eJournals Kolloquium Straßenbau in der Praxis 2/1

Kolloquium Straßenbau in der Praxis
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expert Verlag Tübingen
91
2021
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Einsatz und messtechnische Überprüfung von emissionsreduziertem Asphalt im kommunalen Straßenbau - ein Beitrag zum Klima- und Arbeitsschutz

91
2021
Thomas Schönauer
Maria Koordt
Alexander Buttgereit
Daniel Gogolin
Knut Johannsen
Hans-Hermann Weßelborg
Bereits seit vielen Jahren betreibt das Amt für Mobilität und Tiefbau (AMT) der Stadt Münster ein Umweltmanagement, wobei die Beteiligten aktiv nach umweltverträglichen Lösungen suchen und diese anwenden. Im Jahr 2018 wurde zudem durch die ständige Senatskommission zur Prüfung gesundheitlicher Arbeitsstoffe der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) der MAK-Wert (maximale Arbeitsplatz-Konzentration) für Dämpfe und Aerosole von Bitumen (Destillationsbitumen, Air-Rectified-Bitumen und Gussasphalt) auf 1,5 mg/m³ festgelegt und eine Einstufung der Kanzerogenität in die Kategorie 3B vorgenommen. Da für die Einhaltung des Grenzwertes sowohl technische Maßnahmen an der Einbautechnik als auch Veränderungen in der Materialtechnologie denkbar sind, wurden in einem Gemeinschaftsprojekt zwischen der EUROVIA Services GmbH und der Stadt Münster, vier ländlich gelegene Teststrecken zu einer Hälfte mit Warmmix-Asphalt (WMA) und als Referenz zu einer Hälfte mit konventionell heißgemischtem Asphalt hergestellt. Hierbei kam ein Radfertiger mit einer eingebauten Bohlenabsaugung zum Einsatz, mit welcher etwaige Aerosole und Dämpfe an der Übergabestelle zur Verteilerschnecke abgesaugt und vorne am Mischgutbehälter ausgeblasen werden können. Neben den mit der Eigenüberwachung einhergehenden Messungen (Mischguttemperatur, Verdichtungszustand - Isotopensonde, etc.), welche in Zusammenhang mit den Kontrollprüfungen erste positive Ergebnisse brachten, wurden zusätzliche Expositionsmessungen mit einem Photoionisationsdetektor (PID) durchgeführt. Diese PID-Messungen lieferten zwar ebenfalls plausible Ergebnisse, jedoch können keine Aussagen über die Kanzerogenität getroffen werden.
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142 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Asphaltoptimierung nach Performancekriterien 6. Zusammenfassung und Ausblick Hauptziel des Forschungsvorhabens ist es, über die die Bestimmung des Einflusses der Zusammensetzungen von Asphaltdeck- und Asphaltbinderschichtgemischen auf deren Gebrauchseigenschaften eine Herangehensweise für die Asphaltkonzeption von diesen Gemischen für zukünftige schwerste Verkehrsbelastung unter Verwendung von gebrauchsverhaltensorientierten Asphaltprüfverfahren zu entwickeln. Somit sollen Asphaltgemische entworfen werden, die hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Anforderungen optimiert sind. Die Ergebnisse der Versuchsergebnisse und der Prognoserechnungen zeigten ebenfalls, dass es bei allen untersuchten Asphaltgemischen jeweils ein Bereich des Bindemittelgehaltes ermittelt wurde, in denen sich das Griffigkeits-, das Ermüdungs- und das Verformungsverhalten nur geringfügig ändern. Anhand der Laboruntersuchungen und der Prognoserechnung konnte eine Herangehensweise zur Optimierung von Asphaltgemischen für zukünftige schwerste Verkehrsbelastung aufgestellt werden. Aufgrund einer fehlenden Kalibrierung der Prognoserechnung der Ermüdungsrissbildung für die Deckschicht, sowie die fehlende Validierung der Verfahrensweise der Spurrinnenbildung konnten die Ergebnisse nur als Relativwerte angegeben werden. Zur Ermittlung der Auswirkung der Asphaltgemische auf ihre Nutzungsdauer bzw. auf Erhaltungs-/ Erneuerungs-intervalle ist es wünschenswert, dass die Verfahren in Zukunft kalibriert bzw. validiert würden. In dieser Arbeit wurde die Optimierung der Asphaltzusammensetzung in Bezug auf die Korngrößenverteilung und des Bindemittelgehaltes für einen SMA 11 S durchgeführt. Eine Ausweitung der Optimierung der Asphaltzusammensetzung auf modifizierte und viskositätsveränderte Bindemittel sollte in weiteren Forschungen mit berücksichtigt werden. Quellenverzeichnis [1] H Al Abi 2015; Hinweise für die Planung und Ausführung von Alternativen Asphaltbinderschichten Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, FGSV Verlag GmbH; Köln; 2015 [2] RDO-Asphalt 09; Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung des Oberbaus von Verkehrsflächenbefestigung mit Asphaltdeckschichten Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, FGSV Verlag GmbH; Köln; 2009 [3] RStO 2012; Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, FGSV Verlag GmbH; Köln; 2012 [4] TL Asphalt-StB 2007; Technische Lieferbedingungen für Asphaltmischgut für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, FGSV Verlag GmbH; Köln; 2013 [5] TP Asphalt-StB Teil 24 Entwurf 2017; Spaltzug- Schwellversuch - Beständigkeit gegen Ermüdung Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, unveröffentlicht; Entwurf 2017 [6] TP Asphalt-StB Teil 26 Entwurf 2017; Spaltzug- Schwellversuch - Bestimmung der Steifigkeit Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, unveröffentlicht; Entwurf 2017 [7] ZTV Asphalt-StB 2007; Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, FGSV Verlag GmbH; Köln; 2013 [8] Dragon, I.; Reinhardt, U. Weiterentwicklung der Ansätze für die Spurrinnenprognose von Asphaltbefestigungen, Straße und Autobahn; 66. Jahrgang; Heft 4, Kirchbaum-Verlag GmbH; 2015 [9] Wellner, F.; Kamratowsky, E. Entwicklung von Asphalten für zukünftige schwerste