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Die
Erfindung betrifft ein Gußasphaltmischgut für
Fahrbahndeckschichten im Straßenbau mit den Merkmalen des
Oberbegriffs von Anspruch 1. Gegenstand der Erfindung ist auch eine
Fahrbahndeckschicht mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch
7. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung
von Gußasphaltmischgut für Fahrbahndeckschichten
mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 8. Gegenstand der
Erfindung ist schließlich ein Verfahren zum Transport von Gußasphaltmischgut
zum Einsatzort gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
14.
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Allgemeine
Informationen für die Herstellung von Fahrbahndeckschichten
aus Asphaltmischgut ergeben sich aus dem Werk ”Technische
Lieferbedingungen für Asphaltmischgut für den
Bau von Verkehrsflächenbefestigungen” (TL Asphalt-StB
07, Fassung 2008). Klassierungen für Körnungen
von Gestein bis hin zu Gesteinsmehl ergeben sich aus dem Werk ”Technische
Lieferbedingungen für Gesteinskörnungen im Straßenbau” (TL
Gestein-StB 04, Fassung 2007). Darin findet sich auch die Bezeichnungsweise
für die unterschiedlichen Gesteinsklassen.
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Fahrbahndeckschichten
aus Asphalt werden nach zwei Einbauverfahren unterschieden, Walzasphalt
und Gußasphalt.
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Walzasphalt
hat seinen Namen daher, daß er überwiegend durch
den Einsatz von schweren Walzen, mit oder ohne Vibration, verdichtet
werden muß. Gußasphalt kann hingegen unmittelbar
gegossen werden, muß also nicht verdichtet werden. Aufgrund seiner
Eigenschaften beim Einbau ist Gußasphalt bereits so beschaffen,
daß eine Verdichtung durch den Einsatz von schweren Walzen
nicht erforderlich ist.
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Bei
Walzasphalt enthält bereits das Mischgut die Gesteinskörnungen
(Splitt und Sand) für die Ausprägung einer texturierten,
splittreichen und damit griffigen Fahrbahnoberfläche der
Fahrbahndeckschicht. Walzasphalt muß allerdings durch den
Einsatz von schweren Walzen auf den im Regelwerk geforderten Verdichtungsgrad
verdichtet werden. Die mangelhafte Verdichtung von Walzasphalt nach
dessen Einbau ist eine Hauptursache für Schäden
an Fahrbahndeckschichten. Es kommt immer wieder vor, daß aufgrund
ungünstiger Einbaubedingungen Einbaufehler auftreten.
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Die
einbautechnischen Mängel von Walzasphalt sprechen für
Gußasphalt zur Herstellung von Fahrbahndeckschichten insbesondere
im Straßenbau. Fahrbahndeckschichten sind dabei alle Arten von
Deckschichten im Straßen- und Wegebau auch dort, wo die
Deckschichten nicht im engeren Sinne befahren werden. Es geht also
auch um alle Arten von sonstigen Flächen, auch auf Brücken
und in Tunneln.
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Gußasphalt
ist ein Gemisch aus Splitt, Sand, Füller und Bindemittel.
Der Füller ist von kleinstkörnigem Steinmehl gebildet,
das Bindemittel ist im Regelfall Bitumen. Dieses Gemisch ist so
zusammengesetzt, daß es beim Einbau gieß- und
streichbar ist. Daher ist anschließend nach dem Einbau
und dem Glätten der Gußasphaltschicht keine weitere
Verdichtung erforderlich.
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Sinnvollerweise
werden im Straßenbau in Abhängigkeit von den Oberflächeneigenschaften
Mineralstoffgemische der Klasse 0/8 (mit einem Größtkorn
von 8 mm) oder 0/5 (mit einem Größtkorn von 5 mm)
eingesetzt. Letzteres gilt insbesondere für lärmtechnisch
optimierte Fahrbahndeckschichten. Die Korngröße
ist wichtig für die Griffigkeit und die Abrolleigenschaften
und Geräuschentwicklung der Fahrbahndeckschicht. Sie spielt
für die Standfestigkeit eine untergeordnete Rolle, denn
diese wird in erster Linie über den Mörtel, insbesondere
bestehend aus Sand, Füller und Bindemittel, bestimmt.
