HOCHVERDICHTUNGSASPHALT –
EIN INNOVATIVES ASPHALTKONZEPT
am Beispiel B84 Allmenhausen - Billeben
- Länge der zu erneuernden Straßenabschnitte: 4624,0 m
- Belastungsklasse: 3,2
- Eingeteilt in 3 Bauabschnitte:
- 1. BA 2+302 – 2+428 Probefeld HVA SMA
- 2. BA 0+400 – 2+957 Hauptstrecke HVA SMA
- 3. BA 0+444 – 1+974 Referenzstrecke SMA 11 S
- Herstellung einer Asphaltbinderschicht, Stärke ca. 6 cm
- Herstellung von HVA Splittmastixasphalt über die ganze Fahrbahnbreite, Stärke ca. 8 cmØ Arbeitsplatzmessung durch den Auftragnehmer
Herstellung eines Probefeldes in der OD Allmenhausen
- 125,0 m Länge
- Asphaltbinder: AC 16 BS; Bindemittel 25/55-55A; ca. 6 cm
- Asphaltdecke: HVA SMA 11 S; Bindemittel 70/100; ca. 8 cm
Herstellung der HVA SMA – Hauptstrecke
- 2557m Länge
- Asphaltbinder: AC 16 BS; Bindemittel 25/55-55A; ca. 6 cm
- Asphaltdecke: HVA SMA 11 S; Bindemittel 70/100; ca. 8 cm
Als Hochverdichtungsasphalt (HVA) wird ein „neues“ Asphaltkonzept für Deckschichten bezeichnet, dass sich bei der Zusammensetzung (Rezeptierung) und Ausführung (Einbauprozess) von den Standardverfahren unterscheidet.
Brauchen wir überhaupt
„neue“ Asphaltkonzepte?
Allgemeines zum Hochverdichtungsasphalt
Theorie
- Umfangreiche Regelwerke für den Straßenbau
- wird durch FGSV und Bauindustrie erarbeitet
- Kontrollprüfungen gemäß Regelwerk meist „ohne Abweichungen“
Praxis
- die nach den Regelwerken gebauten Asphaltbeläge weisen immer schneller Mängel auf
- teilweise Mängelansprüche innerhalb der Gewährleistungsfrist
Untersuchungen zu Schadensursachen
Ursache von Verformungen
Nachverdichtung
Sättigung des Hohlraumgehaltes im
Korngerüst mit Bitumen
Materialwanderung
Kraftübertragung über Bindemittelmatrix (nicht Korngerüst)
Aufwölbungen
Keine schadlose Übertragung von Kräften
Ursache von Rissbildungen
Bitumenalterung
großer Einfluss des Hohlraumgehaltes
Thermisch induzierte Spannungen
Überschreitung des Rissgrenze
Harte Bindemittel
Hoher EP RuK, wenig Puffer vor Verlust der Flexibilität
Wesentliche Unterschiede zur Regelbauweise
geringerer Bindemittelgehalt
- Senkung des BM- Gehaltes um ca. 1,0 - 1,5 M.-% durch Einstellung des BM- Gehaltes auf einen Hohlraum von 4,5 – 5,5 Vol.-% am MPK bei Normverdichtung (2x50 Schläge)
- dichtere Kornlagerung im Vergleich zu Asphalt nach Regelwerk
Verwendung von weichem Straßenbaubitumen 70/100
- bessere Verdichtbarkeit
- Entgegenwirken thermisch induzierter Rissbildung
- kann bei tiefen Temperaturen die Abkühlungsspannungen schadlos abbauen
Erhöhung der Einbaustärke auf mindestens 8 cm
- daraus resultierend längerer Verdichtungszeitraum
- optimale Bedingungen für ein ineinander Gleiten der Minaralekörnung
Erhöhung des Verdichtungsgrades auf > 102%
- doppelte Verdichtungsleistung nötig
- dichte und wasserundurchlässige Asphaltdeckschicht
wasserfreie Verdichtung
- durch wasserfreie Verdichtung wird zusätzliche Abkühlung der Oberfläche des Mischgutes verhindert
- dichte Oberfläche die der UV-Strahlung weniger Angriffsfläche bietet
Hohlraumgehalt am Bohrkern
< 3 Vol. %
Einbautemperatur des Asphaltes ca. 150°C
- Verringerung der Dämpfen und Aerosolen in der Umgebungsluft
Angaben zum HVA-SMA Mischgut
Mineralstoffe:
analog zum herkömmlichen
Splittmastixasphalt
Bindemittel:
Straßenbaubitumen 70/100
Drohnenflug über die Baustelle – gut erkennbar, die Reihenfolge der Großgeräte
Bauablauf HVA Einbau
Großgeräteeinsatz
Asphaltfertiger:
Vögele S 2100-3i
Beschicker:
BOMAG BMF 2500
Asphaltverdichtung:
Gummiradwalze AMMAN AP 240
mit Reifenheizung
Gummiradwalze HAMM HP 280i
mit Reifenheizung
Absplittung mit Linienstreuer:
Streuer BOMAG BS 450
- Streubreite veränderlich
von 2,5 m bis zu 4,5 m - Fassungsvermögen ca. 3,5 bis 4 tonnen
- Splitte mit der Körnung 1 – 30 mm
können abgestreut werden - Material: 1/3 Splitt (trocken!)
- Materialmenge: 4 kg/m2
Asphaltverdichtung:
2 × Tandem – Walze BOMAG BW 174
- 10 t-Walze
2 × Tandem – Walze BOMAG BW 154
- 8 t-Walze
2 × Tandemwalze HAMM HD+ 120i VO
- 13 tonnen Walze
- Vibration an der hinteren Walze
- Oszillation an der vorderen Walze möglich
Walzschema
Gegenüberstellung Vorteile/Nachteile
- der freie Rand neigt durch die Stärke
von 8 cm zum Ausweichen und sollte deshalb weniger oft überrollt werden
- händisch, unregelmäßig aufgebrachtes Absplittmaterial (Bauanfang)
- Einbau bei Niederschlag
nicht möglich - Vermehrte Rissbildung im
Randbereich bei
zu starkem Walzen
- dichte Oberfläche
- Gute Griffigkeit
- Verformungsbeständig
- geringere Alterung des Bitumens durch geringere Mischguttemperaturen
- Lebensdauer von ca. 30 Jahren
Prüfungen und Messungen
Bohrkernbezeichnung:
176.21-3
Entnahmestelle:
0+950 RF Allmenhausen Ø150
Messpunkten wurde die inhalative Exposition gegenüber Dämpfen und Aerosolen aus Bitumen
Arbeitsplatzmessung durch eine zertifizierte und akkreditierte Gefahrstoffmessstelle
Messung erfolgte gemäß GefStoffV und TRGS 900
Ergebnisse sind durch die Windrichtung und Windstärke verfälscht
- Messung des unbelasteten Umfelds auf der windabgewandten Seite
Zusätzliche Messungen
während des Einbauprozesses:
Troxlersonde
zerstörungsfreie Dichtemessung
mittels Radioisotopen
Big-Multiplex-Ski
Ausgleich von Unebenheiten
in Längsrichtung
Ausblick
Nächstes HVA-Projekt
ist bereits in Vorplanung
Streckenabschnitt hat
beidseitig befestigten Rand
(Flachbord und Asphalt)
- Verdichtung gegen befestigten Rand