Verkehrsbelastung, Schlussbericht zum IGF-Vorhaben Nr. 18472 BR, Dresden, 2018 [10] Radenberg, M.; Schmitz, J. Theoretische Berechnung des Bindemittelbedarfes für Dünne Schichten im Kalteinbau (DSK) Bitumen; 58. Jahrgang; Heft 2; Seiten 50-53 Urban-Verlag Hamburg/ Wien GmbH, Isernhagen; 1996 [11] Roski, S. Auswirkungen der Asphaltzusammensetzung auf das Griffigkeitsverhalten von Asphaltdeckschichtgemischen, Diplomarbeit, Dresden, 2019 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 143 Einsatz und messtechnische Überprüfung von emissionsreduziertem Asphalt im kommunalen Straßenbau - ein Beitrag zum Klima- und Arbeitsschutz Thomas Schönauer B.Eng. FH Münster - University of Applied Sciences (Forschungsgruppe Verkehrswesen), Münster, Deutschland Maria Koordt, M.Sc. Stadt Münster - Amt für Mobilität und Tiefbau, Münster, Deutschland Dr. Alexander Buttgereit Stadt Münster - Amt für Mobilität und Tiefbau, Münster, Deutschland Dr. Daniel Gogolin Ingenieurgesellschaft PTM, Dortmund, Deutschland Dr. Knut Johannsen EUROVIA Services GmbH - MPA, Bottrop, Deutschland Prof. Dr.-Ing. Hans-Hermann Weßelborg FH Münster - University of Applied Sciences (Forschungsgruppe Verkehrswesen), Münster, Deutschland Zusammenfassung Bereits seit vielen Jahren betreibt das Amt für Mobilität und Tiefbau (AMT) der Stadt Münster ein Umweltmanagement, wobei die Beteiligten aktiv nach umweltverträglichen Lösungen suchen und diese anwenden. Im Jahr 2018 wurde zudem durch die ständige Senatskommission zur Prüfung gesundheitlicher Arbeitsstoffe der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) der MAK-Wert (maximale Arbeitsplatz-Konzentration) für Dämpfe und Aerosole von Bitumen (Destillationsbitumen, Air-Rectified-Bitumen und Gussasphalt) auf 1,5 mg/ m³ festgelegt und eine Einstufung der Kanzerogenität in die Kategorie 3B vorgenommen. Da für die Einhaltung des Grenzwertes sowohl technische Maßnahmen an der Einbautechnik als auch Veränderungen in der Materialtechnologie denkbar sind, wurden in einem Gemeinschaftsprojekt zwischen der EUROVIA Services GmbH und der Stadt Münster, vier ländlich gelegene Teststrecken zu einer Hälfte mit Warmmix-Asphalt (WMA) und als Referenz zu einer Hälfte mit konventionell heißgemischtem Asphalt hergestellt. Hierbei kam ein Radfertiger mit einer eingebauten Bohlenabsaugung zum Einsatz, mit welcher etwaige Aerosole und Dämpfe an der Übergabestelle zur Verteilerschnecke abgesaugt und vorne am Mischgutbehälter ausgeblasen werden können. Neben den mit der Eigenüberwachung einhergehenden Messungen (Mischguttemperatur, Verdichtungszustand - Isotopensonde, etc.), welche in Zusammenhang mit den Kontrollprüfungen erste positive Ergebnisse brachten, wurden zusätzliche Expositionsmessungen mit einem Photoionisationsdetektor (PID) durchgeführt. Diese PID-Messungen lieferten zwar ebenfalls plausible Ergebnisse, jedoch können keine Aussagen über die Kanzerogenität getroffen werden. 144 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Einsatz und messtechnische Überprüfung von emissionsreduziertem Asphalt im kommunalen Straßenbau - ein Beitrag zum Klima- und Arbeitsschutz 1. Einleitung Der Schwerpunkt der Straßenbauarbeiten der Stadt Münster liegt schon seit Jahren in der Straßenerhaltung. Deshalb ist die Prozesskette der Straßenerhaltung nach einem Klimaschutz-Potential, insbesondere der CO2-Reduktion, untersucht worden. Bei der Betrachtung der Prozesskette ist sehr schnell deutlich geworden, dass das größte Potential in der Einsparung von CO2-Emission bei der Produktion des Asphaltes an der Mischanlage liegt (vgl. [1, S. 845ff]). Um dieses Potential zu nutzen, ist es aus Sicht des Amts für Mobilität und Tiefbau (AMT) erforderlich, verantwortlich zu handeln, in dem künftig verstärkt temperaturabgesenkter Asphalt zur Ausführung kommt. In Deutschland (also auch in Münster) besteht dabei die Problematik, dass es aktuell kaum Ansprechpartner*innen und Erfahrungen gibt, um die Technologie sofort als Standard umsetzen zu können, wodurch sich u.a. die folgenden Fragen ergeben. • Ist ein „Warmmix-Asphalt“ mit den zur Verfügung stehenden Materialien überhaupt in gleicher Qualität herstellbar? • Welche Anpassungen müssen ggf. in der Bautechnik, dem Bauprozess und dem Erhaltungsmanagement vorgenommen werden? • Welche Auswirkungen hat das auf die städtischen Klimaziele? • Welche Auswirkungen hat das auf den kurz-, mittel- und langfristigen Finanzbedarf? Als ein begleitender Umstand kommt außerdem hinzu, dass aus Arbeitsschutzgründen nach Lösungen gesucht werden muss, um die Arbeitsplatzgrenzwerte für das Baustellenpersonal sicher einhalten zu können. Die erstmalige Einführung eines Luftgrenzwertes für Dämpfe und Aerosole aus Bitumen bei der Heißverarbeitung erfolgte dabei in Deutschland im Herbst 1996. Hierbei wurde ein Grenzwert von 20 mg/ m³ für Arbeiten in Innenräumen und 15 mg/ m³ für alle übrigen Arbeiten festgelegt. Auf Basis koordinierter Arbeitsplatzmessungen durch den Gesprächskreis BITUMEN legte der Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) im Mai 2000 den Grenzwert auf 10 mg/ m³ fest, welcher jedoch nicht für Gussasphaltarbeiten galt. Bei Fertigerfahrern*innen bzw. Kolonnenführern*innen wurde dabei außerdem ein tolerierbarer Grenzwert von 12 mg/ m³ eingeräumt. Durch die Einführung einer neuen Gefahrstoffverordnung wurden alle technisch bedingten Grenzwerte und somit auch der Grenzwert für Dämpfe und Aerosole aus Bitumen bei der Heißverarbeitung ab dem 1. Januar 2005 ausgesetzt, wobei der Einbau von Gussasphalt seit 2008 nur noch bei abgesenkten Temperaturen von