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Aufgrund
seiner guten Fließeigenschaften würde eine Fahrbahndeckschicht
aus Gußasphaltmischgut ohne weitere Bearbeitung eine geschlossene,
glatte Oberfläche aufweisen. Diese wäre zum Befahren
wenig geeignet. Als Fahrbahndeckschicht muß diese daher
mit Splitt versehen werden. Zur Erhöhung der Rauhigkeit
der Oberfläche und der Griffigkeit erfolgt also regelmäßig
ein Abstreuen mit Splitt oder Sand, der in die Oberfläche
eingearbeitet werden muß.
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Das
Applizieren von Abstreusplitt setzt bei gewalztem Gußasphalt
die Arbeitsschritte Erhitzen, Umhüllen mit Bitumen, Transport
und Lager auf der Baustelle, Aufstreuen einer definierten Menge (12–15
kg/qm), Einkneten mit einer Gummiradwalze, Nachwalzen mit einer
Glattmantelwalze, Abkehren, Aufnehmen und Abtransportieren des überschüssigen
Abstreusplitts voraus. Aus dieser Verfahrensweise resultieren auch
Risiken für Griffigkeit, Lärmentwicklung und Fahrkomfort.
Hat das Gußasphaltmischgut zu viel Mörtel an der
Oberfläche, dann versinkt der Abstreusplitt. Bei zu wenig
Mörtel an der Oberfläche haftet der nachträglich
aufgebrachte Abstreusplitt nicht. Gegebenenfalls ergeben sich auch aufgrund
unterschiedlicher Einbaudicken und zu niedriger Einbautemperaturen
oder auch durch einen ungünstigen Walzeneinsatz zu rauhe
Oberflächen.
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Gleichwohl
ist Gußasphalt die wirtschaftlichste und längstlebige
Fahrbahndeckschicht aus Asphalt für hochbelastete Verkehrsflächen.
Durch die Dichtigkeit von Gußasphalt wird der Bindemittelanteil,
also das Bitumen, vor Oxidation und nachfolgender Versprödung
geschützt und es wird verhindert, daß Wasser in
die Straßenkonstruktion eindringt.
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In
jüngerer Zeit verarbeitet man auch Gußasphaltmischgut
in einem modifizierten Verfahren zu Fahrbahndeckschichten. Dieser
lärmtechnisch verbesserte Gußasphalt wird mit
10 bis 13 kg/qm Abstreusplitt mit speziellen Eigenschaften hinsichtlich Korngröße
und Kornform verarbeitet. Dieser Abstreusplitt wird jedoch nicht
eingewalzt. Der Einbau dieser Art von Gußasphaltmischgut
ist jedoch sehr schwierig, da alle Einbauparameter, also Einbautemperatur, kein
Niederschlag bereits am Tag vor dem Einbau, richtige Temperatur
des heißen Abstreusplitts, eingehalten werden müssen.
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Im
Regelwerk Technische Lieferbedingungen für Asphaltmischgut
für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen (TL
Asphalt-StB 07) wird als übliche Rezeptur für
Gußasphaltmischgut folgendes genannt und zugelassen (M.-%
ist der prozentuale Anteil der Masse des Bestandteils an der Gesamtmasse der
Probe oder Mischung):
- – Splittgehalt
(Gesteinskörnung > 2
mm) zwischen 35 M.-% und 55 M.-%,
- – Sandgehalt (Natur- und/oder Brechsand; Körnung > 0,063 mm, < 2 mm) zwischen
25 M.-% und 45 M.-%,
- – Füllergehalt (Gesteinskörnung < 0,063 mm) zwischen
20 M.-% und 32 M.-%,
- – Bindemittelgehalt zwischen 6,8 M.-% und 8,5 M.-%.
