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6. Baustoffe und Baustoffgemische

Asphalt ist ein Gemisch aus Mineralstoffen und Bitumen als Bindemittel, das je nach Zusammensetzung unterschiedlichen Hohlraumanteil enthält. Durch Variation seiner Komponenten nach Art und Menge kann der Asphalt mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden und ist damit den jeweiligen Anwendungsfällen ideal anpassbar. Die Anforderungen sind abzustimmen auf

  • die späteren Beanspruchungen durch Verkehr und Witterung  bei sommerlichen und winterlichen Temperaturen. Dabei muss
  • der jeweilige Herstellungsprozess berücksichtigt werden (z. B. Mischgutherstellung, Zwischenlagerung, Transport, Einbau und Verdichtung bei hohen Temperaturen).

Gesteinskörnungen (Mineralstoffe)

Die Wahl der Gesteinskörnungen erfolgt nach Gesichtspunkten der Witterungsbeständigkeit, Festigkeit, Affinität (Haftverhalten) gegenüber Bindemittel, Polierresistenz und Farbe, aber auch der örtlichen Verfügbarkeit und der Transportkosten.

Als Mineralstoffe zur Herstellung von Asphaltmischgut eignen sich sowohl natürliche Erstarrungs- und Ablagerungsgesteine als auch künstliche Zuschlagstoffe (z.B. Hochofen- und Metallhüttenschlacke) und wiederaufbereitete Baustoffe, sofern sie den jeweiligen Anforderungen entsprechen.

Zur Verwendung im Straßenbau unterscheiden die  Technischen Lieferbedingungen für Mineralstoffe im Straßenbau (Gesteinskörnungen und Werksteine im Straßenbau) (TL Min-StB) nach Herkunft, Kornform und Korngröße

  • Schotter, Splitt, Edelsplitt und Edelbrechsand,

  • Dies und Natursand, 

  • Füller.

     

Beachte:

  • Edelsplitt erfüllt gegenüber Splitt höhere Anforderungen hinsichtlich Korngruppenstufung, Unter- und Überkorn, Kornform, Frost- und Raumbeständigkeit. 

  • Edelbrechsand erfüllt gegenüber Brechsand höhere Anforderungen hinsichtlich Korngruppenstufung und Überkorn.

Achtung! Bitte beachten Sie die Hinweise auf die europäische Gesteinskörnungsnorm und ihre Umsetzung ab 01.06. 2004 auf Seite 41!

Mineralstoffe für den Straßenbau müssen den Anforderungen der TL Min - StB entsprechen und nach den RG Min-StB güteüberwacht sein.

Die Anforderungen und Prüfungen betreffen die

  • Korngrößenverteilung, Kornform, Bruchflächigkeitund Reinheit der Lieferkörnungen,
  • Frostbeständigkeit und den Widerstand gegen Hitzebeanspruchung in der Trockentrommel der  Mischanlage,

  • Widerstandsfähigkeit gegen Schlagbeanspruchung sowie gegen Polieren (Verlust an Feinrauheit),

  • Affinität zu Bindemitteln (Haftverhalten).

Die Anforderungen werden in den ZTV T-StB und ZTV Asphalt-StB geregelt und sind je nach Mischgutart und Verkehrsbeanspruchung zum Teil unterschiedlich z. B. Schlagzertrümmerungswert (SZ) festgelegt (Tab. 11).

Tab. 11: Obere SZ8/12-Grenzwerte und empfohlene Grenzwerte (kursiv) in den ZTV-Asphalt StB 01

1) Bei Splittmastixasphalt wird als oberer Grenzwert ein SZ8/12 -Wert von 18 empfohlen.
2) Nur bei Asphaltbinderschichten für Verkehrsflächen mit besonderen Beanspruchungen.

Straßenbaubitumen

Das Standardbindemittel im Asphaltstraßenbau ist Straßenbaubitumen nach DIN EN 12591. In dieser Norm sind die Anforderungen an die einzelnen Bindemittelsorten festgelegt und die Prüfverfahren zur Überprüfung dieser Anforderungen genannt. Die Bezeichnung der einzelnen Sorten erfolgt über die Penetrationsgrenzen.

Aufgrund seines thermoviskosen Verhaltens (Änderung der Viskosität mit der Temperatur) ist Bitumen bei hohen Temperaturen dünnflüssig. Es ist damit in der Lage, die Mineralstoffe vollständig zu umhüllen, sowie das Asphaltmischgut verarbeitbar und vor allem gut verdichtbar  zu machen. Bei normalen Temperaturen ist es zähplastisch und belastbar. Auf diesem – rein physikalischen – Verhalten beruht die relativ rasche Nutzung der Asphaltschichten nach ihrer Herstellung: Außer der Auskühlzeit ist keine weitere Wartezeit notwendig; ein chemischer Prozess – wie beim Erhärten von Zementbeton – findet nicht statt.

Die Wahl der Bitumensorte richtet sich nach der Art der Beanspruchung unter Berücksichtigung der Verarbeitbarkeit und ist in den ZTV Asphalt-StB geregelt.

Allgemein übliche Bitumensorten sind:

  • 160/220 (früher B 200): (relativ weich) für betont flexible Befestigungen und schwachen Verkehr,

  • 70/100 (früher B 80): Standardbitumen für denStraßenbau der Bauklassen IV bis VI,

  • 50/70 (früher B 65) oder 30/45 (früher B 45):(härter) für betont verformungsbeständige Befestigungen auf Straßen mit Schwerverkehr der Bauklassen SV, I bis III.