maximal 230 °C erfolgen darf. (vgl. [2, S. 7ff]) Infolgedessen wurde Bitumen bis 2017 in der MAK- und BAT-Werte-Liste der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) zwar in die Kategorie 2 der Krebserzeugenden Arbeitsstoffe eingestuft, jedoch bestand kein Grenzwert für die bei der Heißverarbeitung entstehenden Dämpfe und Aerosole (vgl. [3, S. 171]). Neben der seit längerem bestehenden Anregung aus der Kommission, dass das krebserzeugende Potential von Bitumen überprüft werden soll, wurde in der MAK- und BAT-Werte- Liste von 2017 außerdem die Anregung zur Aufstellung eines MAK-Wertes festgehalten (vgl. [3, S. VIII]). Mit der Mitteilung 54 der Ständigen Senatskommission zur Prüfung gesundheitsschädlicher Arbeitsstoffe der DFG erfolgte daraufhin eine Festlegung des MAK-Wertes für Dämpfe und Aerosole von im Straßenbau vorkommenden Destillationsbitumen, Air-Rectified-Bitumen und Gussasphalt bei der Heißverarbeitung auf 1,5 mg/ m³. Zudem wurde hierfür eine Neueingruppierung der Kanzerogenität in die Kategorie 3B vorgenommen, wodurch deutlich wird, dass zwar Anhaltspunkte für eine krebserzeugende Wirkung bestehen, aber für eine endgültige Einstufung weitere Untersuchungen erforderlich sind. (vgl. [4, S. 38ff]) Dennoch wurde nach der Tagung des AGS am 19.11. und 20.11.2019 dieser Grenzwert, welcher nach dem Bitumenkondensat-Standard gemessen wird, in der TRGS 900 festgeschrieben. Die verbindliche Einführung erfolgte dabei durch das Bundesministerium für Arbeit und Soziales (BMAS) im Gemeinsamen Ministerialblatt (GMBl), wobei der Grenzwert für Walz- und Gussasphalt bis zum 31.12.2024 ausgesetzt wurde, sodass eine fünfjährige Übergangsfrist für die Umsetzung geeigneter Maßnahmen zur Einhaltung des Grenzwertes besteht. (vgl. [5]) Zur Einhaltung des Grenzwertes sind dabei sowohl technische Maßnahmen an der Einbautechnik als auch Veränderungen in der Materialtechnologie denkbar. Insbesondere die Senkung der Misch- und Einbautemperatur wird in diesem Zusammenhang als zielführend und notwendig angesehen. Hierbei kommen u.a. viskositätsveränderte Bindemittel zur Anwendung (vgl. [6, S. 10]), deren Funktionalität bei diversen Baumaßnahmen und Teststrecken in den vergangenen Jahren erprobt und ausgewertet wurde (vgl. [7, S. 41]). Darüber hinaus sind weitere Verfahren, insbesondere im Ausland, seit vielen Jahren in der Anwendung. Dazu gehören u.a. die Verwendung von chemischen Zusätzen, Schaumbitumen oder Bitumenemulsionen. Allein im Jahr 2019 wurden in den Vereinigten Staaten von Amerika rund 160 Mio. Tonnen Asphaltmischgut unter Verwendung chemischer Additive und Schaumbitumen produziert, was ungefähr dem Vierfachen der deutschen Jahresproduktion entspricht (vgl. [8, S. 8], [9]). Allgemein wird hierbei zwischen „Hot Mixes“, „Warm Mixes“ und „Cold Mixes“ unterschieden, wobei die Eingruppierung anhand der Misch- und Einbautemperatur erfolgt. (vgl. [10, S. 41]) Aber auch der Einsatz von z.B. Absauganlagen bei Asphaltfertigern wird als maschinenbautechnische Lösung zur Reduzierung der Immission von Dämpfen und Aerosolen, insbesondere bei den Fertigerfahrern*innen, angesehen (vgl. [11]). 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 145 Einsatz und messtechnische Überprüfung von emissionsreduziertem Asphalt im kommunalen Straßenbau - ein Beitrag zum Klima- und Arbeitsschutz Aufgrund der neuen Vorgaben für die Arbeitsbelastung durch den modifizierten Arbeitsplatzgrenzwert gilt es aktuell, verschiedene Maßnahmen zur Temperaturreduzierung sowohl maschinentechnisch als auch materialspezifisch zu untersuchen. Dabei stehen die Umsetzbarkeit, Einsatzgebiete und tatsächlichen Potenziale in Bezug auf die Temperaturabsenkung bei mindestens gleichbleibender Qualität im Vergleich zur konventionellen Bauweise im Vordergrund. Das im Folgenden beschriebene Projekt umfasst vier ländlich gelegene Teststrecken (Hunnebeckweg, Derßenbrockstiege / Schmitthausweg, Wellingweg und Vogelsang) welche jeweils zu einem Teil mit Warmmix- Asphalt (WMA) und als Referenz zu einem Teil mit konventionell heißgemischtem Asphalt ausgeführt wurden. Die Ausführung aller Teststrecken erfolgte dabei mit einer Asphalttragschicht (AC 22 T N) und einer darüberliegenden Asphaltdeckschicht (AC 5 D L). Neben den im Rahmen der Eigenüberwachung durchgeführten Messungen wurden zudem Expositionsmessungen mit einem Photoionisationsdetektor (PID) durchgeführt. Das hier verwendete PPID (Portable PID) wurde dabei von der Honold GmbH & Co. KG aus Nümbrecht zur Verfügung gestellt. 2. Grundlagen Zum besseren Verständnis der durchgeführten Messungen und der daraus hervorgehenden Messergebnisse, werden im Folgenden die entsprechenden Begriffe und Messverfahren näher beschrieben und erläutert. 2.1 Emissionsreduzierte Asphalte Warmmix-Asphalt (WMA) Mit dem Einsatz von temperaturabgesenkten Asphalten wird die Reduzierung der Herstell- und Verarbeitungstemperatur von Asphaltmischgütern gegenüber ihrer im Heißeinbau angewendeten Asphaltmischgutarten und sorten verfolgt (vgl. [6, S. 6]). Durch die Absenkung der Verarbeitungstemperatur um ca. 20 C° können u.a. durch den geringeren Energiebedarf für das Erhitzen der Gesteinskörnung und des Bindemittels die dabei auftretenden CO 2 Emissionen abgemindert werden. Neben der Einsparung von Energie bewirkt die Temperaturabsenkung außerdem eine Reduzierung des Verschleißes an den Asphaltmischanlagen sowie eine geringere Alterung des Bitumens. Vor allem jedoch nimmt die Verringerung von Expositionen, welchen die Beschäftigten bei der Heißverarbeitung von Asphalt ausgesetzt sind, in Bezug auf den