2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 155 Asphaltkonservierung - Moderne Erhaltung für eine längere Nutzungsdauer Sebastian Miesem POSSEHL SPEZIALBAU GMBH, Sprendlingen, Deutschland Zusammenfassung Die zu erwartende Nutzungsdauer von Asphaltdeckschichten hat sich aus verschiedenen Gründen in den letzten Jahren deutlich verkürzt. Dieser Entwicklung wird mit umfangreichen Maßnahmen zur Erneuerung der Asphaltdeckschichten Rechnung getragen. Dennoch altern die Asphaltdeckschichten schneller, als dass die Maßnahmen diesen fortschreitenden Effekt einholen könnten. Die Lösung ist eine präventive Vorgehensweise: die Konservierung mit Possehl-AsKo. Das ist technisch zielsicher und eine nachweislich wirksame Möglichkeit nahezu alle asphaltierten Verkehrsflächenbefestigungen präventiv aufrechtzuerhalten. Die zu erwartende Nutzungsdauer kann durch Konservierung deutlich erhöht werden dies bedeutet weniger Baustellen, weniger Stau und weniger Abgase. Außerdem trägt die Bauweise aktiv zur Ressourcenschonung bei. 1. Einleitung und Historie In einer Hochebene des US-amerikanischen Staates Utah liegen inmitten einer Trockensteppe die Vorkommen eines extrem reinen Asphaltits großer Härte, der in der Fachwelt die Bezeichnung „Gilsonite“ trägt. Quelle Giesel Verlag Da das Vorkommen bis zur Erdoberfläche reicht, bedurfte es um 1882 keines erfahrenen Geologen. So fand ein Trapper das Gilsonite und führte es einer aus seiner Sicht überaus sinnvollen Verwendung zu: dem Abdichten von Whiskeyfässern! Die heutige Anwendung dieses sehr hochwertigen Naturproduktes ist eine andere. Bereits in den 1970er Jahren wurde in den USA ein Verfahren zur Konservierung von bituminösen Asphalten mit Gilsonite entwickelt. Auch im Vereinigten Königreich wird das seit fast 50 Jahren erprobte - Produkt seit mehr als 20 Jahren erfolgreich eingesetzt. Logische Konsequenz der dort erzielten Erfolge ist, dass sich das Konservieren von Asphaltdeckschichten nunmehr nach und nach auch in anderen europäischen Ländern durchsetzt. Possehl Spezialbau ist eines der ersten Unternehmen auf dem europäischen Festland, das die fortschrittliche Behandlungsmethode der Asphaltkonservierung mit dem hochwertigen Produkt Everphalt anbietet. Essenziell ist hierbei, dass nachweislich mit dem oben beschriebenen Gilsonite aus Utah / USA gearbeitet wird. Denn nur diese Herkunft sichert durch den einzigartig hohen Reinheitsgrad die relevanten Eigenschaften und somit den gewünschten Erfolg: die Verlängerung der Nutzungsdauer einer Asphalt-Verkehrsfläche. Auf dem internationalen Markt wird Gilsonite auch aus anderen Herkunftsländern, wie zum Beispiel dem Iran, Irak, Kolumbien und weiteren angeboten. Die Reinheit und dementsprechend die Qualität des Rohstoffes aus diesen Ländern ist nicht mit dem aus Utah stammenden und durch unser Unternehmen eingesetzten Produkt zu vergleichen. Bei den alternativ bezeichneten Produkten ist insbesondere der Aschegehalt deutlich höher und lässt das System der Konservierung, wenn überhaupt, nur sehr bedingt seine Wirkung entfalten. Dies führt unweigerlich zu Unzufriedenheit beim Endverbraucher. In der heutigen Zeit werden nahezu alle Werkstoffe gegen vorzeitige Alterung geschützt und somit konserviert: Stahl wird verzinkt, Holz druckimprägniert usw.. Lediglich einer unserer wichtigsten volkswirtschaftlichen Vermögenswerte, unsere Straßen, schützen wir bislang nicht. Das kann und soll sich ändern! Denn das Volksvermögen „Straße“ ist ebenso zu bewahren, wie Fassaden von Schulen und anderer öffentlicher Gebäude. Auch uns selbst schützen wir in den unterschiedlichsten