Für die Anwendung von Asphalt im Straßenbau sind noch folgende Eigenschaften von Bedeutung:

Bitumen…

  • wird heißflüssig bei Temperaturen deutlich unterhalb seines Flammpunktes gelagert und verarbeitet. Aufgrund der Transporttemperatur von über 100°C aber deutlich unterhalb des Flammpunktes ist Bitumen in Klasse 9 der Gefahrgutverordnung Straße und Eisenbahn (GGVSE) eingestuft. Asphalt ist gemäß DIN 4102-4 der Baustoffklasse 1 (schwer entflammbar) zugeordnet.

  • ist kein Gefahrstoff im Sinne der Gefahrstoffverordnungund der EU-Richtlinien.

  • ist ein nicht wassergefährdender Stoff nach Anhang 1 der Verwaltungsvorschrift wassergefährdende Stoffe (VwVwS).

Deshalb wird u. a. in den Richtlinien für bautechnische Maßnahmen an Straßen in Wassergewinnungsgebieten (RiStWag) ganz allgemein darauf hingewiesen, dass Schichten aus Asphalt aufgrund vorliegender Untersuchungen als umweltunbedenklich gelten,

dass Baustoffe, die auswaschbare Bestandteile enthalten, verwendet werden dürfen, wenn sie mit Heißbitumen gebunden sind (vgl. Verwendung zur Abdichtung von Trinkwasserspeicherbecken, zur Auskleidung von Trinkwasserrohren u.a.),

dass Bitumen nicht den Vorschriften der TA Abfall unterliegt und – ebenso wie Asphalt – wiederverwendet oder im Ausnahmefall wie Hausmüll entsorgt werden kann.

Weitere Bindemittel:

Polymermodifizierte Bitumen (PmB) sind werksmäßig hergestellte Gemische aus Bitumen und Polymeren, bei denen die Polymere das elastoviskose Verhalten des Bitumens verändern und so das Bindemittel für spezielle Beanspruchungen geeigneter machen.

Vorteile sind:

  • höhere Kohäsion und bessere Haftung an Mineralstoffen,
  • größere Plastizitätsspanne (Temperaturbereich zwischen Brechpunkt und Erweichungspunkt),
  • große elastische Rückstellung nach Entlastung, höhere Ermüdungsbeständigkeit.

Einsatzgebiete von PmB:

  • besonders hoch beanspruchte Verkehrsflächen,

  • bei Mineralstoffen mit ungünstigen Hafteigenschaften,

  • offenporige Asphaltschichten.

In Bezug auf Arbeitsschutz, Wiederverwendung und Umwelt sind PmB wie Straßenbaubitumen zu bewerten.

Einfärbbare Bindemittel (auch oft „farblose Bindemittel“ genannt) sind synthetische Bindemittel auf Mineralölbasis, die in dünnen Schichten transparent wirken. Sie lassen sich mit Pigmenten einfärben, aber auch ohne Pigmente verwenden, um dann die Gesteinsfarben hervortreten zu lassen. Ihre Eigenschaften entsprechen weitgehend denen von Straßenbaubitumen. Damit lassen sich vor allem innerorts besondere gestalterische oder verkehrslenkende Wirkungen erzielen (siehe Abschnitt 11, Teil BT).

Verwertung von Ausbauasphalt

Umweltschutz (z. B. Entlastung von Deponieraum) und Abfallgesetzgebung verlangen es, das Entstehen von Abfall nach Möglichkeit zu vermeiden oder einzuschränken, z. B. durch weitgehende Verwertung ausgebauter Baustoffe. Asphalt aus Straßenbefestigungen ist daher bei entsprechender Eignung zur Herstellung von heißeinbaufähigem Asphaltmischgut zu verwenden. Der Vorteil liegt darin, dass insbesondere das Bindemittel, die wertvollste Baustoffkomponente, wieder vollständig reaktiviert werden kann, und somit teure Rohstoffe eingespart werden können. Daher sollte Ausbauasphalt immer den Mischanlagen zur Verwertung im Heißmischgut zugeführt werden.

Vorsicht:
Das gilt nicht für Ausbaustoffe, die mit Pech, Teer, Teeröl oder anderen gesundheitsschädlichen Stoffen belastet sind. Solche Stoffe können jedoch unter bestimmten Voraussetzungen in speziellen Kaltverfahren wiederverwendet werden. Weitere Hinweise sind hierzu den Richtlinien für die umweltverträgliche Verwertung von Ausbaustoffen mit teer-/pechtypischen Bestandteilen sowie für die Verwertung von Ausbauasphalt im Straßenbau (RuVA-StB) zu entnehmen.

Die im Heißverfahren wiederverwendbaren Mengenanteile von Asphaltgranulat hängen von den Eigenschaften des Ausbauasphaltes und den Qualitätsanforderungen an das neue Mischgut sowie von den maschinentechnischen Voraussetzungen der Mischanlage ab.