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Vielfach
wird auch ein geringer Anteil von Naturasphalt zugesetzt. Außerdem
werden in unterschiedlichem Umfang Zusatzstoffe und/oder Zuschlagstoffe
eingesetzt, teilweise auch um die Viskosität des Bitumens
so zu verändern, daß eine Verarbeitung bei etwas
niedrigeren Einbautemperaturen erfolgen kann.
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Während
Walzasphalt mit normalen Lastkraftwagen zum Einsatzort transportiert
werden kann, bedarf der Transport des heißen Gußasphalts zum
Einsatzort der Verwendung von speziellen Gußasphaltkochern.
Das sind speziell ausgerüstete Lastkraftwagen, in deren
Transportbehälter das Gußasphaltmischgut dauernd
gerührt und auf seiner optimalen Temperatur, insbesondere
etwas höher als die Einbautemperatur, gehalten wird. Damit
ist der Transport von Gußasphaltmischgut aufwendiger als der
von Walzasphaltmischgut.
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Der
Erfindung liegt nun das Problem zugrunde, ein Gußasphaltmischgut
für Fahrbahndeckschichten anzugeben, das ohne das aufwendige
Abstreuen mit Splitt in einem zweiten Arbeitsgang beim Einbau auskommt
und dennoch gute Eigenschaften bezüglich Ebenheit, Lärmminderung
und Griffigkeit aufweist. Eine entsprechende Fahrbahndeckschicht ist
ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Auch das Herstellungsverfahren
einer solchen Fahrbahndeckschicht soll verbessert werden. Schließlich
soll auch der Transport des Gußasphaltmischgutes für
Fahrbahndeckschichten gegenüber dem Stand der Technik optimiert
werden.
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Das
zuvor aufgezeigte Problem ist bei einem Gußasphaltmischgut
mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale
des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße
Gußasphaltmischgut hat also folgende Zusammensetzung:
- – Splittgehalt mit einer Gesteinskörnung > 2 mm zwischen 65 M.-%
und 75 M.-%,
- – Sandgehalt an Natur- und Brechsand mit einer Körnung > 0,063 mm und < 2 mm zwischen 6 M.-%
und 15 M.-%,
- – Füllergehalt mit einer Gesteinskörnung < 0,063 mm zwischen
15% und 20%,
- – Bindemittelgehalt zwischen 6,0 und 8,5 M.-%, vorzugsweise
zwischen 6,8 und 7,5 M.-%.
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Wesentlich
für die Erfindung ist also eine veränderte Zusammensetzung
des Gußasphaltmischgutes im Vergleich mit den oben angegebenen,
bisher üblichen Werten. Wesentlich für das erfindungsgemäße
Gußasphaltmischgut ist ein sehr bindemittelreicher, feinkörniger
Mörtel in einem vergleichsweise geringen Anteil.
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Auch
bei dem erfindungsgemäßen Gußasphaltmischgut
wird vorzugsweise die Klasse 0/8 (mit einem Größtkorn
von 8 mm) oder 0/5 (mit einem Größtkorn von 5
mm) realisiert werden.
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Nach
besonders bevorzugter Lehre der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Sandgehalt an Natur- und Brechsand mit einer Korngröße < 1 mm bereits zwischen
6 M.-% und 12 M.-% liegt. Das ist eine besonders bevorzugte Klassierung,
die zur Optimierung des erfindungsgemäßen Gußasphaltmischgutes
beiträgt.
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Vorzugsweise
wird der Sandgehalt ganz überwiegend aus Natursand bestehen,
gegebenenfalls auch Natursand in Form von Quarzsand. Brechsand sollte
bevorzugt nur eine geringe Komponente des Sandanteils bilden.
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Für
den Füller ist von besonderem Vorteil, wenn es sich ganz überwiegend
oder ausschließlich um Kalksteinfüller, also Gesteinsmehl
aus Kalkstein handelt. Das führt zu der gewünschten
Mörteleigenschaft im Gußasphaltmischgut. Darüber
hinaus ist auch der teilweise oder gesamte Ersatz durch Füller aus
anderen Gesteinen mit bestimmten Eigenschaften (z. B. versteifend)
möglich.
