DE102012222569A1

DE102012222569A1 - Hochverdichtungsasphalt

Info

Publication number: DE102012222569A1
Application number: DE201210222569
Authority: DE
Inventors: Norwin Richter
Original assignee: BAULABOR FIENSTEDT GmbH
Current assignee: BAULABOR FIENSTEDT GmbH
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-12
Anticipated expiration: 2032-12-08
Also published as: DE102012222569B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Asphaltdeckschicht (2). Erfindungsgemäß wird ein Asphaltbeton und/oder ein Splittmastixasphalt in einer derart vorgebbaren Schichtdicke (S) auf einen Untergrund aufgebracht, dass nach einem Verdichten des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts mit einem Verdichtungsgrad von mindestens 102 % Marshalldichte die Schichtdicke (S) zumindest 7 cm, bevorzugt 7 bis 12 cm, beträgt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Asphaltdeckschicht (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Asphaltdeckschicht gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Asphaltdeckschicht gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Asphalthaltige Straßenbeläge bestehen im Allgemeinen aus Schotter, Splitt, Sand, Bindemitteln, beispielsweise Bitumen oder Pech, und Füllstoffen, wie beispielsweise Kalkmehl, Quarzmehl und/oder andere Steinmehle. Die genannten Materialien werden miteinander gemischt und in Form einer fließfähigen Auftragsmasse mithilfe von Fertigern oder von Hand auf den vorbereiteten tragfähigen, gegebenenfalls gewalzten Straßenuntergrund in der gewünschten Schichtdicke aufgebracht, woran sich eine Verdichtung, beispielsweise mittels Walzen, anschließt.
Nach dem im Stand der Technik bekannten Verfahren werden Asphaltbefestigungen aus mehreren Schichten unter Verwendung unterschiedlicher Mischgutsorten hergestellt. Der Einbau des Mischgutes erfolgt dabei in Schichten oder – wenn gleiche Mischgutsorten verarbeitet werden – in Lagen übereinander. Zum Verkleben der Schichten werden Bitumenemulsionen auf die kalte Unterlage aufgespritzt. Asphaltbefestigungen werden auf Straßen sowie für andere Verkehrsflächen angewendet. Die Gesamtstärke des Aufbaus sowie die der einzelnen Schichten richten sich hauptsächlich nach den auftretenden Belastungen.
Im Allgemeinen bestehen die Asphaltbefestigungen aus Deck-, Binder- und Tragschicht. An die einzelnen Schichten werden unterschiedliche Anforderungen gestellt. Für die Asphaltdeckschicht sind hauptsächlich folgende Anforderungen wesentlich: Aus Gründen der Verkehrssicherheit sind gute Griffigkeit, hohe Ebenheit, Helligkeit und möglichst hohes Reflexionsvermögen wichtig; zur Ermöglichung einer hohen Witterungsbeständigkeit sind Abdichtung, Frost- und Raumbeständigkeit, Haftung des Bindemittels und Oxidationsbeständigkeit erforderlich und zur Sicherung einer ausreichenden Festigkeit müssen Flexibilität, Verschleiß- und Stand- sowie Ermüdungsfestigkeit gegeben sein.
Die Binderschicht hat bei den heutigen Belastungen durch Schwerverkehr die Hauptaufgabe, die Schubspannung schadlos aufzunehmen und abzuleiten. Aus diesem Grund müssen Binderschichten in erster Linie standfest sein.
Die Asphalttragschicht dient der schadlosen Aufnahme und Ableitung der auftretenden Spannungen in die darunter liegenden Bereiche. Sie müssen ebenfalls standfest zusammengesetzt sein.
Binder- und Tragschicht werden durch die Asphaltdeckschicht geschützt und haben somit keinerlei Dichtungsaufgaben.
Die bisher eingebauten Asphaltdeckschichten, Asphaltbeton und Splittmastixasphalt der Korngrößen 0/8 mm und 0/11 mm werden gemäß dem Stand der Technik in 3 cm (0/8) bis 4 cm (0/11) Schichtdicke bei einem Verdichtungsgrad im eingebauten Zustand von 97 % Marshalldichte hergestellt.
Nach Untersuchungen von Lenker (Lenker, S., Beanspruchung von bituminösen Straßenbefestigungen durch horizontale und vertikale Verkehrsbelastungen, Heft 25 1976 Mitteilungen des Prüfamtes für Bau von Landverkehrswegen der TU München) treten bei einem Kontaktdruck p_M = 1,02 N/mm², welcher den herkömmlichen, d.h. heute maximal zulässigen, Achslasten von Kraftfahrzeugen entspricht, Scherkräfte in Höhe von maximal 0,28 N/mm² am Radrand auf, welche zu Verformungen in der Asphaltdeckschicht führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Asphaltdeckschicht und eine verbesserte Asphaltdeckschicht anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens zum Herstellen einer Asphaltdeckschicht wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Hinsichtlich der Asphaltdeckschicht wird die Aufgabe durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Beim Verfahren zum Herstellen einer Asphaltdeckschicht wird erfindungsgemäß ein Asphaltbeton und/oder ein Splittmastixasphalt in einer derart vorgebbaren Schichtdicke auf einen Untergrund aufgebracht, dass nach einem Verdichten des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts mit einem Verdichtungsgrad von mindestens 102 % Marshalldichte die Schichtdicke zumindest 7 cm, bevorzugt 7 bis 12 