Für Asphalttrag-, Asphaltbinder- und  Asphaltdeckschichtmischgut gilt im Regelfall:

  • 20 bis 30 M.-% bei der sogenannten Kaltzugabe (d. h. Erwärmung des kalt zugegebenen Asphaltgranulates durch die heißen Mineralstoffe),

  • 40 M.-% bei Mitten- oder Wurfbandzugabe in die Trockentrommel,
  • bis zu 80 M.-% (in Sonderfällen auch mehr) bei Erwärmung des Asphaltgranulates in gesonderten Einrichtungen (Paralleltrommel) auf ca. 130 °C,
  • je nach Eigenschaften und Gleichmäßigkeit des Asphaltgranulatesdarf nur ein so hoher Zugabeanteil gewählt werden, dass die Qualitätsanforderungen der Technischen Regelwerke erfüllt werden.

Beispiel: Ungleichmäßig zusammengesetztes Asphaltgranulat, das durch Brechen ganzer Schichtenpakete – Asphalttragschicht, -binderschicht, -deckschicht – gewonnen wurde, darf nur in Asphalttragschichten oder Asphaltfundationsschichten (unterhalb der Asphalttragschichten) verwendet werden.

Für die Verwertung von Ausbauasphalt in Asphalttrag-, Asphaltbinder- und Asphaltdeckschichten gibt es mittlerweile in sich abgestimmte Regelwerke, die sich konsequent an den bautechnischen Erfordernissen orientieren und auch den Ablauf der notwendigen Voruntersuchungen, die sowohl vom Auftraggeber als auch vom Auftragnehmer zu leisten sind, festlegen. In den Leistungsbeschreibungen sollte die Verwertung von Asphaltgranulat darüber hinaus in der Regel nicht eingeschränkt werden.

Es gilt die Grundregel, dass bei der Herstellung von Asphaltbinder nur Fräsgut aus Asphaltbinder- und -deckschichten und von Mischgut für Asphaltdeckschichten nur Fräsgut aus Asphaltdeckschichten verwendet werden darf. Das setzt aber schichtweises Abtragen (Fräsen) und nach Art und Eigenschaften getrenntes Lagern des Ausbauasphaltes voraus, was zweckmäßigerweise bereits in der Leistungsbeschreibung festgelegt werden muss.

Bei der Mischgutherstellung für Asphalttrag-, Asphaltbinder- und Asphaltdeckschichten mit Asphaltgranulat muss der Qualitätsrahmen eingehalten werden, der durch die ZTV Asphalt-StB 01 und ZTV T - StB 95/02 vorgegeben wird. Um die Gleichmäßigkeit des neuen Mischgutes sicherzustellen, muss das Asphaltgranulat von gleichmäßiger Beschaffenheit sein. Durch ggf. verlängerte Mischzeiten wird das Asphaltgranulat beim Mischprozess gleichmäßig eingearbeitet.

Näheres enthalten die Technischen Lieferbedingungen für Asphaltgranulat, Ausgabe 2001 (TL AG - StB 01) sowie das Merkblatt für die Verwertung von Asphaltgranulat, Ausgabe 2000 (M VAG).

Allgemeine Hinweise für die Mischgutzusammensetzung

Die für den Anwendungsfall optimale Mischgutzusammensetzung wird in der Eignungsprüfung ermittelt.

Will man die Mischguteigenschaften (z. B. sehr standfest oder betont flexibel) gezielt beeinflussen, so ist Folgendes zu berücksichtigen:

  • Splittarme = sandreiche Mineralstoffgemische haben einen größeren Hohlraumgehalt und Bindemittelbedarf als splittreiche Gemische.

  • Der Ersatz von Natursand durch Brechsand vergrößert den Hohlraumgehalt und Bindemittelbedarf des Mineralstoffgemisches, erhöht die innere Reibung und damit die Verformungsbeständigkeit, erschwert aber auch das Einbauen und Verdichten des Mischgutes.

  • Füller füllt kleinste Hohlräume im Mineralstoffgemisch, versteift das Bindemittel und bindet einen Teil von dessen Klebekraft. Bei der Eignungsprüfung sollten alle drei Wirkungenbeachtet werden.

  • Da Fremdfüller (gemahlenes Gesteinsmehl) und Eigenfüller unterschiedliche Eigenschaften und damit Wirkungen haben können, kann die Gleichmäßigkeit der Mischguteigenschaften auch von einem gleichbleibenden Mengenverhältnis zwischen Fremdfüller und Eigenfüller abhängen.

  • Witterungsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Dauerhaftigkeit erfordern ausreichend dicke Bindemittelfilme und – je nach Mischgutart – bestimmte Mindest-Bindemittelgehalte.

  • Die Verformungsbeständigkeit muss überwiegend über das Mineralstoffgemisch (viel grobes gebrochenes Korn) erreicht werden. Dauerhafte Verformungsbeständigkeit setzt voraus, dass unter Verkehr möglichst keine Kornzerkleinerung stattfindet: Je höher die zu erwartende Beanspruchung, desto höher müssen die Anforderungen an die Schlagfestigkeit der verwendeten Splitte sein (SZ-Wert).

Die Mischguteigenschaften müssen auch auf den konstruktiven Aufbau der gesamten Fahrbahnbefestigung abgestimmt sein:

  • Besonders verformungsbeständig zusammengesetztes Mischgut für Straßen mit besonderen Beanspruchungen sollte nur in Asphaltbefestigungen großer Gesamtdicke (z. B. RStO 01, Zeile 1) auf einer Unterlage von gleichmäßig hoher Standfestigkeit eingesetzt werden.

  • Bei untergeordneten Verkehrsflächen mit insgesamt dünner Gesamtbefestigung und kritischen Untergrundverhältnissen (Frosthebungen, Bergsenkungsgebiete) ist ein „flexibel eingestelltes” Mischgut angebrachter.