Arbeitsschutz einen wichtigen Stellenwert ein. (vgl. [2, S. 14]) Da mit der Temperaturabsenkung eine Steigerung der Bindemittelviskosität einhergeht, werden dessen rheologische Eigenschaften durch viskositätsverändernde organische oder mineralische Zusätze verändert. Gleichermaßen können gebrauchsfertige viskositätsveränderte Bindemittel eingesetzt werden, welche bereits durch die Zugabe geeigneter Zusätze eine Veränderung ihrer rheologischen Eigenschaften erfahren haben. (vgl. [6, S. 6f]) Zu den viskositätsverändernden organischen Zusätzen gehören hierbei diverse Wachse bzw. Paraffine, wie z.B. Fettsäureamid mit einem Schmelzbereich von 140 bis 145 °C, Fischer-Tropsch-Wachs mit einem Schmelzbereich von 70 bis 115 °C sowie Montan-Wachs mit einem Schmelzbereich von 80 bis 125 °C, welcher bei einer Mischung aus Montan-Wachs und Wachs-Derivaten bis auf ca. 140 °C ausgeweitet werden kann. (vgl. [6, S. 6f]) Anders als bei den organischen Zusätzen, werden die viskositätsverändernden mineralischen Zusätze, i.d.R. natürliche und synthetisch hergestellte Zeolithe, während des Herstellungsprozesses als Gesteinskomponente mit dem Füller hinzugegeben (vgl. [4, S. 7], [10, S. 13]). Beim Erhitzen geben die Zeolithe sodann ihr kristallin gebundenes Wasser in Form von mikrofeinen Dampfblasen an das Bitumen ab, wodurch dessen Verarbeitungsviskosität stark abgesenkt wird. Während dies eine Verarbeitung des Asphaltmischgutes auch bei geringeren Temperaturen begünstigt, kondensiert das gasförmige Wasser wiederum beim Abkühlprozess, sodass das Bindemittel wieder seine Ursprungsviskosität erreicht und die Eigenschaften eines konventionellen Asphaltmischgutes wiedererlangt werden können. (vgl. [10, S. 13]) Neben den im Merkblatt für Temperaturabsenkung von Asphalt (M TA) beschriebenen Additiven kommen im Ausland weit überwiegend Chemische Additive sowie Schaumbitumen für die Herstellung von WMA zum Einsatz (vgl. [12]). Beim Schaumbitumen wird in das heiße Bitumen eine kleine Menge Wasser unter Druck injiziert, welches dadurch unmittelbar verdampft. Der entstehende Dampf schäumt das Bitumen auf, wodurch sich das Volumen deutlich erhöht. Durch diesen Effekt wird für eine bestimmte Zeit die scheinbare Viskosität des Bitumens herabgesetzt, was eine Umhüllung der Gesteinskörnung auch bei niedrigeren Temperaturen begünstigt. Die überbleibende Restfeuchte, die im Laufe des Verdichtungsprozesses entweicht, ermöglicht dabei eine Verdichtung des Asphalts auch bei niedrigeren Temperaturen. (vgl. [12]) Die chemischen Additive, zu welchen das in dem Projekt verwendete EVOTHERM ® MA3 der Produktgruppe Tempera ® von INGEVITY gehört, bewirken hingegen keine messbare Veränderung der Bitumenviskosität. Sie dienen stattdessen als Tenside, wobei sie die Oberflächenspannung des Bitumens herabsetzen. Dies hat wiederum eine Reduzierung der Reibungskräfte an der Grenzfläche zwischen Bitumen und Gesteinskörnung zufolge, wodurch sich der Asphalt auch bei niedrigeren Temperaturen mischen und verarbeiten lässt. (vgl. [12]) 2.2 Aerosole Als Aerosole treten an Arbeitsplätzen i.d.R. Stäube, Rauche oder Nebel auf, die insbesondere aus in der 146 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Einsatz und messtechnische Überprüfung von emissionsreduziertem Asphalt im kommunalen Straßenbau - ein Beitrag zum Klima- und Arbeitsschutz Luft dispers verteilten partikelförmigen Feststoffen oder Flüssigkeiten bestehen. Während Stäube primär aus mechanischen Prozessen oder durch Aufwirbelung entstehen, werden Rauche durch thermische oder chemische Prozesse mit feineren Feststoffen erzeugt. Nebel tritt hingegen als disperse Verteilung von partikelförmigen flüssigen Stoffen (Tröpfchen) in Gasen bzw. in der Luft auf. Ein Nebel kann somit beim Zerstäuben von Flüssigkeiten, beim Kondensieren aus der Dampfphase oder durch chemische Prozesse, wie z.B. beim Ölnebel, entstehen. (vgl. [13, S. 173]) Als gesundheitlich relevante Aerosolfraktionen werden dabei die mit Grenzwerten belegten alveolengängigen (A)-Fraktionen und die einatembaren (E)-Fraktionen unterschieden (vgl. [13, S. 174]). 2.3 IFA-, NIOSCH- und Heritage-Methode Zur Messung von Dämpfen und Aerosolen aus Bitumen kommen i.d.R. die IFA- (Institut für Arbeitsschutz), NIOSH- (National Institute for Occupational Safety and Health) und die Heritage-Methode zum Einsatz (vgl. [14, S. 1272f]). Bei der IFA-Standardmethode wird mit einer Pumpe die Luft am Arbeitsplatz angesaugt und durch einen 37-mm-Glasfaserfilter sowie einen nachgeschalteten XAD-2-Adsorber geführt. Bei einem kontinuierlichen Luftstrom von 3,5 l/ min werden dabei die Aerosole auf dem Glasfaserfilter und die Dämpfe auf dem Adsorber zurückgehalten. Durch eine quantitative, infrarotspektroskopische Auswertung des mit Tetrachlorethen extrahierten Filters und Adsorbens werden anschließend alle organischen Verbindungen, welche die aliphatischen C- H-Gruppen aufweisen, erfasst. Seit 2007 erfolgt hierbei die Ermittlung des Messwertes auf Basis des Kalibrierstandards „Bitumenkondensat“, während dies vorher über den Kalibrierstandard „Mineralöl für die Spektroskopie“ erfolgte. Der Vergleich zweier, auf dem jeweils anderen Kalibrierstandard beruhenden, Messwerte kann dabei mit dem Faktor 1,4689 (gerundet 1,5) erfolgen, wobei dieser mit dem Messwert nach Mineralölstandard multipliziert werden muss. (vgl. [14, S. 1272]) Mit der NIOSH-Methode können im Gegensatz zur IFA- Methode nur Aerosole und Stäube, aber keine Dämpfe erfasst werden. Bei einem von einer Pumpe erzeugten Volumenstrom von 2 l/ min wird hierbei die Luft am Arbeitsplatz