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Das
erfindungsgemäße Gußasphaltmischgut hat
die die Oberflächeneigenschaften bestimmenden Gesteinskörnungen
bereits von vorneherein im Gußasphaltmischgut enthalten.
Das spiegelt sich in dem wesentlich erhöhten Splittgehalt
mit Gesteinskörnungen > 2
mm wieder. Die die Oberflächeneigenschaften der Fahrbahndeckschicht
bestimmenden Gesteinskörnungen brauchen also nicht mehr
in einem weiteren Arbeitsgang als Abstreugut appliziert werden.
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Auch
für das erfindungsgemäße Gußasphaltmischgut
gilt, daß das Bindemittel vorzugsweise ein polymermodifiziertes
Bitumen gemäß DIN EN 12591 oder
ein Straßenbaubitumen ist.
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Schließlich
gilt auch für das erfindungsgemäße Gußasphaltmischgut,
daß die Viskosität des Bitumens durch die Verwendung
von viskositätsveränderden Bindemitteln oder durch
die Verwendung von viskositätsverändernden Zusätzen
zum Bindemittel gesenkt und dadurch die Einbautemperatur des Gußasphaltmischgutes
gesenkt werden kann. Insbesondere kommt man mit dem erfindungsgemäßen
Gußasphaltmischgut auch mit Verwendung geeigneter Additive
zu einer unteren Einbautemperatur von etwa 180°C im Vergleich
mit einer Temperaturuntergrenze bisher von ca. 200°C.
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Wesentlich
ist, daß das erfindungsgemäße Gußasphaltmischgut
auf der Fahrbahn keinem zusätzlichen Abstreuschritt unterworfen
werden muß, obwohl es hinsichtlich der Einhaltung der Einbauparameter
weit weniger empfindlich ist als das eingangs erläuterte,
lärmtechnisch verbesserte Gußasphaltmischgut oder
auch als der herkömmliche, gewalzte Gußasphalt.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Einbau einer Fahrbahndeckschicht
aus einem erfindungsgemäßen Gußasphaltmischgut.
Erfindungsgemäß wird hier das Gußasphaltmischgut nach
einem der Ansprüche 1 bis 6 eingesetzt.
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Nach
besonders bevorzugter Lehre der Erfindung gilt, daß das
Gußasphaltmischgut mit einer Temperatur zwischen etwa 180°C
und 230°C, vorzugsweise zwischen etwa 180°C und
etwa 200°C, auf dem Fahrbahnunterbau eingebaut wird. Hier
handelt es sich um die Einbautemperatur des Gußasphaltmischgutes.
Durch das Einbauverfahren mit Gußasphaltmischgut oder mit
Straßenfertiger wird erreicht, daß das Gußasphaltdeckschichtmischgut sich
im Querschnitt mit unterschiedlicher Dichtigkeit darstellt. So liegt
im unteren Be reich ein klassisches Gußasphaltmischgut vor.
Im mittleren Bereich ist vorteilhaft ein geringes Hohlraumangebot,
in Anlehnung an einen Splittmastixasphalt. Der oberste Bereich der Gußasphaltdeckschicht
erinnert mit seinem Hohlraumangebot eher an einen offenporigen Asphalt.
Diese Aufteilung im Querschnitt vereint die Vorteile aller drei
genannten Deckschichtmischgüter in einer Schicht.
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Erfindungsgemäß entfällt
bei dem erfindungsgemäßen Gußasphaltmischgut
der zweite Arbeitsschritt des Abstreuens mit Splitt. Das erfindungsgemäße
Gußasphaltmischgut wird, wie auch der aus dem Stand der
Technik bekannte Gußasphalt, ohne zusätzliche
Verdichtung durch Walzen eingebaut. Da der zweite Arbeitsschritt
entfällt, entfallt auch der bei herkömmlichem
Gußasphaltmischgut erforderliche Einsatz von Gummiradwalzen
und schweren Glattmantelwalzen.