Mischgut für Asphalttragschichten

Um vor allem aus Gründen der Wirtschaftlichkeit lange Transportwege zu vermeiden, sollen nach Möglichkeit örtlich verfügbare Mineralstoffe verwendet werden. In Anlehnung an regionale Mineralstoffvorkommen unterscheidet die ZTV T-StB die Mischgutarten A, B und C je nach ihrem Anteil an Korn > 2 mm. Die damit erreichbare Verformungsbeständigkeit ist sehr unterschiedlich, was beim Planen und Aufstellen des LV berücksichtigt werden muss. Darüber hinaus gibt es noch zwei weitere Mischgutarten für besondere Anwendungsfälle: Mischgutart CS mit besonders verformungsbeständiger Zusammensetzung für Verkehrsflächen mit besonderer Beanspruchung und Mischgutart AOmit geringeren Anforderungen, geeignet für die untere Schicht mehrlagiger Asphalttragschichten größerer Gesamtdicke und beim vollgebundenen Asphaltoberbau.

Einsatzempfehlungen für die Mischgutarten in Asphalttragschichten:

  • Mischgutart A: Wegen geringer Verformungsbeständigkeit praktisch bedeutungslos.

  • Mischgutart B: Verformungsbeständigkeit ausreichend für schwächere Verkehrsbelastung  (Bauklassen V und VI). Wegen des vergleichsweise hohen Bindemittelgehaltes sehr flexibel.

  • Mischgutart C: Aufgrund ihrer Verformungsbeständigkeit für Straßen der Bauklassen III und IV geeignet.
  • Mischgutart CS: Wegen besonders hoher Verformungsbeständigkeit für besonders stark beanspruchte Verkehrsflächen geeignet, aber entsprechend schwer verdichtbar. Anwendung in Asphaltbefestigungen großer Gesamtdicke auf sehr standfester Unterlage.
  • Mischgutart AO: Geeignet zum Einsatz industrieller Nebenprodukte und zur Verwertung von Asphaltgranulat bei geringen Anforderungen an dessen Zusammensetzung.

Hinweise für die Mischgutzusammensetzung:

  • Da Asphalttragschichten keiner direkten Beanspruchung durch Witterung und Verkehr unterliegen, genügen hier geringere Anforderungen an die Eigenschaften der Mineralstoffe als bei den darüberliegenden Schichten.

  • Der Bindemittelgehalt wird so gewählt, dass das Mischgut einwandfrei verdichtet werden kann und eine dauerhafte Bindung sichergestellt ist. Standard-Straßenbaubitumen ist 70/100, bei überwiegend rundkörnigen Mineralstoffgemischenoder stärkerer Verkehrsbelastung ist die Bitumensorte 50/70 vorteilhafter.
  • Asphalttragschichten, die längere Zeit direkt befahren werden sollen (auch über den Winter), sind durch geeignete Maßnahmen zu schützen (z. B. Oberflächenbehandlung). Diese Maßnahmen sind besonders im LV vorzusehen!
  • Asphalttragschichten, die aus Gründen des Umweltschutzes als Dichtungsschichten vorgesehen werden (z. B. in  Wassergewinnungsgebieten), müssen besonders bindemittelreich und dicht zusammengesetzt  werden.

Tab. 12: Möglichkeiten der Zuordnung der Mischgutarten zu den Bauklassen und zu der Einbauart.

1) bei einer Dicke der darüberliegenden Asphaltdecke von mindestens 8 cm
2) nicht vorzusehen, wenn untere Schicht aus AO oder A besteht
3) nur beim Asphaltoberbau

Mischgut für Asphaltbinderschichten

Bei der Mischgutzusammensetzung für Asphaltbinderschichten kommt es auf folgende Eigenschaften an:

  • möglichst hohe und dauerhafte Verformungsbeständigkeit durch Verwendung besonders kantenfester Edelsplitte, grobkornreichen Kornaufbau, hohen Brechsandanteil und hohe Verdichtung,

  • ausreichende Beständigkeit gegen Wassereinwirkung durch dauerhaft gute Haftung zwischen Bindemittel und Mineralstoffen, ausreichend dicke Bindemittelfilme und nicht zu großen Hohlraumgehalt,

  • möglichst hohe Ermüdungsbeständigkeit durch ausreichend dicke Bindemittelfilme.

Diese Anforderungen werden von Asphaltbinder 0/16 S und 0/22 S gemäß den ZTV Asphalt - StB 01 bei Verwendung von Straßenbaubitumen 30/45 oder polymermodifiziertem Bitumen PmB 45 A erfüllt. Unter Berücksichtigung verbesserter Hafteigenschaften und angesichts des hohen Hohlraumgehaltes und der damit verbundenen Wassereinwirkung ist hier PmB 45 A zu empfehlen. Das Mischgut besteht aus sehr splittreichen Mineralstoffgemischen mit Edelsplitten hoher Schlagfestigkeit und abgestufter Körnung.

Asphaltbinder in der Körnung 0/16 sollte nur noch bei untergeordneten Beanspruchungen in den Bauklassen III und IV, die Körnung 0/11 nur zum Profilausgleich auf unebener Unterlage bei den Bauklassen IV bis VI eingesetzt werden.