durch eine Filterkassette mit einem 37-mm- Polytetrafluorethylen-Filter (PTFE) gesaugt. Auf diesem Filter werden die Stäube und Aerosole aus der Luft abgeschieden und durch deren gravimetrische Analyse vorerst die Gesamtpartikelmasse „Total Particulate Matter“ (TPM) ermittelt. Nach dem Extrahieren der benzollöslichen Bestandteile und dem anschließenden Abdampfen des Lösungsmittels (Benzol), werden die verbleibenden Bestandteile gravimetrisch bestimmt und als benzollösliche Fraktion „Benzene Soluble Fraction“ (BSF) bezeichnet. (vgl. [14, S. 1272f]) Eine Erweiterung der NIOSH-Methode stellt im Weiteren die Heritage-Methode dar. Hierbei wird dem Polytetrafluorethylen-Filter (PTFE) ein XAD-2-Adsorber nachgeschaltet. Dadurch werden auch die flüchtigen Bestandteile der Bitumen-Emissionen erfasst und nachfolgend das Adsorbens mit Dichlormethan extrahiert. Zusammen mit der benzollöslichen Fraktion kann somit mittels Flammen-Ionisations-Detektor der Gesamtgehalt an organischer Substanz „Total Organic Matter“ (TOM) ermittelt werden, wobei dieser anhand eines Kerosinstandard gemessen wird. (vgl. [14, S. 1272f]) 2.4 Photoionisationsdetektor (PID) Während die zuvor erwähnten gängigen Methoden zur Messung von Dämpfen und Aerosolen aus Bitumen i.d.R. eine mehrstündige Probenahme und eine nachträgliche Analyse im Labor erfordern und somit erst mit größerem zeitlichen Abstand zur Exposition vorliegen, können mit einem PID bereits vor Ort bestimmte Stoffe (z.B. Benzol, Toluol, etc.) gemessen werden. Hierbei wird wie bei den bereits genannten Methoden die Umgebungsluft mit einer integrierten Pumpe angesaugt, wobei diese Luft direkt an einer Entladungsröhre, im Allgemeinen eine UV-Lampe mit einem Ionisierungspotential von 10,6 eV, vorbeigeführt wird. Liegt die Energie des eingestrahlten Lichts über dem Ionisierungspotential der zu bestimmenden Stoffe, so werden diese ionisiert, woraus der PID schließlich ein Summensignal erzeugt. (vgl. [15, S. 7f]) Neben einer mit Krypton gefüllten 10,6 eV-Lampe kommen u.a. Lampen mit 11,7 eV, welche mit Argon gefüllt sind, zum Einsatz. Mit diesen können gleichzeitig mehrere Gefahrstoffe, wie z.B. Benzol, Toluol, Ethanol, Aceton und Methanol gemessen werden, während bei einer 10,6 eV-Lampe Methanol keine Auswirkung auf das Summensignal hat. Bei einer 9,5 eV-Lampe mit Xenon Füllung wird im Weiteren nur noch ein Summensignal für Benzol und Toluol erfasst. (vgl. [15, S. 7f]) Speziell bei diesem Projekt kam ein Portable PID (PPID) der Firma Analytical Control Instruments GmbH zum Einsatz, welches ebenfalls auf der Grundlage des molekularen Photoeffekts basiert und eine Hohlkathodenlampe mit einer Ionisationsenergie von 10,6 eV besitzt (vgl. [16, S. 11]). 3. Untersuchungsgebiet Das Untersuchungsgebiet umfasst im vorliegenden Anwendungsfall insgesamt vier, im Umkreis der Stadt Münster gelegene, ländliche Wege. Im Folgenden werden die einzelnen Teststrecken in ihrer Lage und Art beschrieben sowie auf deren Schichtenaufbau und die eingesetzten Einbau- und Verdichtungsgeräte eingegangen. 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 147 Einsatz und messtechnische Überprüfung von emissionsreduziertem Asphalt im kommunalen Straßenbau - ein Beitrag zum Klima- und Arbeitsschutz 3.1 Teststrecken Bei den vier in Münster gelegenen Teststrecken handelt es sich um den Wellingweg, die Derßenbrockstiege bzw. den Schmitthausweg sowie den Hunnebeckweg (Hülshoffstraße) und den Vogelsang. Jeder dieser ländlichen Wege umfasst dabei zwei Testfelder, welche entweder mit einer Oberflächenbefestigung aus WMA oder aus konventionell heißgemischtem Asphalt hergestellt wurden. Aufgrund des Herstellungsprozesses an der für alle Strecken genutzten Asphaltmischanlage „Münster 1“ der Asphaltmischwerke Westfalen (AMW), wurde der WMA grundsätzlich zuerst gemischt und eingebaut. Nachfolgend wird auf etwaige Besonderheiten bei den Teststrecken eingegangen. Die jeweiligen Einbaulängen [m] sowie die Einbaumengen [t] können dabei der Tabelle 1 entnommen werden. Der Wellingweg stellt in diesem Projekt die erste der vier Teststrecken dar, bei welcher der WMA eingesetzt wurde. Die Straße liegt im nordöstlichen Teil von Münster und ist ca. 950 m lang. Bei der Baumaßnahme wurden insgesamt etwa 540,40 m mit einer neuen Tragschicht (AC 22 T N) und Deckschicht (AC 5 D L) versehen. Die Unterlage für die Tragschicht bestand dabei aus einer Ausgleichsschicht mit einem darüberliegenden Geogitter (Abb. 1). Abb. 1: Unterlage der Tragschicht -Wellingweg Die ländlich gelegenen Wege Derßenbrockstiege bzw. Schmitthausweg, welche die zweite Teststrecke darstellen, liegen ebenfalls im nordöstlichen Teil von Münster und besitzen zusammen eine Gesamtlänge von etwa 2,4 km. Erneuert wurden hierbei wiederum etwa 560,00 m. Aufgrund der teilweise seitlich verlegten Rasengittersteine, bei welchen die Gefahr des Verdrückens durch die zurücksetzenden LKW bestand, musste der Einbau in zwei Bauabschnitten erfolgen. Für die Deckschicht war hingegen eine Aufteilung in zwei Bauabschnitte nicht nötig. Die Unterlage der Tragschicht setzte sich wiederum aus einer Ausgleichsschicht und einem darauf aufgebrachten Geogitter zusammen (Abb. 2). Abb. 2: Unterlage und Rasengittersteine - Derßenbrockstiege / Schmitthausweg Tabelle 1: Zusammenstellung der jeweiligen Einbaulängen und Einbaumengen der Teststrecken Strecke Schichtart Einbaudatum WMA konventionell heißgemischter Asphalt Einbaulänge [m] Menge [t] Einbaulänge [m] Menge [t] Wellingweg AC 22 T N (50/ 70) 14.05.2020 300 238 230 188 AC 5 D L (70/ 100) 15.05.2020 250 55 290 81 