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Nach
einer bevorzugten Lehre der Erfindung ist es lediglich zweckmäßig,
daß eine Nachbehandlung des auf der Unterlage eingebauten
Gußasphaltmischgutes mittels einer leichten Glattmantelwalze erfolgt,
vorzugsweise einer Glattmantelwalze mit einem Gewicht von weniger
als 6 to, insbesondere weniger als 4 to. Mit dieser Bearbeitung
erfolgt lediglich eine Ausrichtung der oberflächig liegenden
Splittkörner. Das ist mit dem Aufwand des zweiten Arbeitsganges
bei bisherigem Gußasphaltmischgut nicht zu vergleichen.
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Grundsätzlich
kann man das erfindungsgemäße Gußasphaltmischgut
auf einer geeigneten Unterlage (Asphaltbinderschicht) mit einer
klassischen schweren Gußasphaltbohle einbauen. Erfindungsgemäß ist
aber festgestellt worden, daß das vorliegende Gußasphaltmischgut
auch anders eingebaut werden kann, nämlich so, daß der
maschinelle Einbau mit einem leichten, für später
noch zu verdichtenden Walzasphalt verwendeten Straßenfertiger
erfolgt. Dabei sollte allerdings vorgesehen sein, daß bereits der
Straßenfertiger mit einer leichten Vorverdichtung der entstehenden
Fahrbahndeckschicht betrieben wird.
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Eine
Fahrbahndeckschicht aus dem erfindungsgemäßen
Gußasphaltmischgut hat eine vergleichsweise hohe Standfestigkeit
und einen hohen Verformungswiderstand. Entsprechende Tests haben vorzügliche
Werte ergeben.
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Eine
weitere positive Eigenschaft des erfindungsgemäßen
Gußasphaltmischgutes ist die Tatsache, daß es
möglich ist, anders als bei allen anderen Gußasphalteinbauverfahren,
die Unterlage mit einem Haftkleber oder aber mit einer Bitumenemulsion
anzuspritzen, zwecks besserer Verklebung der Schichten. Darüber
hinaus ist es möglich, das erfindungsgemäße
Gußasphaltmischgut auch bei feuchter Unterlage einzubauen.
Der entstehende Dampf entweicht durch feinste Poren ohne die Verklebung
zu beeinträchtigen. Der Belag bleibt im unteren Bereich
des Querschnittes dicht wie ein herkömmlicher Gußasphalt.
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Ein
besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Gußasphaltmischgutes
und der Herstellung einer Fahrbahndeckschicht besteht darin, daß eine Fahrbahnmarkierung
unmittelbar nach Herstellung der Fahrbahndeckschicht bereits endgültig
aufgebracht werden kann. Anders als bei dem mit Abstreusplitt versehenen
Gußasphaltmischgut muß also nicht später
nach einigen Wochen oder Monaten erneut eine Fahrbahnmarkierung
aufgebracht werden.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Transport des Gußasphaltmischgutes
an einen Einsatzort, wo es zu einer Fahrbahndeckschicht eingebaut
werden soll. Für dieses Transportverfahren ist es erfindungsgemäß zweckmäßigerweise
möglich, daß der Transport mittels normaler Lastkraftwagen,
gegebenenfalls mit eingebauter Isolier- und/oder Heizvorrichtung,
also Lastkraftwagen ohne Rührvorrichtung für das
Gußasphaltmischgut, erfolgt.
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Grundsätzlich
kann man das erfindungsgemäße Gußasphaltmischgut
auch in den für das bekannte Gußasphaltmischgut
verwendeten Gußasphaltkochern transportieren, also während
des Transports dauernd rühren und auf hoher Temperatur halten.
Aufgrund seiner anderen Zusammensetzung ist das erfindungsgemäße
Gußasphaltmischgut aber auf ein dauerndes Rühren
in einem Gußasphaltkocher nicht angewiesen. Das Gußasphaltmischgut verbleibt
vielmehr auch beim Transport über lange Zeit in seiner
Mischung stabil und zeigt nur eine geringe Absetzneigung.