cm, beträgt. Der Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt wird mittels zumindest einer Glattmantelwalze und/oder mittels zumindest eines Plattenverdichters verdichtet. Dabei weist eine Metalloberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters eine Beschichtung aus einem Silikonkautschuk auf. Unter dem Begriff Silikonkautschuk sind dabei auch Silikonkautschukverbindungen zu verstehen. Die Beschichtung kann auf der Metalloberfläche partiell ausgebildet sein oder die Metalloberfläche vollständig bedecken. Alternativ oder zusätzlich wird eine Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit einem Silikonöl benetzt. D. h. wenn die Glattmantelwalze und/oder der Plattenverdichter keine mit Silikonkautschuk beschichtete Metalloberfläche aufweist, so wird direkt die Metalloberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit dem Silikonöl benetzt, weist die Metalloberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters hingegen die Beschichtung aus dem Silikonkautschuk auf, so wird die durch den Silikonkautschuk gebildete Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit dem Silikonöl benetzt, und ist die Beschichtung mit Silikonkautschuk auf der Metalloberfläche nur partiell ausgebildet, so können die nicht beschichtete Metalloberfläche und/oder die mit Silikonkautschuk beschichtete Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit einem Silikonöl benetzt werden.
Durch die Beschichtung mit dem Silikonkautschuk und/oder die Benetzung mit dem Silikonöl wird ein Ankleben des heißen Asphaltbetons und/oder des heißen Splittmastixasphalts an der Glattmantelwalze und/oder am Plattenverdichter während der Verdichtung verhindert oder zumindest die Gefahr des Anklebens sehr stark reduziert.
Bei dem Silikonkautschuk handelt es sich um einen Kunststoff. Silikonkautschuke sind in den gummielastischen Zustand überführbare Massen, welche Poly(organo)siloxane enthalten, die für Vernetzungsreaktionen zugängliche Gruppen aufweisen. Als solche kommen vorwiegend Wasserstoffatome, Hydroxygruppen und Vinylgruppen in Frage, die sich an den Kettenenden befinden, aber auch in die Kette eingebaut sein können. Silikonkautschuke enthalten verstärkende Stoffe und Füllstoffe, deren Art und Menge das mechanische und chemische Verhalten der durch die Vernetzung entstehenden Silikonelastomere deutlich beeinflussen.
Silikonöle werden auch als Diorganopolysiloxane bzw. als polymerisierte Siloxane mit organischen Seitenketten bezeichnet. Sie stammen aus der Gruppe der Silikone und sind synthetische siliziumbasierte Öle.
Die Hochverdichtung auf mindestens 102 % Marshalldichte wird dadurch erreicht, dass das Verhältnis von Schichtdicke der Asphaltdeckschicht zu Größtkorngröße des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts gegenüber dem Stand der Technik signifikant vergrößert wird.
Durch das Übereinanderlegen der nunmehr zwei- bis dreifachen Anzahl an Körnern in der Asphaltdeckschicht übereinander werden wesentlich bessere Bedingungen dafür geschaffen, dass sich bei der Verdichtung des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts durch Kornumlagerung ein dichtes und hohlraumarmes Korngerüst in der Asphaltdeckschicht ausbilden kann. Gleichzeitig ermöglicht die Erhöhung der Schichtdicke und die daraus resultierende größere Wärmespeicherkapazität und die verlangsamte Auskühlung eine erhebliche Verlängerung der Verdichtungszeit für den Walzvorgang.
Durch die vergrößerte Dichte der Asphaltdeckschicht ist eine erhöhte innere Reibung des aus den Körnern gebildeten Mineralgerüstes innerhalb der Asphaltdeckschicht ermöglicht, wodurch eine Verformungsgefahr durch Umlagerung der Körner und eine daraus resultierende verringerte Scherfestigkeit vermieden ist.
Durch die dichte und wasserundurchlässige Ausbildung der Asphaltdeckschicht wird ein Wassereintritt vermieden, welcher herkömmlicherweise zu Ablösungen des Bindemittels von den Körnern führt und somit eine Schlaglochbildung forciert und eine Luftzirkulation innerhalb der Asphaltdeckschicht ermöglicht, die zur schnelleren Oxidation und Alterung des Bindemittels und zur vorzeitigen thermisch induzierten Rissbildung in der Asphaltdeckschicht führt.
Wird die Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters auf die oben beschriebene Weise mit dem Silikonöl benetzt, so wird das Silikonöl zweckmäßigerweise kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen auf die gesamte Oberfläche oder auf zumindest einen vorgegebenen Bereich der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters aufgesprüht. Beispielsweise wird die Oberfläche die Glattmantelwalze und/oder der Plattenverdichter über eine gesamte Breite oder lediglich über einen vorgegebenen Breitenbereich hinweg mit dem Silikonöl besprüht. Alternativ oder zusätzlich wird beispielsweise nur ein jeweils nachfolgend mit dem Asphaltbeton und/oder Splittmastixasphalt in Berührung kommender Bereich der Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit dem Silikonöl besprüht. Auf diese Weise werden eine optimierte Verteilung des Silikonöls und eine möglichst geringe Gefahr des Anklebens des heißen Asphaltbetons und/oder des heißen Splittmastixasphalts an der Glattmantelwalze und/oder am Plattenverdichter während der Verdichtung erreicht.