Für Asphaltbinderschichten auf Verkehrsflächen mit besonders hoher Beanspruchung werden für die Herstellung des Mischgutes und für den Einbau folgende Verbesserungen empfohlen:

  • höhere Bindemittelgehalte (dickere Bindemittelfilme),
  • Hohlraumgehalt etwa 5 bis 6 Vol.-% am Marshall-Probekörper bei der Eignungsprüfung,

  • hohe Verdichtungsgrade durch ausreichende Schichtdicken (etwa 3- bis 4-facher Größtkorndurchmesser).

Weitere Hinweise:

  • Asphaltbinder 0/16 S ist aufgrund seiner Zusammensetzung in einer Mindest-Einbaudicke von 5 cm einzubauen. Besser sind 6 cm. Dies gilt insbesondere für die Bauklasse III mit besonderen Beanspruchungen.

  • Bei Asphaltbinder 0/16 S und 0/22 S sollte der Anteil der gröbsten Körnung in der Eignungsprüfung im Interesse der Entmischungssicherheit nur geringfügig über 25 M.-% liegen.

  • Wenn aus organisatorischen Gründen die Asphaltbinderschicht längere Zeit direkt befahren werden muss, kann der Bindemittelgehalt durch die Zugabe von 0,2 M.-% stabilisierenden Zusätzen (z. B. Faserstoffe) so weit auf ein Bindemittelvolumen angehoben werden (ca. 11,0 Vol.- %), dass diese Schichten ohne Beeinträchtigung der Verformungsbeständigkeit durch den Verkehr genutzt werden können – auch ohne weitere Schutzmaßnahme wie eine feinkörnige Oberflächenbehandlung, die andernfalls notwendig wäre.

  • Im Interesse einer geringeren Entmischungsneigung sollte bei Einbaudicken ≤ 8 cm Asphaltbinder 0/16 S bevorzugt werden.

Mischgut für Asphaltdeckschichten

Mischgut für Asphaltdeckschichten muss so zusammengesetzt sein, dass die Deckschicht ausreichend dicht und verformungsbeständig hergestellt werden kann, und die Oberfläche unter Verkehrsbeanspruchung dauerhaft eben und ausreichend griffig bleibt. Um die Erwärmung durch Sonnenbestrahlung zu verringern sowie Straßenbeleuchtungskosten zu sparen oder die Sichtverhältnisse zu verbessern, kann eine Aufhellung durch Einmischen – beim Gussasphalt auch Aufstreuen und Einwalzen – heller (natürlicher oder künstlicher) Mineralstoffe sinnvoll sein.

  • Stärkere Verkehrsbelastung erfordert gröberes und splittreicheres Mischgut und größere Schichtdicken.

  • Schwächere Verkehrsbelastung erlaubt feinkörnigeres, bindemittelreicheres und hohlraumärmeres Mischgut in  geringerer Schichtdicke.

  • Bei besonders stark beanspruchten Verkehrsflächen kann bei Walzasphalten die Verwendung von polymermodifiziertem Bitumen (PmB) vorteilhaft sein.

Die ZTV Asphalt-StB unterscheiden verschiedene Mischgutsorten und -arten; ihnen sind geeignete Schichtdicken zugeordnet (vergl. Tab.9). Die mit „S” gekennzeichneten Sorten sind besonders verformungsbeständig zusammengesetzt. Die Wahl der Mischgutsorte richtet sich nach der Verkehrsbelastung und der gewünschten Oberflächentextur, in Sonderfällen auch nach der gewählten Schichtdicke (z. B. bei begrenzter Bauhöhe in geschlossener Ortslage).

Asphaltbeton ist eine der Mischgutarten für Asphaltdeckschichten im Straßenbau und ist für die meisten Straßenarten geeignet. Asphaltbeton wird aus Edelsplitt, Edelbrechsand, Natursand, Füller und Straßenbaubitumen hohlraumarm zusammengesetzt, im heißen Zustand mit Fertiger (auf kleinen Flächen auch von Hand) eingebaut und anschließend mit Walzen verdichtet.

Zur Erzielung einer hohen Anfangsgriffigkeit ist nach dem  ersten Walzgang feinkörniges Abstreumaterial (am besten der Körnung 1/3) aufzustreuen und einzuwalzen. Hierfür ist eine gesonderte Position in der Leistungsbeschreibung erforderlich.

Splittmastixasphalt (SMA) ist – im Vergleich zu Asphaltbeton – gekennzeichnet durch ein sehr splittreiches Mineralstoffgemisch mit Ausfallkörnung, hohen Bindemittelgehalt und stabilisierende Zusätze.

  • Der sehr hohe Splittgehalt führt im verdichteten Zustand zu einem in sich abgestützten, fest verspannten Splittgerüst, dessen Dauerhaftigkeit unter Verkehrsbelastung eine hohe Schlag- und Kantenfestigkeit der Mineralstoffe voraussetzt, und das durch bindemittelreichen mastixähnlichen Mörtel verklebt wird.

  • Wegen der Ausfallkörnung kann so viel Mörtel  untergebracht werden, dass die Splittkörner dick mit Mörtel umhüllt sind, ohne dass die Verformungsbeständigkeit dadurch gefährdet wird.
  • Die stabilisierenden Zusätze (z. B. Faserstoffe) haben als Bindemittelträger die Aufgabe, das sozusagen „überdosierte”, in dieser Menge aber benötigte Bindemittel während Herstellung, Transport und Einbau an den Mineralstoffen festzuhalten und am Ablaufen zu hindern.

