige Entwicklungen sowohl in der Maschinentechnik als auch in der Organisation gegeben. Ein Beispiel ist die oben im Bild gezeigte Lagerung von unterschiedlichen Asphaltgranulaten in unterschiedlichen Halden, eine Grundvoraussetzung für die hochwertige Verwertung in Deck- und Binderschichten. Die seit Jahren bewährte Regelung des Merkblattes und die Klassifizierung nach der TL AG haben sich bewährt und finden im neuen Regelwerk auch ihren Einzug in die TL Asphalt. Es bleibt die Frage, warum immer noch einige Bundesländer (ängstlich) die Verwertung einschränken und zum Nachteil aller sich nicht den Regelungen im Merkblatt öffnen. Hier gilt der dringende Appell aus Sicht der Umwelt und der Volkswirtschaft an alle Straßenbauverwaltungen, bei der Einführung des neuen Regelwerks auf Sonderregelungen zur Verwertung von Ausbauasphalt zu verzichten und die TL Asphalt so einzuführen, wie sie ist.

Neben dem Thema Wirtschaftlichkeit bei der Verwertung von Asphaltgranulat werden wir uns sicher auch mittelfristig Gedanken über die Verfügbarkeit unseres Bindemittels Bitumen machen müssen. Auch aus diesem Grunde wird die Verwertung immer mehr notwendig werden und wir müssen uns zunehmend Gedanken machen und Verfahren entwickeln, höhere Mengen zu recyclen und auch härtere Bitumen wieder aufzubereiten.

Eine Entwicklung, die uns derzeit keine Freude bereitet, ist, dass die notwendige Dauerhaftigkeit von Asphaltdeckschichten in einigen Regionen nicht erreicht wird, es kommt zu Rissen, zu Ausbrüchen, Ausmagerungen usw. Dieses wird immer gerne „dem Asphalt“ – also der Bauweise – angelastet, aber wenn man sich die Ursachen genauer ansieht, so sind es Fehler, meistens eine Kombination von mehreren Fehlern, und Missachtung des Regelwerkes, die bei der Planung und/oder der Ausführung des konkreten Projektes gemacht wurden. Dieses ist natürlich weder im Sinne der Qualität noch der Wirtschaftlichkeit.

Vielerorts werden dann Sonderregelungen eingeführt, mit Verschärfungen von Anforderungswerten und oft auch neuen Abzugsregelungen. Qualität kann aber nicht hineingezwungen und nicht hineingeprüft werden, denn sie beginnt im Kopf. Es müssen sich alle Beteiligten mit dem Problem auseinandersetzen, damit solche Fehler vermieden werden.

Die Industrie versteht, dass einige Verwaltungen unter politischem Druck stehen und Handlungen von ihnen erwartet werden. Dem verschließt sich die Industrie auch nicht und wir tragen Kompromisse mit, soweit es geht, denn wir sind auch der Meinung, dass Straßen auch nach Ablauf der Verjährungsfrist für Mängelansprüche noch ohne Mängel sein sollen. Grundsätzlich sind wir aber der Meinung, daß das bundeseinheitliche Regelwerk auch bundesweit gelten soll und sich Ländersonderregelungen auf die wirklich länderspezifischen Besonderheiten beschränken sollen.

Bild 9: Das neue Regelwerk soll bundesweit gelten – einheitlich

Änderungen des Regelwerkes, die für unabdingbar angesehen werden, sollten im Rahmen der Diskussion des neuen Regelwerkes, welches derzeit ja gerade in der Länderumfrage ist, bundeseinheitlich eingeführt werden, denn bei den Ergebnissen eines lokalen Kompromisses besteht immer die Gefahr, dass überreguliert wird und im Sinne der eingangs genannten Optimierung andere Parameter vergessen werden. Vergessen wird dabei auch, dass die Schäden aus Fehlern bei der Anwendung des Regelwerkes und/oder seiner Umsetzung herrühren und nicht (oder kaum) aus dessen Unzulänglichkeiten.