Der Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt weisen bevorzugt eine Korngröße von 0/8 mm oder 0/11 mm auf.
Der unverdichtete Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt weist zweckmäßigerweise einen Hohlraumgehalt am Marshallprobekörper von 4,0 bis 5,5 Volumenprozent auf.
Der verdichtete Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt weist besonders bevorzugt einen Hohlraumgehalt am Marshallprobekörper von höchstens 3,5 Volumenprozent auf. Durch diesen hohen Verdichtungsgrad kann die Steifigkeit und die Dauerfestigkeit der Asphaltdeckschicht signifikant erhöht werden. Die Asphaltdeckschicht ist somit dicht und wasserundurchlässig und weist eine verbesserte Verformungsbeständigkeit bei thermischer Belastung auf.
Weiterhin ist durch die dichte Ausbildung der Asphaltdeckschicht vorteilhafterweise die Alterung der Bindemittel durch Oxidation erheblich verzögert und die Lebensdauer der Asphaltdeckschicht ist signifikant vergrößert.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden der Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt in einer stationären Herstellungsanlage oder in einem Remixverfahren mittels einer mobilen Herstellungsanlage vor Ort hergestellt. Dadurch ist eine industrielle und kostenökonomische Massenproduktion in einer stationären Herstellungsanlage ermöglicht oder eine zeitsparende und transportkostenreduzierte Produktion direkt am Verarbeitungsort und unter Verwendung von Teilen einer abgetragenen vorherigen Asphaltdeckschicht ermöglicht.
Das Verdichten des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts erfolgt vorteilhafterweise mit einem wasserfreien Verdichtungsverfahren zumindest bis zu einem Deckenschluss des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts. Durch eine herkömmliche Wasserberieselung eines Verdichtungswerkzeugs wird der Oberflächenbereich des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts stark abgekühlt, wodurch die Verdichtung behindert wird und ein vergrößerter Hohlraumgehalt in der Asphaltdeckschicht resultiert. Weiterhin besteht die Gefahr der Bildung von Walzrissen durch das zu große Temperaturgefälle zwischen dem Oberflächenbereich des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts und einem darunter liegenden mittleren Bereich.
Das Verdichten des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts erfolgt bevorzugt mit einem beheizbaren Verdichtungswerkzeug und/oder einer Brechsand- und/oder Feinsplittvorlage am Verdichtungswerkzeug. Dadurch wird ein Anhaften des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts am Verdichtungswerkzeug sicher vermieden.
Als Bindemittel im Asphaltbeton und/oder im Splittmastixasphalt wird besonders bevorzugt ein Bitumen 70/100 verwendet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:
1 schematisch einen Schichtaufbau eines herkömmlichen Straßenbelags,
2 schematisch einen Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Straßenbelags in einer ersten Ausführungsvariante und
3 schematisch einen Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Straßenbelags in einer zweiten Ausführungsvariante.
1 zeigt schematisch einen Schichtaufbau einer herkömmlichen Asphaltbefestigung 1. Asphaltbefestigungen 1 werden aus mehreren Schichten unterschiedlicher und vorgebbarer Stärke und unter Verwendung unterschiedlicher Mischgutsorten hergestellt.
Dabei bestehen die Asphaltbefestigungen 1 vorzugsweise aus einer Asphaltdeckschicht 2, einer Binderschicht 3 und einer Tragschicht 4. An diese einzelnen Schichten werden unterschiedliche Anforderungen gestellt.
Für die Asphaltdeckschicht 2 sind hauptsächlich folgende Anforderungen wesentlich: Aus Gründen der Verkehrssicherheit sind gute Griffigkeit, hohe Ebenheit, Helligkeit und möglichst hohes Reflexionsvermögen wichtig; zur Ermöglichung einer hohen Witterungsbeständigkeit sind Abdichtung, Frost- und Raumbeständigkeit, Haftung des Bindemittels und Oxidationsbeständigkeit erforderlich und zur Sicherung einer ausreichenden Festigkeit müssen Flexibilität, Verschleiß- und Stand- sowie Ermüdungsfestigkeit gegeben sein.
Die Binderschicht 3 hat bei den heutigen Belastungen durch Schwerverkehr die Hauptaufgabe, die Schubspannung schadlos aufzunehmen und abzuleiten. Aus diesem Grund müssen Binderschichten in erster Linie standfest sein.
Die Asphalttragschicht 4 dient der schadlosen Aufnahme und Ableitung der auftretenden Spannungen in die darunter liegenden Bodenbereiche. Sie müssen ebenfalls standfest zusammengesetzt sein.
Binder- und Tragschicht 3, 4 werden durch die Asphaltdeckschicht 2 geschützt und haben somit keinerlei Dichtungsaufgaben.