Asphaltdeckschichten aus SMA sind sehr verschleißfest, verformungs- und ermüdungsbeständig (auch bei Kälte).

Die dicken Mörtelfilme begünstigen den Schichtenverbund und das Herstellen dauerhaft dichter Arbeitsnähte, mindern aber (bis zu ihrem oberflächlichen Abrieb) die Anfangsgriffigkeit. Daher ist auch auf diese Schichten zur Erzielung einer hohen Anfangsgriffigkeit frühestens nach dem ersten Walzgang feinkörniges Abstreumaterial (am besten der Körnung 1/3) aufzustreuen und einzuwalzen. Hierfür ist eine gesonderte Position in der Leistungsbeschreibung erforderlich.

Die typische Oberflächentextur des SMA bewirkt eine Minderung der Rollgeräusche. SMA verbindet Vorteile des Gussasphalts (z. B. hohe Stand- und Verschleißfestigkeit) mit denen des Asphaltbetons (z.B rationeller Einbau). SMA hat als Deckschichtbauweise für hoch belastete Fahrbahnen in letzter Zeit den Gussasphalt aus wirtschaftlichen Gründen immer mehr verdrängt. Aber auch auf Fahrbahnen mit einer geringeren Verkehrsbelastung kann SMA aufgrund seiner sehr guten Alterungsbeständigkeit eingesetzt werden.

Anmerkungen:

  • Für SMA auf Fahrbahnen mit besonders hoher Polierbeanspruchung müssen besonders polierresistente Edelsplitte (PSV mindestens 53) eingesetzt werden, da die Splittkörner stärker durch Polieren beansprucht werden. Dies liegt an dem imVergleich zu Asphaltbeton deutlich niedrigeren Sandanteil und der geringeren Berührungsfläche zwischen Reifen und den Splittkörnern an der Fahrbahnoberfläche.

  • SMA verträgt im Hinblick auf Verdichtbarkeit und Verformungsbeständigkeit größere Schwankungen der Schichtdicke – bei z. B. unebener Unterlage – als Asphaltbeton, da dieser relativ unempfindlich gegenüber Nachverdichtungen und Verformungen ist.

Einsatzgebiete:

  • hochbeanspruchte Straßen,

  • im Rahmen der Instandsetzung auf unebener Unterlage mit entsprechenden Schwankungen der Einbaudicke,

  • Wohn- und Erschließungsstraßen im kommunalen Bereich.

Gussasphalt besteht aus Edelsplitt, Edelbrechsand, Natursand, Füller und Bitumen sowie ggf. weiteren Zusätzen. Korngrößenverteilung und Bindemittelgehalt sind so eingestellt, dass die Hohlräume des Mineralstoffgemisches vollständig mit Bitumen ausgefüllt sind, und darüber hinaus noch ein geringfügiger Bindemittelüberschuss besteht. Auf diese Weise entsteht eine gießbare, verstreichbare Masse, die wasserdicht ist und nach dem Einbau keiner Verdichtung mehr bedarf.

Der Einbau erfolgt mit speziellen Einbaubohlen oder von Hand. Da an der Oberfläche ein „Mörtelspiegel” auftritt, muss die Anfangsgriffigkeit durch gleichmäßiges
Aufstreuen und Einwalzen von feinkörnigem Splitt erhöht werden. Dabei ergeben sich speziell für den kommunalen Bereich vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten durch Variation des Abstreumaterials (siehe Abschnitt 11, Teil BT).

Gussasphalt besitzt kein in sich abgestütztes Korngerüst; die Lastabtragung erfolgt größtenteils über den Mörtel, der dazu erheblich steifer sein muss als z. B. bei Asphaltbeto (härteres Bitumen, mehr Füller). Der steife Mörtel erfordert aber höhere Herstellungs- und Einbautemperaturen. Durch Variation von Splittgehalt, Brechsandanteil und Bindemittelgehalt lassen sich die Verarbeitbarkeit und Verformungsbeständigkeit in weitem Rahmen steuern, während die Griffigkeit weitgehend vom eingebundenen Abstreumaterial bestimmt wird.

Folgendes ist zu berücksichtigen:

  • Handeinbau ist praktisch nur bis zu Splittgehalten
    von etwa 45 M.-% und bei größerem Bindemittelüberschuss möglich.
  • Gussasphalt mit Splittgehalten über 48 M.-% lässt sich mit speziellen Einbaubohlen gut einbauen und ergibt sehr verformungsbeständige, verschleißfeste und – in Verbindung mit dem Abstreumaterial –  griffige Deckschichten für hochbeanspruchte ahrbahnen.
  • Gussasphalt 0/5 mit geringerem Splittgehalt eignet sich vor allem für Geh- und Radwege.

Deckschichten aus Gussasphalt sind aufgrund ihrer Zusammensetzung sehr verschleißfest, im höchsten Maße witterungs- und alterungsbeständig und deshalb sehr dauerhaft. Wo Bauarbeiten unter schwierigen Randbedingungen durchgeführt werden müssen, die einen maschinellen Einbau nicht zulassen (z. B. Umbau von Kreuzungen unter Verkehr mit entsprechender Aufteilung in kleinere Arbeitsabschnitte, sowie kleinflächige Arbeiten in Zwickeln oder im Bereich vieler Einbauten), lässt sich mit Gussasphalt eine gute Qualität erzielen.