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Das
erfindungsgemäß zusammengesetzte Gußasphaltmischgut
erlaubt eine Verschiebung der unteren Einbautemperaturgrenze um
etwa 20°C bis zu einer Untergrenze von etwa 180°C
und senkt den CO2-Ausstoß.
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Anhand
einer Gegenüberstellung des bekannten Verfahrens zur Herstellung
einer Fahrbahndeckschicht und des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung einer Fahrbahndeckschicht mit dem erfindungsgemäßen
Gußasphaltmischgut sollen die beiden Systeme nochmals miteinander
verglichen werden:
Der herkömmliche Einbau einer Fahrbahndeckschicht
aus gewalztem Gußasphalt läuft in der Regel wie
folgt ab:
- – Vorlegen zweier Randstreifen
aus Gußasphalt mit einer Breite von je 0,5 m als seitliche
Begrenzung und als Auflage für die Raupenfahrwerke der Gußasphaltbohle,
- – Einbau des Gußasphaltmischgutes mit der
Gußasphaltbohle mit einem Größtkorn,
das auf die spätere Nutzung abgestimmt ist,
- – Aufbringen des Abstreusplitts mit ca. 12 bis 15 kg/qm,
- – Einkneten des Abstreusplitts mittels einer Gummiradwalze
mit gleichzeitiger Vorbeugung gegen Blasenbildung im Falle einer
feuchten Unterlage,
- – Glätten der Unebenheiten, die durch den
Einsatz der Gummiradwalze entstanden sind, mittels einer schweren,
breiten Glattmantelwalze,
- – Abkehren und Entsorgen des abgekehrten Abstreusplitts,
- – Aufbringen einer vorläufigen Markierung,
um den Verkehr freigeben zu können, die jedoch durch Splittverlust
der Oberfläche nach einiger Zeit erneuert werden muß,
- – Schneiden und Vergießen der Fugen zwischen der
Fahrbahndeckschicht und den Randstreifen.
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Verwendet
man für das Herstellen einer Fahrbahndeckschicht aus dem
erfindungsgemäßen Gußasphaltmischgut
einen typischen Straßenfertiger für Walzasphalt,
der auf Raupenfahrwerke verzichtet, so reduziert sich das erfindungsgemäße
Verfahren auf zwei Arbeitsschritte:
- – Einstellen
des Straßenfertigers auf eine leichte Vorverdichtung in
Bezug auf die vorgesehene Dicke des Gußasphaltmischgutes,
Einbau des Gußasphaltmischgutes mittels des Straßenfertigers
in voller Einbaubreite (keine außenliegenden Raupenfahrwerke)
als Fahrbahndeckschicht,
- – Leichtes Abwalzen der Oberfläche der Fahrbahndeckschicht
mittels einer leichten Glattmantelwalze zur Ausrichtung der oberflächig
liegenden Splittkörner.
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Auf
die zuvor beschriebene Oberfläche kann, da kein abzukehrender
Abstreusplitt vorhanden ist, sofort die endgültige Fahrbahnmarkierung aufgebracht
werden.
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Selbst
bei Verwendung einer herkömmlichen Gußasphaltbohle
ist das erfindungsgemäße Verfahren noch weitaus
effektiver als das bekannte Verfahren zur Herstellung einer Fahrbahndeckschicht.
Es treten dann lediglich die für die Ausbildung der Randstreifen
für die Raupenfahrwerke der Gußasphaltbohle erforderlichen
Verfahrensschritte hinzu. Bei den Vorteilen der Ebenflächigkeit,
der Griffigkeit und der Markierung bleibt es.
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Die
Oberflächentextur des erfindungsgemäßen
Gußasphaltmischgutes hat eine solch günstige Gestalt,
daß eine erhebliche Lärmminderung gegenüber
dem bekannten Gußasphaltmischgut zu erwarten ist. Die ebene
Oberfläche mit dort relativ flach liegenden Splittkörnern
reduziert das Abrollgeräusch von Fahrzeugen. An der Oberfläche
entsteht ein günstiger Porenraum durch das Abwalzen mit
der leichten Glattmantelwalze. Dadurch wird auch eine Drainage begünstigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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