Herkömmliche Asphaltdeckschichten, wie in 1 dargestellt, werden aus Asphaltbeton und/oder Splittmastixasphalt der Korngrößen 0/8 mm und 0/11 mm in 3 cm (0/8) bis 4 cm (0/11) Schichtdicke bei einem Verdichtungsgrad im eingebauten Zustand von 97 % Marshalldichte hergestellt.
2 zeigt schematisch einen Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Straßenbelags in einer ersten Ausführungsvariante.
3 zeigt schematisch einen Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Straßenbelags in einer zweiten Ausführungsvariante.
Eine mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens herstellbare Asphaltdeckschicht 2 wird aus einem Asphaltbeton und/oder einem Splittmastixasphalt, welcher eine Korngröße von 0/8 mm oder 0/11 mm und einen Hohlraumgehalt am Marshallprobekörper von 4,0 bis 5,5 Volumenprozent aufweist, gebildet. Der Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt wird in einer derart vorgebbaren Schichtdicke S auf einen Untergrund, insbesondere eine Binderschicht 3 aufgebracht, dass nach einem Verdichten des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts mit einem Verdichtungsgrad von mindestens 102 % Marshalldichte die Schichtdicke S zumindest 7 cm, bevorzugt 7 bis 12 cm, beträgt.
Dabei weist der zur Asphaltdeckschicht 2 verdichtete Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt einen Hohlraumgehalt am Marshallprobekörper von höchstens 3,5 Volumenprozent auf.
Diese Hochverdichtung des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts auf mindestens 102 % Marshalldichte wird dadurch erreicht, dass das Verhältnis von Schichtdicke S der Asphaltdeckschicht 2 zur Größtkorngröße des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts gegenüber dem Stand der Technik signifikant vergrößert wird.
Im Verfahren wird der Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt mittels zumindest einer Glattmantelwalze und/oder mittels zumindest eines Plattenverdichters verdichtet. Dabei weist eine Metalloberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters eine Beschichtung aus einem Silikonkautschuk auf. Die Beschichtung kann auf der Metalloberfläche partiell ausgebildet sein oder die Metalloberfläche vollständig bedecken.
Alternativ oder zusätzlich wird eine Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit einem Silikonöl benetzt. D. h. wenn die Glattmantelwalze und/oder der Plattenverdichter keine mit Silikonkautschuk beschichtete Metalloberfläche aufweist, so wird direkt die Metalloberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit dem Silikonöl benetzt, weist die Metalloberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters hingegen die Beschichtung aus dem Silikonkautschuk auf, so wird die durch den Silikonkautschuk gebildete Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit dem Silikonöl benetzt, und ist die Beschichtung mit Silikonkautschuk auf der Metalloberfläche nur partiell ausgebildet, so können die nicht beschichtete Metalloberfläche und/oder die mit Silikonkautschuk beschichtete Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit einem Silikonöl benetzt werden.
Durch die Beschichtung mit dem Silikonkautschuk und/oder die Benetzung mit dem Silikonöl wird ein Ankleben des heißen Asphaltbetons und/oder des heißen Splittmastixasphalts an der Glattmantelwalze und/oder am Plattenverdichter während der Verdichtung verhindert oder zumindest die Gefahr des Anklebens sehr stark reduziert.
Wird die Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters auf die oben beschriebene Weise mit dem Silikonöl benetzt, so wird das Silikonöl zweckmäßigerweise kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen auf die gesamte Oberfläche oder auf zumindest einen vorgegebenen Bereich der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters aufgesprüht. Beispielsweise wird die Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder der Plattenverdichter über eine gesamte Breite oder lediglich über einen vorgegebenen Breitenbereich hinweg mit dem Silikonöl besprüht. Alternativ oder zusätzlich wird beispielsweise nur ein jeweils nachfolgend mit dem Asphaltbeton und/oder Splittmastixasphalt in Berührung kommender Bereich der Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit dem Silikonöl besprüht. Auf diese Weise werden eine optimierte Verteilung des Silikonöls und eine möglichst geringe Gefahr des Anklebens des heißen Asphaltbetons und/oder des heißen Splittmastixasphalts an der Glattmantelwalze und/oder am Plattenverdichter während der Verdichtung erreicht.
Die im Verfahren zum Herstellen einer Asphaltdeckschicht 2 verwendete und oben beschriebene Verdichtung des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts mittels zumindest einer Glattmantelwalze und/oder mittels zumindest eines Plattenverdichters, wobei die Metalloberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters eine Beschichtung aus einem Silikonkautschuk aufweist und/oder wobei die Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit einem Silikonöl benetzt wird, gilt für alle im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele.