Derßenbrockstiege Schmitthausweg AC 22 T N (50/ 70) 18.05.2020 310 270 230 213 AC 5 D L (70/ 100) 19.05.2020 350 108 210 55 Hunnebeckweg (Hülshoffstraße) AC 22 T N (50/ 70) 25.05.2020 430 350 260 188 26.05.2020 - - 460 350 AC 5 D L (70/ 100) 27.05.2020 530 110 620 137 Vogelsang AC 22 T N (50/ 70) 28.05.2020 350 187 320 218 AC 5 D L (70/ 100) 29.05.2020 400 82 270 81 148 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Einsatz und messtechnische Überprüfung von emissionsreduziertem Asphalt im kommunalen Straßenbau - ein Beitrag zum Klima- und Arbeitsschutz Die dritte Teststrecke für den Einsatz von WMA stellt ein westlich von Münster gelegener Seitenarm der Hülshoffstraße dar, welcher während der Projektbearbeitung unter dem Namen Hunnebeckweg geführt wurde. Bauanfang war hier die westlich der Hülshoffstraße gelegene Überquerung der Hunnebecke in nordwestlicher Richtung, wobei das Bauende an der Einmündung zum Hunnebeckweg lag. Entgegen der beiden vorherigen Teststrecken bestand hier die Unterlage der Tragschicht zum Teil aus der bereits bestehenden Asphaltdeckschicht inkl. einer aufgebrachten Bitumenemulsion bzw. einem aufgebrachten Haftkleber und zum Teil aus einer Ausgleichsschicht mit darüberliegendem Geogitter. Der Wechsel der Unterlage erfolgte hierbei kurz vor dem Übergang der Tragschicht von WMA auf konventionell heißgemischten Asphalt. (Abb. 3) Abb. 3: Wechsel der Tragschichtunterlage - Hunnebeckweg (Hülshoffstraße) Die letzte der vier Teststrecken ist in diesem Projekt die südwestlich von Münster gelegene Straße Vogelsang, welche eine Gesamtlänge von etwa 3,40 km besitzt. Das Testfeld lag hierbei zwischen dem Weg „Niederort“ und der Überführung über die Bundesautobahn (A 43), woraus sich eine Gesamteinbaulänge von etwa 671,50 m bzw. 789,50 m (Teilweiser zweibahniger Einbau) ergab. Der Bauanfang lag außerdem jeweils auf der Seite des Weges „Niederort“. Die Gründung der Tragschicht erfolgte über die gesamte Strecke auf der bestehenden Deckschicht, welche im Vorfeld mit einer Bitumenemulsion bzw. einem Haftkleber angespritzt wurde (Abb. 4). Abb. 4: Unterlage der Tragschicht und zweibahniger Einbau - Vogelsang Um den Haftverbund zwischen den beiden Deckschichtbahnen zu gewährleisten, wurde zudem die Längsnaht im „heiß an kalt“ Verfahren ausgebildet. Hierbei wird auf die leicht angeschrägte Nahtkante der ersten Bahn ein Bindemittel aufgetragen, bevor die zweite angrenzende Bahn asphaltiert wird. (vgl. [17, S. 24]) Abb. 5: Ausführung der Längsnaht zwischen den Deckschichtbahnen - Vogelsang 3.2 Geräteeinsatz Zur Herstellung der Asphaltschichten auf den einzelnen Teststrecken kamen diverse Baugeräte zum Einsatz. Hierzu zählten i.d.R. ein Radfertiger, zwei Tandemwalzen sowie eine kleinere Kombiwalze. Bei dem Asphaltfertiger handelt es sich um einen Radfertiger der Firma DYNAPAC (Baujahr 06/ 2016) mit der Typenbezeichnung „DYNAPAC SD2500WS“, welcher über eine Bohlenabsaugung verfügt. Dieses Emission Reduction Device (ERD) saugt während des Betriebes die an der Übergabestelle zwischen Tunnel und Verteilerschnecke anfallenden Dämpfe und Aerosole ab und leitet diese an der Vorderseite des Fertigers über den Mischgutbehälter (Mulde) ab (Abb. 6). Zusammen mit der Abluft der Motorkühlung und der Thermik, welche durch das heiße Material im Mischgutbehälter (Mulde) entsteht, sollen so die Aerosole und Dämpfe schnell nach oben steigen. (vgl. [18]) Abb. 6: Auslass der Absaugvorrichtung (ERD) 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 149 Einsatz und messtechnische Überprüfung von emissionsreduziertem Asphalt im kommunalen Straßenbau - ein Beitrag zum Klima- und Arbeitsschutz Zur Verdichtung der Asphaltschichten kamen auf den Teststrecken vorwiegend zwei schwere (zul. Gesamtgewicht 12 t), schemelgelenkte Tandemwalzen (Typ: BW 174 AP-4 AM; Bj. 2011) der Firma BOMAG zum Einsatz. Neben diesen Tandemwalzen wurde zudem eine kleinere Kombiwalze (zul. Gesamtgewicht 3.320 kg), mit einer vorderseitigen Vibrationsbandage und einem hinten angebrachten Rädersatz genutzt. Diese mit Knicklenkung versehene Walze der Firma HAMM entspricht dabei dem Typ HD 12 VT der Serie H262 (Abb. 7). Abb. 7: Eingesetzte Tandemwalze (links) & Kombiwalze (rechts) 4. Messungen und Messergebnisse Im Rahmen der Eigenüberwachung wurde neben der Messung der Mischguttemperatur beim Einbau, der Verdichtungszustand mit einer Isotopensonde überwacht. Zudem wurde die Oberflächentemperatur der eingebauten Asphaltschicht mit einer Infrarotkamera (Thermografie) gemessen sowie Expositionsmessungen mit einem PID durchgeführt. 4.1 Messung der Mischguttemperatur Die Messung der Mischguttemperatur erfolgte unter Verwendung eines Einstechthermometers bei der Anlieferung des jeweiligen Mischgutes im Mischgutbehälter (Mulde) des Fertigers. Während in den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt (ZTV Asphalt-StB) für konventionelle Asphalte Obergrenzen für die Asphalttemperatur bei der Herstellung und untere Grenzwerte bei der Anlieferung auf der Baustelle festgelegt sind (Tabelle 2), gibt es für temperaturabgesenkte Asphalte nach dem Merkblatt für Temperaturabsenkung von Asphalt (M TA) bisher lediglich Richtwerte (Tabelle 3) (vgl. [17, S. 19], [6, S. 9]). Für die konventionell heißgemischte Asphalttragschicht mit einem Straßenbaubitumen 50/ 70 sowie für die Asphaltdeckschicht mit einem Straßenbaubitumen 70/ 100 bedeutet dies, dass die Temperatur des Mischguts beim Einbau mindestens 140 °C betragen muss (Tabelle 2) (vgl. [17, S. 19]). Tabelle 2: Niedrigste und höchste Temperatur des Asphaltmischgutes in °C [17, S.19] Bei der Tragschicht und Deckschicht aus WMA mit derselben Grundbindemittelsorte wird hingegen ein Richtwert von mindestens 120 °C beim Einbau angegeben (Tabelle 3), (vgl. [6, S. 9]) welches einer Temperaturdifferenz an der Untergrenze zum konventionell heißgemischten Asphalt von 20 °C entspricht. Diese Temperaturdifferenz wurde in diesem Projekt gleichermaßen bei der Produktion angestrebt. Tabelle 3: Richtwerte für Asphaltmischguttemperaturen bei temperaturabgesenkten Asphalten [6, S.9] Nach einer Auswertung der am Mischgutbehälter gemessenen Asphalttemperaturen zeigte sich, dass die Grenz- und Richtwerte bei der Anlieferung i.d.R. eingehalten werden konnten, wobei stehts eine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Asphaltmischgütern von mindestens 20 °C erreicht wurde. 