Gussasphalt ist der ideale Baustoff für Entwässerungsrinnen, weil sich damit „auf den Millimeter genau“ arbeiten lässt. Gerade bei Stadtstraßen mit geringer Längsneigung (Anordnung von Pendelrinnen) ist dies wichtig.

Entwässerungsrinne (Pendelrinne) aus Gussasphalt

Mischgut für Asphalttragdeckschichten

Mischgut für Asphalttragdeckschichten ist ein Mischgut für Asphaltbefestigungen mit geringer Gesamtdicke für schwachen Verkehr der Bauklasse VI, an die bezüglich Verformungsbeständigkeit keine hohen Ansprüche gestellt werden, die aber bis zu einem gewissen Grad dauerhaft „flexibel” sein sollen. Das Mischgut wird in der Körnung 0/16 aus korngestuftem Mineralstoffgemisch und nicht zu hartem Straßenbaubitumen (70/100) hergestellt. Nach Körnung und Korngrößenverteilung ähnelt es einem Asphaltbeton, darf aber statt Edelsplitt und Edelbrechsand Splitt und Brechsand enthalten. Auch Rundkorn (Kies, Natursand) ist zugelassen. Die Mineralstoffe müssen allerdings die für Edelsplitt geltenden Anforderungen an die Frostbeständigkeit erfüllen.

Anmerkungen:

  • Eine ausschließliche Verwendung von Rundkorn kann insbesondere bei größeren Schichtdicken zu Schwierigkeiten bei der Walzverdichtung führen, weil das Mischgut beim Walzen zum Schieben neigt.

  • Wo im Einzelfall höhere Anforderungen an die Griffigkeit gestellt werden, sollten ausschließlich gebrochene Mineralstoffe verwendet oder zur Verbesserung der Griffigkeit anschließend eine Oberflächenbehandlung aufgebracht werden.

  • Die ZTV Asphalt-StB geben Schichtdicken von 5 bis 10 cm vor. Einbautechnisch günstiger sind Schichtdicken zwischen 6 und 8 cm.

Mischgut für offenporige Asphaltschichten

Offenporige Asphaltschichten werden zur Lärmminderung vorwiegend auf zweibahnigen Außerortsstraßen eingesetzt. Der erhebliche Lärmminderungseffekt der offenporigen Asphaltschichten wird im Wesentlichen durch extrem hohe Hohlraumgehalte in der verdichteten Asphaltschicht (mindestens 22 Vol.- %) und durch eine günstige Textur der Straßenoberfläche erzielt. Der Schall dringt teilweise in die Asphaltschicht ein und wird in den miteinander verbundenen Hohlräumen weitgehend absorbiert.

Weiterhin versickert das Oberflächenwasser (Regen!) in die Schicht und wird dort auf der dichten oder abgedichteten Unterlage abgeführt – und damit nicht wie bei den anderen Deckschichtarten auf der Schichtoberfläche, also der Kontaktfläche mit dem Reifen.

Um den aus lärmtechnischen Gründen erforderlichen Hohlraumgehalt zu erzielen, wird ein Splittgehalt von 90 M.-% empfohlen. Eingesetzt wird Edelsplitt mit besonders hoher Polierresistenz (PSV mindestens 55) und einem sehr niedrigen Anteil an schlecht geformten Splittkörnern (höchstens 8 M.-%) sowie ein polymermodifiziertes Bitumen. Empfohlen wird ein höher modifiziertes PmB 40/100-65 H.

Weiterer Hinweis

Zur Ableitung des Wassers aus der offenporigen Asphaltschicht und zum Schutz gegen eine Durchfeuchtung der Unterlage wird die Asphaltbinderschicht mit dem gleichen Bindemittel wie in der offenporigen Asphaltschicht in einer Menge von 2,5 kg/m2 mit einem Rampenspritzgerät abgedichtet. Zur besseren Befahrbarkeit während des Einbaues des offenporigen Asphaltmaterials wird die Bindemittelschicht vorzugsweise mit 7 bis 10 kg/m2 leicht bindemittelumhülltem Edelsplitt 8/11 abgestreut (siehe auch Merkblatt für den Bau offenporiger Asphaltdeckschichten).

Keine Sprühfahnen auf der offenporigen Asphaltdeckschicht (rechts) im Vergleich zur Gegenfahrtrichtung mit Sprühfahnen.

Mischgut für den Bau kompakter Asphaltbefestigungen

Kompakte Asphaltbefestigungen sind zweischichtig gleichzeitig oder kurz hintereinander eingebaute Walzasphalte mit unterschiedlicher Zusammensetzung, bei deren Einbau die Wärmekapazität der unteren Schicht (Asphaltbinder- oder Asphalttragschicht) genutzt wird, um die dünnere (1,5 bis 2,5 cm dicke) obere Schicht (Asphaltdeckschicht) besser verdichten zu können. Dabei entsteht ohne zusätzliches Ansprühen ein inniger Schichtenverbund und damit ein kompaktes Asphaltpaket.

Ziele der Anwendung kompakter Asphaltbefestigungen sind:

  • Verbesserung der Voraussetzungen für die Verdichtung, insbesondere der dünnen Asphaltdeckschicht. Aufgrund des günstigen Wärmehaushalts kann auch bei niedrigen Lufttemperaturen bis 0 °C noch gut verdichtet werden.

  • Inniger Schichtenverbund infolge Verzahnung und Verklebung der beiden Schichten und damit bessere Ableitung der Schubkräfte aus der Asphaltdeckschicht.