In der in 2 dargestellten ersten Ausführungsvariante ist eine Dicke der Binderschicht 3 im Vergleich zum Stand der Technik verringert und die Schichtdicke S der Asphaltdeckschicht 2 ist vergrößert.
In der in 3 dargestellten zweiten Ausführungsvariante wird die Asphaltdeckschicht 2 direkt auf die Tragschicht 4 aufgetragen, so dass keine Binderschicht 3 vorhanden ist und die Schichtdicke S der Asphaltdeckschicht 2 im Vergleich zum Stand der Technik vergrößert ist.
Durch das durch die vergrößerte Schichtdicke S ermöglichte Übereinanderlegen der nunmehr zwei- bis dreifachen Anzahl an Körnern innerhalb der Asphaltdeckschicht 2 werden wesentlich bessere Bedingungen dafür geschaffen, dass sich bei der Verdichtung des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts durch Kornumlagerung ein dichtes und hohlraumarmes Korngerüst in der Asphaltdeckschicht 2 ausbilden kann. Gleichzeitig ermöglicht die Erhöhung der Schichtdicke S und die daraus resultierende größere Wärmespeicherkapazität und die verlangsamte Auskühlung eine erhebliche Verlängerung der Verdichtungszeit für den Walzvorgang.
Eine Scherfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Asphaltdeckschicht 2 bei 60° Celsius beträgt vorteilhafterweise mindestens 0,28 N/mm².
Die Hochverdichtung des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts erfolgt vorteilhafterweise mit einem wasserfreien Verdichtungsverfahren. Ein solches wasserfreies Verdichtungsverfahren wird zumindest bis zu einem sogenannten Deckenschluss des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts angewendet.
Dadurch ist eine herkömmliche Wasserberieselung eines Verdichtungswerkzeugs unnötig, welche einen Oberflächenbereich 5 des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts stark abgekühlt, wodurch die Verdichtung behindert wird und ein vergrößerter Hohlraumgehalt in der Asphaltdeckschicht 2 entsteht. Weiterhin besteht die Gefahr der Bildung von Walzrissen durch das zu große Temperaturgefälle zwischen dem Oberflächenbereich 5 des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts und einem darunter liegenden mittleren Bereich 6.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Verdichten des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts bevorzugt mit einem herkömmlichen, nicht dargestellten beheizbaren Verdichtungswerkzeug.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Brechsand- und/oder Feinsplittvorlage am Verdichtungswerkzeug erfolgen. Dabei wird bevorzugt eine Brechsand- und/oder Feinsplittvorlage von mindestens 2 kg/m² angewendet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können beide vorgenannten Ausführungsformen kombiniert werden.
Durch diese Maßnahmen, zusätzlich zu der oben beschriebenen Beschichtung der Metalloberfläche der zum Verdichten verwendeten Glattmantelwalze und/oder des zum Verdichten verwendeten Plattenverdichters mit Silikonkautschuk und/oder zur Benetzung der Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit einem Silikonöl, wird ein Anhaften des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts am Verdichtungswerkzeug sicher vermieden.
Die wasserfreie Verdichtung erfolgt beispielsweise durch beheizte Gummirad- und/ oder Glattmantelwalzen und/oder Plattenverdichter, welche in statischen und/oder dynamischen Betriebsarten betrieben werden.
Dabei sind Gummiradwalzen vorzugsweise beheizt ausgebildet und werden in statischer oder dynamischer Betriebsart verwendet. Glattmantelwalzen können beheizt werden und in statischer oder dynamischer Betriebsart verwendet werden und bevorzugt mit einer Brechsand- und/oder Feinsplittvorlage betrieben werden. Herkömmliche Plattenverdichter können beheizt und/oder mit einer Brechsand- und/oder Feinsplittvorlage betrieben werden.
Alle vorgenannten Verdichtungswerkzeuge können in unterschiedlichen Kombinationen zur Herstellung einer Asphaltdeckschicht 2 angewendet werden, wobei die Herstellung der Asphaltdeckschicht 2 mehrere Verdichtungsvorgänge mit vorzugsweise verschiedenen Verdichtungswerkzeugen umfasst. Dabei variieren insbesondere die Werkzeuggewichte zwischen den einzelnen Verdichtungsvorgängen.
Als Bindemittel im Asphaltbeton und/oder im Splittmastixasphalt wird besonders bevorzugt ein herkömmlicher Bitumen 70/100 verwendet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden der Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt in einer herkömmlichen stationären Herstellungsanlage produziert und anschließend an den Verwendungsort transportiert. Dadurch ist eine industrielle und kostenökonomische Massenproduktion ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden der Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt in einem herkömmlichen Remixverfahren unter Verwendung von Teilen einer abgetragenen vorherigen Asphaltdeckschicht mittels einer mobilen Herstellungsanlage vor Ort hergestellt. Dadurch ist eine zeitsparende und transportkostenreduzierte Herstellung des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts direkt am Verarbeitungsort ermöglicht.

