HOCHVERDICHTUNGSASPHALT –
EIN INNOVATIVES ASPHALTKONZEPT
MIT ZUKUNFT
Der Hochverdichtungsasphalt (HVA) ist ein alternatives Konzept für die Zusammensetzung und den Einbau von Walzasphaltdeckschichten aus Asphaltbeton (AC D) und Splittmastixsasphalt (SMA) zu den derzeit gültigen Regelwerken nach TL- und ZTV Asphalt-StB.
Problemstellung
Die übliche Nutzungsdauer von Walzasphaltdeckschichten gemäß der ABBV Richtlinien 2022 liegt für Deckschichten aus Asphaltbeton (d=4cm) bei 15 Jahren. Beobachtungen zeigen jedoch, dass diese theoretische Nutzungsdauer häufig nicht erreicht wird.
Obwohl die anerkannten Regeln der Technik eingehalten werden, obwohl die Kontrollprüfungen keine Abweichungen aufweisen, treten immer wieder Mängel in Form von Rissbildungen und Verformungen innerhalb der statistischen Nutzungsdauer auf.
Um den Schadensursachen entgegenzuwirken, wurde der Hochverdichtungsasphalt (HVA) als ein alternatives Konzept für die Zusammensetzung und den Einbau von Walzasphaltdeckschichten aus Asphaltbeton (AC D) und Splittmastixsasphalt (SMA) zu den derzeit gültigen Regelwerken nach TL- und ZTV Asphalt- StB entwickelt.
Ziel dieses alternativen Konzeptes für die Zusammensetzung und den Einbau von Walzasphaltdeckschichten: Signifikante Verlängerung der Nutzungsdauer des Straßenoberbaus
Konzeption des Hochverdichtungsasphalt
Der Bindemittelgehalt wird um
ca. 2,0 M. % gegenüber dem
Mindestbindemittelgehalt nach
TL Asphalt- StB abgesenkt.
Ziel:
HVA gelangt trotz intensiver Verdichtung bei der Einhaltung der weiter erforderlichen Schichteneigenschaften, wie beispielsweise dem Hohlraumgehalt, nicht in den bindemittelgesättigten Bereich. Die Absenkung des Bindemittelgehaltes von Asphaltmischgütern wurde anhand Untersuchungen über einen größeren Bindemittelbereich abgeleitet. Hierzu wurde der Marshallversuch als eine der Grundprüfungen herangezogen, welche Parallelen zum Proktorversuch bei Böden und Tragschichten ohne Bindemittel aufweist. Beide Versuche beruhen auf ähnlichen Prinzipien und unterscheiden sich lediglich durch die Art des Gleitmittels.
Beim HVA wird ein „weiches“
Bindemittel 70/100 (Erweichungspunkt Ring und Kugel
im Asphalt 52–56°C) verwendet.
Ziel:
Vorzeitige Alterung und einhergehende Rissbildung vorbeugen
Der Verdichtungsgrad wurde auf
≥ 102 % erhöht.
Ziel:
Am Bohrkern wird ein Hohlraumgehalt von ≤ 3,0 Vol. % erreicht. Dadurch soll eine Nachverdichtung unter der eingeleiteten Verkehrsbelastung minimiert werden.
Die Schichtdicke wurde auf
≥ 8 cm erhöht.
Ziel:
Bessere Bedingungen für das Erreichen der erhöhten Verdichtungsanforderungen schaffen.
Auf den Einsatz von wassergekühlten Walzen wird verzichtet und die Anzahl der Walzen mehr als verdoppelt.
Ziel:
Bessere Bedingungen für das Erreichen der erhöhten Verdichtungsanforderungen schaffen.
Der Hohlraumgehalt am Bohrkern
soll ≤ 3,0 Vol.% sein.
Ziel:
Nachverdichtung unter der eingeleiteten Verkehrsbelastung soll minimiert werden.
Wesentliche Unterschiede zur Regelbauweise
Verwendung von weichem Straßenbaubitumen 70/100
- bessere Verdichtbarkeit
- Vermeidung von thermisch induzierten Rissbildungen
- kann bei tiefen Temperaturen die Abkühlungsspannungen schadlos abbauen
Hohlraumgehalt am Bohrkern
≤ 3,0 Vol. %
Erhöhung des Verdichtungsgrades auf ≥10 2%
- doppelte Verdichtungsleistung nötig
- dichte und wasserundurchlässige Asphaltdeckschicht
Reduzierung des
Bindemittelgehalt
- Senkung des BM-Gehaltes um
ca. 1,0 - 1,5 M.-% - dichtere Kornlagerung – erhöhte Standsicherheit, Verformungsbeständig
- keine „gesättigten Zustände“ im Mischgut
Erhöhung der Einbaustärke auf mindestens 8 cm
- daraus resultierend längerer Verdichtungszeitraum
- optimale Bedingungen für ein ineinander gleiten der Mineralkörnung
- höhere Temperaturkapazität
Wasserfreie Verdichtung
- durch wasserfreie Verdichtung wird zusätzliche Abkühlung der Oberfläche des Mischgutes verhindert
- dichte Oberfläche die der UV- Strahlung weniger Angriffsfläche bietet
Einbautemperatur des Asphaltes
< 150°C
- Vorteil: Verringerung der Dämpfen und Aerosolen in der Umgebungsluft
Der HVA SMA 11 HVA unterscheidet sich vom konventionellen SMA
als SMA 11S in den folgenden Punkten:
Ablauf des Einbauprozesse
Anwendungen und Erfahrungen
- Erste Versuche der Umsetzung der HVA- Bauweise in 2014
- Intensive Phase der praktischen Anwendung:
PWC- Anlagen, Standstreifen - 2016 Erprobungsstrecke A73 (Landesgrenze BY RF Suhl)
Es folgten weitere zahlreiche Projekte in TH, ebenso in Sachsen, Sachsen- Anhalt
2021: B84 u.a.
2022: L1082 u.a.
2023: B88 - 2024: B 247
Insgesamt wurden bisher mehr als 30 Maßnahmen in HVA- Bauweise in Thüringen
umgesetzt, dabei wurde HVA auf einer Gesamtfläche von über 270.000 m² ausgebracht
Bisher wurden keine Schadensbilder in Form von Rissbildungen oder Verformungen festgestellt. Alle Streckenabschnitte weisen auch nach mehrjähriger Liegedauer sehr gute Oberflächeneigenschaften auf.
Ausblick und Diskussion
HVA = NTA
Die HVA- Bauweise ist per se eine temperaturabgesenkte Bauweise mit einer Einbautemperatur < 145 °C
Vorteil der HVA- Bauweise gegenüber temperaturabgesenktem Walzasphalt:
Die Anwendung erfolgt grundsätzlich ohne Verwendung von viskositätsverändertem Bindemittel (oder Additivierung mit entsprechenden viskositätsbeeinflussenden Zusätzen).
Die HVA- Bauweise ermöglicht in Teilen die Einhaltung des Arbeitsplatzgrenzwerts für Bitumen und die damit verbundene Reduzierung der Dämpfe und Aerosole.