Die Arbeitsgruppe Asphalttechnik des Deutschen Asphaltverbandes erarbeitet derzeit einen Leitfaden, um losgelöst von regionalen Besonderheiten und Empfindlichkeiten herauszuarbeiten, wie dauerhafte Asphaltbefestigungen sicher herzustellen sind. Dies soll auch das Vertrauen in unsere Bauweise weiter stärken.

5 Mehr und schnellere Entwicklungen und Innovationen?

Nachdem bisher also einige Entwicklungen und Innovationen im Spannungsfeld der Asphaltoptimierung aufgezeigt wurden, bleibt eine Frage offen: Warum gibt es nicht (noch) mehr und schnellere Entwicklungen und Innovationen?

Bild 10: Das Regelwerk gilt nicht nur für Großbaustellen

Aufgrund der langen Lebensdauer des Bauwerks Straße dauert die Einführung neuer Produkte und Verfahren als Regelbauweise sehr lange. Mehrere Jahre Beobachtungszeit sind notwendig, um entscheiden zu können, ob neue Produkte oder Verfahren gleichwertig bzw. besser als die herkömmlichen Bauweisen sind. Wenn man aber bedenkt, dass bereits Mitte 1998 im Deutschen Asphaltverband ein Arbeitskreis Temperaturabsenkung gegründet wurde, der die zu diesem Zeitpunkt schon vorliegenden Erfahrungen zusammengeführt hat und wir erst im letzten Jahr das Merkblatt für Temperaturabsenkung in Händen halten konnten, erhält man ein Gespür, über welche Zeiträume wir sprechen.

Man muss dem zugutehalten, dass das Regelwerk natürlich nicht nur für Großbaustellen gilt, sondern auch kleine Baustellen abdecken muss, also den anerkannten Stand der Technik darstellen muss. Es gibt aber Anzeichen, dass Entwicklungen in Zukunft schneller sein können.

Dies ist auch zu begrüßen, denn bis eine Bauweise oder ein Verfahren zur Regelbauweise geworden ist, sind die vertraglichen Risiken nicht zu unterschätzen. Eine Baufirma, die eine Innovation vorantreiben will, muss hierzu einen langen Atem mitbringen, für den die wirtschaftliche Situation der Branche derzeit nur einen äußerst geringen Spielraum bietet, geschweige denn, über einen verlängerten Zeitraum auch noch für Mängelansprüche einzustehen. Das Risiko und die Kosten dafür liegen immer beim Auftragnehmer. Auch die Vertragsverhältnisse zwischen den vielen beteiligten Parteien (Mischguthersteller, Baufirma, Auftraggeber, manchmal auch Prüfstellen und Produktvertreiber) tragen nicht zur Beschleunigung von Innovationen bei.

Auf der anderen Seite gehen immer mehr Länder dazu über, eigene, von den bundesweiten ZTVen abweichende Regelungen zu schaffen und weitergehende Anforderungen zu stellen, nicht nur wegen der oben angesprochenen Dauerhaftigkeit. Ländereigene Abweichungen vom bundesweiten Regelwerk sind zwar sicher gut gemeint, aber im Sinne der eingangs genannten Optimierung aller Parameter nicht immer richtig, vielfach sogar kontraproduktiv. Auch sie stellen einen Hemmschuh für Innovationen und Weiterentwicklungen dar. Länderregelungen sollten sich auf die lokalen Besonderheiten beschränken und nicht das überregionale Regelwerk außer Kraft setzen.

Bild 11: Ab 2008: Europäische Regelungen und CE-Zeichen; fördern sie Innovationen?

Ob das neue Regelwerk mit den Europäischen Mischgutnormen und dem CE-Zeichen, welches in wenigen Monaten eingeführt wird, in diesem Punkt helfen wird, ist zu bezweifeln. Die Vertragsverhältnisse werden sich nicht ändern, die Hersteller erhalten allerdings etwas mehr Freiheiten und Eigenverantwortung. Allerdings deutet es sich auch schon an, dass es wieder mehr Papierarbeit und Bürokratie geben wird.

Auch hier der Appell an die Auftraggeber, das Regelwerk so wie es bundesweit behandelt wurde, einzuführen und nicht lokal durch Sonderregelungen nachzukarten. Die neuen Regelungen bieten auch Fortschritte und neue Möglichkeiten, die wir nutzen sollten.