In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Splittmastixasphalt 0/11 mm mit folgenden Mischguteigenschaften zur Herstellung der Asphaltdeckschicht 2 verwendet:

Bindemittelgehalt	[Masse %]	5,5
Bitumen Penetration	[0,1 mm]	70/100
Füller 0,0–0,063 mm	[Masse %]	10,9
Faserstoff	[Masse %]	0,2
Brechsand 0,063–2,0 mm	[Masse %]	17,9
Splitt > 2 mm	[Masse %]	71,0

Ein solcher Splittmastixasphalt 0/11 mm weist einen Hohlraumgehalt am Marshallprobekörper von 4,2 Volumenprozent auf. Der Splittmastixasphalt 0/11 mm wird mit einem herkömmlichen Straßenfertiger in einer solchen Schichtdicke S eingebaut, dass nach der Endverdichtung des Splittmastixasphalts 0/11 mm mit dem Verdichtungswerkzeug, beispielsweise einer herkömmlichen Walze, eine Schichtdicke S von 10 cm erreicht ist. Dabei ist das Verhältnis von Schichtdicke S der Asphaltdeckschicht 2 zur Größtkorngröße des Splittmastixasphalt 0/11 mm vorteilhafterweise 9,1 und ein Verdichtungsgrad von mindestens 102 % Marshalldichte ist erreicht. Zur Vermeidung von Walzrissen und zur Erzielung eines besseren Verdichtungsgrads im Oberflächenbereich 5 bis zum so genannten Deckenschluss erfolgen zumindest die ersten Walzvorgänge mit beheizten Gummiradwalzen.
Beim statischen oder dynamischen Einsatz von Glattmantelwalzen mit Stahlbandagen ist durch Beheizung oder durch eine herkömmliche Splittvorlage und/oder Brechsandvorlage von mindestens 2 kg/m² der Wassereinsatz zur Vermeidung der Verklebung des heißen Splittmastixasphalts 0/11 mm mit den Walzbandagen vermeidbar.
Der Einsatz von Glattmantelwalzen mit Wasserberieselung darf erst nach Erzielung des Deckenschlusses der Asphaltdeckschicht 2 erfolgen.
Eine derart hergestellte Asphaltdeckschicht 2 weist, Untersuchungen an einem Bohrkern zufolge, einen Verdichtungsgrad von 103 % Marshalldichte, einen Hohlraumgehalt von 1,5 Volumenprozent und eine Scherfestigkeit von 0,34 N/mm²auf.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Asphaltbeton 0/11 mm mit folgenden Mischguteigenschaften zur Herstellung der Asphaltdeckschicht 2 verwendet:

Bindemittelgehalt [Masse %] 5,0

Bitumen Penetration [0,1 mm] 70/100

Füller 0,0–0,063 mm [Masse %] 11,2

Brechsand 0,063–2,0 mm [Masse %] 36,8

Splitt > 2 mm [Masse %] 52,0
Ein solcher Asphaltbeton 0/11 mm weist einen Hohlraumgehalt am Marshallprobekörper von 4,5 Volumenprozent auf. Der Asphaltbeton 0/11 mm wird mit einem herkömmlichen Straßenfertiger mit zwei Vorverdichtungselementen, d. h. einer höherverdichtende Bohle und einem Kantenschuh, in einer solchen Schichtdicke S eingebaut, dass nach der Endverdichtung des Asphaltbetons 0/11 mm mit dem Verdichtungswerkzeug, beispielsweise einer herkömmlichen Walze, eine Schichtdicke S von 8 cm erreicht ist. Dabei ist das Verhältnis von Schichtdicke S der Asphaltdeckschicht 2 zur Größtkorngröße des Splittmastixasphalts 0/11 mm vorteilhafterweise 7,3 und ein Verdichtungsgrad von mindestens 102 % Marshalldichte ist erreicht. Zur Vermeidung von Walzrissen durch die Wasserkühlung im Oberflächenbereich 5 und zur Erzielung eines besseren Verdichtungsgrads auch im Oberflächenbereich 5 bis zum so genannten Deckenschluss erfolgen zumindest die ersten Walzvorgänge mit beheizten Gummiradwalzen.
Beim statischen oder dynamischen Einsatz von Glattmantelwalzen mit Stahlbandagen ist durch Beheizung oder durch eine herkömmliche Splittvorlage und/oder Brechsandvorlage von mindestens 2 kg/m² der Wassereinsatz zur Vermeidung der Verklebung des heißen Splittmastixasphalts 0/11 mm mit den Walzbandagen vermeidbar.
Der Einsatz von Glattmantelwalzen mit Wasserberieselung darf erst nach Erzielung des Deckenschlusses der Asphaltdeckschicht 2 erfolgen.
Alternativ oder in Kombination kann als Verdichtungswerkzeug an Stelle der Walze oder zusätzlich zur Walze ein Plattenverdichter eingesetzt werden.
Eine derart hergestellte Asphaltdeckschicht 2 weist, Untersuchungen an einem Bohrkern zufolge, einen Verdichtungsgrad von 102,8 % Marshalldichte, einen Hohlraumgehalt von 1,8 Volumenprozent und eine Scherfestigkeit von 0,36 N/mm²auf.
In einem dritten Ausführungsbeispiel wird eine verformte herkömmliche Asphaltbetonschicht mit durchschnittlich 4 cm Einbaustärke und folgender Zusammensetzung:

Bindemittelgehalt [Masse%] 6,4

Bitumen EP RuK [°C] 54,0

Füller 0,0–0,063 mm [Masse%] 12,4

Sand 0,063–2,0 mm [Masse%] 37,0

Splitt > 2 mm [Masse%] 50,6

im herkömmlichen Baustellenmischverfahren erhitzt und aufgenommen. Eine solche herkömmliche Asphaltbetonschicht weist einen Hohlraumgehalt am Marshallprobekörper von 1,4 Volumenprozent auf. Der aufgenommenen und erhitzten Asphaltbetonschicht wird Ergänzungsmischgut in einer Menge von 100 kg/m² und mit einer Temperatur von 160°C und folgender Zusammensetzung:

Bindemittelgehalt [Masse %] 3,6

Bitumen Penetration [0,1 mm] 70/100

Füller 0,0–0,063 mm [Masse %] 7,6

Brechsand 0,063–2,0 mm [Masse %] 39,0

Splitt > 2 mm [Masse %] 53,4
zugegeben und vermischt und in 8 cm Schichtdicke S eingebaut und auf mindestens 102 % Marshalldichte Verdichtungsgrad endverdichtet.
Hierbei erfolgt die Verdichtung mit beheizbaren Gummiradwalzen und wasserfreien Glattmantelwalzen unter Vorlage von mindestens 2 kg/m² Brechsand und/ oder Feinsplitt.
Eine derart hergestellte Asphaltdeckschicht 2 weist, Untersuchungen an einem Bohrkern zufolge, einen Verdichtungsgrad von 103,1 % Marshalldichte, einen Hohlraumgehalt von 2,5 Volumenprozent und eine Scherfestigkeit von 0,32 N/mm²auf.
Bezugszeichenliste

1: Asphaltbefestigung
2: Asphaltdeckschicht
3: Binderschicht
4: Tragschicht
5: Oberflächenbereich
6: mittlerer Bereich
S: Schichtdicke

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Asphaltdeckschicht (2) nach DE 10 2011 051 811.8, wobei ein Asphaltbeton und/oder ein Splittmastixasphalt in einer derart vorgebbaren Schichtdicke (S) auf einen Untergrund aufgebracht wird, dass nach einem Verdichten des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts mit einem Verdichtungsgrad von mindestens 102 % Marshalldichte die Schichtdicke (S) zumindest 7 cm, bevorzugt 7 bis 12 cm, beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt mittels zumindest einer Glattmantelwalze und/oder mittels zumindest eines Plattenverdichters verdichtet wird, wobei eine Metalloberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters eine Beschichtung aus einem Silikonkautschuk aufweist und/oder wobei eine Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit einem Silikonöl benetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt eine Korngröße von 0/8 mm oder 0/11 mm aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der unverdichtete Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt einen Hohlraumgehalt am Marshallprobekörper von 4,0 bis 5,5 Volumenprozent aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verdichtete Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt einen Hohlraumgehalt am Marshallprobekörper von höchstens 3,5 Volumenprozent aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt in einer stationären Herstellungsanlage oder in einem Remixverfahren mittels einer mobilen Herstellungsanlage vor Ort hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichten des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts mit einem wasserfreien Verdichtungsverfahren zumindest bis zu einem Deckenschluss des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichten des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts mit einem beheizbaren Verdichtungswerkzeug und/oder einer Brechsand- und/oder Feinsplittvorlage am Verdichtungswerkzeug erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel im Asphaltbeton und/oder im Splittmastixasphalt ein Bitumen 70/100 verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Silikonöl kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen auf die gesamte Oberfläche oder auf zumindest einen vorgegebenen Bereich der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters aufgesprüht wird.
Asphaltdeckschicht (2) nach DE 10 2011 051 811.8, hergestellt mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Asphaltbeton und/oder ein Splittmastixasphalt in einer derart vorgebbaren Schichtdicke (S) auf einen Untergrund aufbringbar ist, dass nach einem Verdichten des Asphaltbetons und/oder des Splittmastixasphalts mit einem Verdichtungsgrad von mindestens 102 % Marshalldichte die Schichtdicke (S) zumindest 7 cm, bevorzugt 7 bis 12 cm, beträgt, wobei der Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt mittels zumindest einer Glattmantelwalze und/oder mittels zumindest eines Plattenverdichters verdichtbar ist, wobei eine Metalloberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters eine Beschichtung aus einem Silikonkautschuk aufweist und/oder wobei eine Oberfläche der Glattmantelwalze und/oder des Plattenverdichters mit einem Silikonöl benetzbar ist.
Asphaltdeckschicht (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der verdichtete Asphaltbeton und/oder der Splittmastixasphalt der Asphaltdeckschicht (2) einen Hohlraumgehalt am Marshallprobekörper von höchstens 3,5 Volumenprozent aufweist, wobei als Bindemittel im Asphaltbeton und/oder im Splittmastixasphalt ein Bitumen 70/100 verwendbar ist.