  • Einsparung besonders hochwertiger Baustoffe im Hinblick auf Griffigkeit und Helligkeit aufgrund der reduzierten Dicke der Asphaltdeckschicht.

  • Günstigeres Verformungsverhalten der Asphaltdeckschicht aufgrund ihrer reduzierten Dicke. 

Die Dicken der Asphaltdecke (Asphaltbinder- plus Asphaltdeckschicht) und der gesamten Asphaltbefestigung bleiben dabei, bezogen auf die Bauklasse, jeweils unverändert.

Bohrkern aus einer kompakten Asphaltbefestigung mit nachgezeichneter Schichtgrenze

Zusammensetzung der unteren Schicht

Die Zusammensetzung entspricht den Anforderungen der ZTV Asphalt-StB bzw. der ZTV T-StB mit folgenden Ergänzungen für das Verfahren „Heiß auf Heiß“ (vgl. Abschnitt 7, Teil BT):

Unter Berücksichtigung der höheren Anforderung an den Verdichtungsgrad muss der Hohlraumgehalt am Marshall-Probekörper wie folgt eingestellt werden:

Hohlraumgehalt am

Marshall-Probekörper:
    Asphaltbinder 6,5 bis 8,0 Vol.-%,
    Asphalttragschichtmischgut 7,0 bis 10,0 Vol.-%.

Empfohlene Hohlraumausfüllung am

Marshall-Probekörper:
    Asphaltbinder höchstens 62 %,
    Asphalttragschichtmischgut höchstens 62 %.

Zusammensetzung der oberen Schicht

Die Zusammensetzung entspricht den Anforderungen der ZTV Asphalt-StB mit folgenden Ergänzungen für das Verfahren „Heiß auf Heiß“:

Unter Berücksichtigung der höheren Anforderung an den Verdichtungsgrad muss der Hohlraumgehalt am Marshall-Probekörper wie folgt eingestellt werden:

Hohlraumgehalt am

Marshall-Probekörper:
    Splittmastixasphalt 3,5 bis 5,0 Vol.-%,
    Asphaltbeton 3,0 bis 5,0 Vol.-%.

Empfohlene Hohlraumausfüllung am

Marshall-Probekörper:
    Splittmastixasphalt höchstens 80 %,
    Asphaltbeton höchstens 78 %.

Mischgut für halbstarre Deckschichten

Halbstarre Deckschichten stellen eine Bauweise dar, die die Standfestigkeit von Beton mit der Fugenlosigkeit von Asphalt verbindet. Sie bestehen aus einem extrem hohlraumreichen Traggerüst aus Asphalt und einem speziellen Verfüllmörtel, mit dem in einem zweiten Arbeitsgang die Hohlräume des Asphalttraggerüstes verfüllt werden.

Auf diese Weise können mechanisch hoch belastbare Deckschichten hergestellt werden. Sie können weitgehend fugenlos gebaut werden und halten bei geringer Einbaudicke hohen Punktlasten stand. Auf Grund der ausgeprägten Mikrostruktur des Mörtels werden hohe Dichtigkeit und Beständigkeit gegen chemischen Angriff erreicht.

Halbstarre Deckschichten werden vorwiegend auf extrem beanspruchten Verkehrsflächen wie z. B. Containerstellflächen, Ampelstauräumen und Busbuchten eingesetzt. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind Betankungsanlagen sowie Lager- und Umschlagsflächen für kontaminierte Böden oder Schüttgüter.

Halbstarre Deckschichten sind grundsätzlich auf tragfähiger, gebundener Unterlage herzustellen. Durch eine Versiegelung der Unterlage sowie eine Abdichtung der seitlichen Ränder des Traggerüstes ist dafür zu sorgen, dass der noch flüssige Verfüllmörtel im Traggerüst gehalten wird. Fugen aus der Unterlage sind zu übernehmen. Die Funktionsfähigkeit der halbstarren Deckschicht ist gewährleistet, wenn die zugänglichen Hohlräume des Asphalttraggerüstes über die gesamte Dicke der Schicht mit dem Mörtel verfüllt sind.

Verfüllen einer halbstarren Deckschicht

Das Asphalttraggerüst wird in der Körnung 0/11 oder 0/16 und mit Straßenbaubitumen (50/70 oder 70/100) hergestellt und ähnelt in der Zusammensetzung einer offenporigen Asphaltdeckschicht. Der Einbau erfolgt mit Straßenfertigern. Der Hohlraumgehalt im eingebauten Zustand beträgt mindestens 25,0 Vol.-%, und die Schichtdicke je nach Größtkorn 4,0 bis 6,0 cm.

Mörtel für halbstarre Deckschichten werden aus werkseitig vorgemischtem Trockenmörtel und Wasser hergestellt und anschließend in das Asphalttraggerüst eingebracht.

Das Merkblatt für die Herstellung von Halbstarren Deckschichten (M HD) ist hierbei unbedingt zu beachten.

Das Abbindeverhalten des Mörtels in der halbstarren Deckschicht hängt vom Mörteltyp und von den jeweiligen Wetterbedingungen ab. In der Regel ist die halbstarre Deckschicht nach 24 Stunden begehbar und bereits nach 3 Tagen zu ca. 2/3 der maximalen vorgesehenen Beanspruchung belastbar. Die volle Belastbarkeit ist nach 28 Tagen gegeben.

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