4.2 Messung des Verdichtungsgrades (Isotopensonde & Kontrollprüfung) Im Rahmen der Eigenüberwachung durch die MPV (Materialprüfungs- und Vertriebsgesellschaft für Straßenbaustoffe mbH) wurden Messungen mit einer Isotopensonde des Typs 4640B „Thin Layer Density Gauge“ des Herstellers Troxler ® Electronic Laboratories Inc. durchgeführt (Abb. 8). 150 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Einsatz und messtechnische Überprüfung von emissionsreduziertem Asphalt im kommunalen Straßenbau - ein Beitrag zum Klima- und Arbeitsschutz Abb. 8: Messung des Verdichtungsgrades mit einer Isotopensonde (Troxler-Sonde) Hierbei wurden im Wesentlichen die folgenden Messparameter gewählt: • Messzeit: 30 sec. • Solldicke Asphalttragschicht 10 cm • → Messtiefe 9,0 cm • Solldicke Asphaltdeckschicht 3,0 cm • → Messtiefe 2,5 cm • Feldkalibrierung Durch diese zerstörungsfreien Messungen sollte direkt nach der Herstellung der Asphaltschichten die Endverdichtung der Asphaltdeckbzw. Asphalttragschichten überprüft werden. Dabei wurden Messungen in einem 20 m-Raster jeweils auf der rechten und linken Seite durchgeführt. Die hierfür benötigten Bezugsraumdichten wurden dabei im Rahmen der Eigenüberwachung der Asphaltmischanlage ermittelt. Bei der Überprüfung des Verdichtungszustandes, unter Berücksichtigung der mit der Isotopensonde gewonnenen Daten, zeigte sich, dass der konventionell heißgemischte Asphalt sowie der WMA ein ähnliches Verdichtungsverhalten aufzeigen. In der Tragschicht erreichte der konventionell heißgemischte Asphalt teilweise nicht den geforderten Verdichtungsgrad von mindestens 98 % (vgl. [17, S. 27]). Der Verdichtungsgrad beim WMA lag zumeist darunter. In der Deckschicht kamen beide Asphaltmischgüter jedoch grundsätzlich über den für einen AC 5 D L geforderten Verdichtungsgrad von mindestens 97 % (vgl. [17, S. 29]). Hierbei ist nicht auszuschließen, dass die im Endzustand teils geringeren Werte für den Verdichtungsgrad beim WMA auf die kühleren Umgebungstemperaturen zum Zeitpunkt des Einbaus zurückzuführen sind. Zudem besteht die Möglichkeit, dass das zur Verdichtung des konventionell heißgemischten Asphaltes angewendete Verdichtungsprogramm, nicht direkt auf die Verdichtung eines WMA übertragbar ist Bei der, von der Ingenieurgesellschaft PTM durchgeführten Kontrollprüfung stellte sich heraus, dass entgegen den Messungen mit der Isotopensonde, in der Tragschicht an jeder Stelle der Verdichtungsgrad erreicht wurde. Lediglich in der Deckschicht wurde an jeweils einer Stelle beim konventionell heißgemischten Asphalt und beim WMA der Verdichtungsgrad geringfügig unterschritten. Dies zeigt, dass beide Asphaltmischgutkonzepte, in Bezug auf die Verdichtbarkeit, als technisch gleichwertig angesehen werden können. 4.3 PID Messungen Neben der im Rahmen der Eigenüberwachung durchgeführten Messungen, wurden ergänzende Expositionsmessungen mit einem Photoionisationsdetektor durchgeführt (Abb. 9). Abb. 9: Portable PID (PPID) Der PID nahm während der Messung kontinuierlich Werte in „Parts per million“ [ppm] auf, wobei ein Messintervall von 1 s gewählt wurde. Um über die vier Teststrecken vergleichbare Ergebnisse zu erhalten, wurde hierfür im Vorfeld ein Messkonzept erstellt, wobei eine Festlegung der einzelnen Messpunkte erfolgte. Um gleichermaßen abbilden zu können, welche Personen der Kolonne einer stärkeren Exposition ausgesetzt sind und ob diese mit einem entsprechenden Abstand zum Arbeitsplatz geringer werden, wurden insgesamt 23 Messpunkte beschrieben (Abb. 10) sowie im Messprotokoll mit Angabe der Start- und Endzeit erfasst. Abb. 10: Lage der Messpunkte für die PID-Messungen 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 151 Einsatz und messtechnische Überprüfung von emissionsreduziertem Asphalt im kommunalen Straßenbau - ein Beitrag zum Klima- und Arbeitsschutz Der sich am LKW befindende Messpunkt „LKW“ stellt hierbei den Arbeitsplatz derjenigen Person dar, welche vor dem Abkippen des Mischgutes auf den LKW steigen muss, um die Abdeckplane des Kippers zu entfernen. Die Messung erfolgte i.d.R. kurz nach dem Abdecken der jeweiligen Mulde. Die beiden Messpunkte „MB-L“ und „MB-R“ repräsentieren im Weiteren den Ort, an welchem entweder eine, den/ die LKW-Fahrer*in einweisende oder im Rahmen der Eigenüberwachung am Mischgut temperaturmessende Person steht. Für den/ die Fertigerfahrer*in wurden wiederum drei Punkte im Leitstand (LS) des Fertigers festgelegt, wobei die beiden äußeren Punkte „LS-L“ und „LS-R“ im Wesentlichen die Hauptaufenthaltsbereiche und der mittlere Messpunkt „LS-M“ mehr eine Referenz darstellen. Der Mittlere Messpunkt liegt hierbei außerdem leicht versetzt über der Stelle des Fertigers, an welchem das Mischgut über den Tunnel zur Verteilerschnecke gelangt. Um den Arbeitsbereich der Bohlengänger*innen abbilden zu können, wurde mit 14 Messpunkten der größte Bereich abgedeckt. Die eher hohe Messpunktanzahl ergibt sich bereits daraus, dass diese Personen nicht durchgehend an einem Ort der Bohle arbeiten, sondern i.d.R. mehrere Bereiche um die Bohle erfassen müssen. Zudem wäre hier die Chance einer seitlichen Verlagerung des primären Arbeitsplatzes der Bohlengänger*innen zur Steuerung der Bohle am größten. Im Bereich vor der eigentlichen Einbaubohle ergeben sich somit die Punkte „VB-L1“ und „VBR1“ für die Bereiche direkte am Mischgut bzw. an der Verteilerschnecke sowie die Messpunkte „VB-L2“ und „VB-R2“, welche einen seitlichen Abstand von 0,5 m rechtwinklig zur Einbaukante besitzen. Im selben rechtwinkligen Abstand zur Einbaukante (0,5 m), jedoch auf Höhe der Einbaubohle, liegen dahinter die Punkte „B-L2“ und „B-R2“. Die Messpunkte „B- L1“ und „B-R1“ befinden sich hingegen direkt auf der Bohle bei der jeweiligen Bohlensteuerung und werden durch den mittig auf der Bohle verorteten Punkt „B-M“ ergänzt. Die sich hinter der Bohle befindenden Messpunkte „HB- L2“, „HB-R2“, „HB-L1“, „HB-R1“ und „HB-M“ sind quer zur Fahrbahnachse wie die gleichnamigen Messpunkte auf der Bohle angeordnet, wobei sie 1,0 m hinter der Bohle liegen. Um gleichermaßen die Punkte der Expositionsmessungen an der Walze festzulegen, wurden die Punkte „WL“ und „W-R“, welche sich jeweils links und rechts neben der Walze befinden, sowie der Punkt „WM“, welcher sich direkt bei dem/ der Walzenfahrer*in befindet, bestimmt. Die Messung erfolgte hierbei begleitend zur Fahrbewegung der Walze. Eine erste Auswertung der Minimal- und Maximalwerte der jeweiligen Messpunkte, zeigte bereits ein plausibles Ergebnis. So lagen die Messwerte beim konventionellen Asphalt i.d.R. höher als beim Warmmix-Asphalt. Zudem waren die Werte nahe der Verteilerschnecke und des Mischgutbehälters bei beiden Mischgütern höher als bei den weiter weg liegenden Punkten. Da die Messwerte jedoch in einem Intervall von 1 s aufgenommen wurden, bestand die Möglichkeit, dass vereinzelte kurzfristig auftretende Ereignisse den Maximalwert für einen Messpunkt beeinflussen. Dies bestätigte sich schließlich in einer Darstellung, bei welcher alle sekündlich gemessenen Werte in einem Diagramm bezogen auf die entsprechenden Messpunkte aufgezeigt wurden (Abb. 11). So ergab sich beispielsweise der Maximalwert für den konventionellen Asphalt am Messpunkt „MB“ (Mischgutbehälter) von 40,00 ppm durch einen für 1 s aufgetretenen Wert. Um diese einzeln gemessenen und nicht repräsentativen Werte auszuschließen, wurden die 95%Perzentile der einzelnen Messstellen ermittelt. Hierbei hat sich gezeigt, dass die Messwerte des konventionell heißgemischten Asphalts höher liegen als die korrespondierenden Werte des WMA. Außerdem waren die Werte um die Verteilerschnecke, wo eine Umwälzung des Mischgutes erfolgt, höher als jene Messwerte der weiter davon entfernt gelegenen Messpunkte. Abb. 11: Darstellung aller gemessenen Messwerte bezogen auf die Messpunkte (konv. links / WMA rechts) 152 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Einsatz und messtechnische Überprüfung von emissionsreduziertem Asphalt im kommunalen Straßenbau - ein Beitrag zum Klima- und Arbeitsschutz Die Auswertung der PID-Messungen ergab im Weiteren, dass die Maximalwerte bei angeschalteter Absauganlage im Bereich der Bohle und des Leitstandes niedriger als bei einer abgeschalteten Absauganlage sind. Die Wirkung der Anlage scheint außerdem bei zunehmendem Abstand an Wirkung zu verlieren, wobei dort im Allgemeinen auch niedrigere Werte gemessen wurden. Lediglich am Mischgutbehälter konnte bei angeschalteter Absauganlage ein höherer Maximalwert verzeichnet werden, wobei sich an dieser Stelle auch der Auslass der Bohlenabsaugung befindet, wodurch sich der höhere Wert plausibel erklären lässt. Dieses Ergebnis deutet somit darauf hin, dass mit einem PID mögliche Emissionsschwerpunkte beim Asphalteinbau identifiziert werden können. Jedoch kann aktuell keine Aussage über die Kanzerogenität der gemessenen Stoffe getroffen werden, da die Messung keine Auskunft über die Zusammensetzung der Aerosole und Dämpfe liefert. 5. Fazit Wie sich in diesem Projekt bisher gezeigt hat, bringt der Einsatz von Warmmix-Asphalt einige positive Aspekte mit sich. So konnte unter Verwendung des Additivs MA3 bei dem eingesetzten WMA bereits eine vergleichbare Einbauqualität gegenüber dem konventionell gemischten Asphalt erreicht werden, während die Lieferbzw. Einbautemperaturen i.d.R. mindestens um 20 °C niedriger lagen. Untersuchungen zum Alterungsverhalten des bei den Teststrecken verbauten WMA, befinden sich derzeit in Vorbereitung. Zudem kann momentan keine Aussage darüber getroffen werden, ob der vorgegebene Grenzwert von 1,5 mg/ m³ für Aerosole und Dämpfe aus Bitumen allein durch den Einsatz von temperaturabgesenkten Asphalten erreicht werden kann. Der Photoionisationsdetektor gibt hier lediglich ein Summensignal aus, wodurch u.a. die Kanzerogenität der gemessenen Stoffe sowie deren Masse, bezogen auf das Luftvolumen, nicht bestimmt werden können. Dennoch ließen sich mit dem PID plausible Emissionsschwerpunkte ausfindig machen und ein Vergleich zwischen an- und ausgeschalteter Bohlenabsaugung herstellen. Somit erscheinen Vergleichsmessungen mit einer etablierten Messmethode sinnvoll. Insbesondere das Potential des PID, Messergebnisse in Echtzeit zu erzeugen, eröffnet grundsätzlich neue Vorgehensweisen bei der Immissionsreduzierung. 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