Formen - beispielsweise nutzen wir kosmetische Produkte zum Schutz unserer Haut. Es ist technisch zielsicher und nachweislich wirksam möglich, nahezu alle asphaltierten Verkehrsflächenbefestigungen zu konservieren und damit präventiv aufrechtzuerhalten. Der wirtschaftliche Umgang mit Steuergeldern ist hierbei eines der attraktivsten Argumente, um sich in letzter Konsequenz für das zur Verfügung stehende Verfahren zu entscheiden. Gleichermaßen gilt dies für Verkehrsflächen in Firmen- oder Privateigentum. Bekanntermaßen ist die Verlängerung der zu erwartenden Nutzungsdauer, die 156 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Asphaltkonservierung - Moderne Erhaltung für eine längere Nutzungsdauer Verlängerung des Zyklus und eine möglichst konstante Beschaffenheit der Oberflächentextur insbesondere für die Testzentren der Automobilindustrie von großer Bedeutung. Jeder Tag kostet hier bares Geld und die Automobilhersteller benötigen zudem dauerhaft möglichst gleiche Bedingungen, um keine falschen Rückschlüsse aus den Testfahrten abzuleiten. Sinngemäß gilt gleiches für die Reifenherstellerindustrie. Daher haben sich führende Unternehmen aus diesem Segment die Vorteile der Konservierung von Asphalt zu eigen gemacht und nutzen das Verfahren bereits jahrelang. 2. Warum gerade jetzt konserviert werden sollte In den letzten Jahren hat sich die zu erwartende Nutzungsdauer von Asphaltdeckschichten aus verschiedenen Gründen deutlich verkürzt. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die Alterung des Bindemittels Bitumen. Asphaltdeckschichten bestehen zu rund 94 % aus Füller (Gesteinsmehl), feiner Gesteinskörnung < 2,0 mm (Sand) und grober Gesteinskörnung > 2,0 mm (Splitt) sowie ca. 6 % Bindemittel, dem Bitumen (Straßenbaubitumen oder Polymermodifiziertes Bitumen). Lediglich das Bindemittel unterliegt einer beschleunigten natürlichen Alterung, die bereits nach wenigen Jahren zu erkennbaren Schäden führt: Kornausbruch und Rissbildung münden in Schlaglöchern und letztlich vollständiger Zerstörung des Straßenkörpers. Eine beschleunigte Alterung des Asphaltes aufgrund der über Millionen Jahren entstandenen Gesteine ist faktisch ausgeschlossen und kann als Ursache ausgeschlossen werden. Nunmehr wird dieser Entwicklung mit umfangreichen Maßnahmen zur Erneuerung der Asphaltdeckschichten Rechnung getragen. Dennoch altern die Asphaltschichten deutlich schneller, als dass die Maßnahmen diesen fortschreitenden Effekt einholen könnten. Die Lösung ist eine präventive Vorgehensweise, wie wir sie aus vielen anderen Bereichen schon lange kennen: die Konservierung. Diese Technik bietet sehr ausgewogene Eigenschaften hinsichtlich versteifender Wirkung und positivem Kälteverhalten. Die Konservierung von Asphalt erfolgt durch Anspritzen der bestehenden Asphaltoberfläche mit „GPM“ (Gilsonite Preservative Material). Das Konservierungsmittel dringt dabei bis zu 10 Millimeter in die bestehende Deckschicht und geht eine chemische Verbindung mit dem vorhandenen Bindemittel ein. Dabei wird die Textur der Straßenoberfläche nicht verändert, auch offenporige Beläge behalten bei rechtzeitiger Konservierung ihre gewünschten Eigenschaften. Wesentlicher Wirkbestandteil des bislang bekannten Konservierungsmittels ist Gilsonit („Gilsonite“ bzw. „Uintahite“ aus Utah / USA). Gilsonit ist ein zu über 99 % reiner Kohlenwasserstoff natürlichen Ursprungs bzw. versteinertes Rohöl. Der Rohstoff Gilsonit zeichnet sich durch einen hohen Anteil von wertvollen Maltenen aus und ist im Einsatz als Konservierungsmittel besonders widerstandsfähig gegen Ausmagerungsprozesse (Oxidation und UV-Bestrahlung) und physikalische Beanspruchung. Durch diese Eigenschaften schützt das Konservierungsmittel das im Asphaltbelag vorhandene Bitumen vor dem natürlichen Alterungsprozess. Der typische Ausmagerungsprozess des Bindemittels wird für mehrere Jahre nachweislich aufgehalten. Gleichzeitig verhindert die Konservierung wirksam den Eintritt von Wasser in den Asphalt und unterbindet weitgehend dessen schädigenden Einfluss. Abbildung 1: Nach mehreren Jahren: Ausgemagerte Asphaltdeckschicht, Verdunstungsalterung, oxidative Alterung, Strukturalterung 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 157 Asphaltkonservierung - Moderne Erhaltung für eine längere Nutzungsdauer Abbildung 2: 1 Oxidation + Witterungseinflüsse werden zurückgewiesen 2 Maltene bleiben im Bitumen eingeschlossen Der Einsatz des Konservierungsmittels erfolgt zu einem Zeitpunkt, zu dem noch keine wesentlichen Schäden am zu konservierenden Asphalt eingetreten sind. In Abhängigkeit des Zeitpunktes der Konservierung kann die (Rest-) Nutzungsdauer der Asphaltdeckschicht bis zu verdoppelt werden. Die innovative Erhaltungstechnologie AsKo wird für potentielle Auftraggeber immer interessanter, da die Alterung des Bitumens und damit verbundenen Strukturschäden in der Asphaltdeckschicht mittels einer kostengünstigen und schnellen Ausführung gestoppt werden. In naher Zukunft wird insbesondere der Behandlung von offenporigen Asphaltbelägen eine hohe Bedeutung zukommen, da diese Beläge besonders schnell Alterung erfahren. Die behandelten Flächen können bereits nach spätestens zwei Stunden wieder für den fließenden Verkehr freigegeben werden. Zudem kann die Asphaltkonservierung in einem ca. jährigen Zyklus wiederholt werden. Viele Vorteile, die AsKo zu einer äußerst attraktiven Alternative zu den klassischen Instandhaltungsmaßnahmen von Asphaltdeckschichten macht. Die Konservierung ist eine Präventivmaßnahme, um die Alterung des Bindemittels im Asphalt zu verzögern. Dabei sollen der Anstieg des Erweichungspunktes Ring und Kugel im Laufe der Jahre verzögert und die Zeitabstände bis zum Erreichen des Zeitpunktes für eine erneute Erhaltungsmaßnahme verlängert werden. 158 2. Kolloquium Straßenbau - September 2021 Asphaltkonservierung - Moderne Erhaltung für eine längere Nutzungsdauer Abbildung 3: Rampenspritzgerät 3. Rampenspritzgerät und Qualitätssicherung Im Konservierungsverfahren kommen Produkte zum Einsatz, die sprühfähig aufbereitet mit einem für die Verwendung von lösemittelhaltigen Bindemitteln geeigneten Rampenspritzgerät, in der erforderlichen Menge auf die Oberfläche der Verkehrsflächenbefestigung in Asphaltbauweise, aufgebracht werden. Je nach Anforderung kann die Fläche gleichzeitig mit einem Schmelzkammergranulat abgestreut werden. (das Merkblatt über die Verwendung von Kraftwerksnebenprodukten im Straßenbau ist zu beachten). Das eigens entwickelte Rampenspritzgerät muss dabei, mindestens jährlich oder nach größeren Reparaturen, einer Kalibrierung gemäß DIN EN 12272-1 unterzogen werden. Nur durch korrekt kalibrierte Verlegemaschinen kann eine entsprechend gleichmäßige Güte bei der Applikation des Konservierungsmittels erzielt werden. Daher ist eine fachmännische Kalibrierung ein notwendiges und wesentliches Kriterium. Kann die Gleichmäßigkeit über die gesamte Breite des Sprühbalkens nicht eingehalten werden, wird das gewünschte Sprühbild nicht erreicht und somit in letzter Konsequenz die gewünschten Eigenschaften nicht erzielt. Aus diesem Grund ist es ratsam das zugehörige Kalibrierprotokoll bereits bei der Ausschreibung anzufordern. Kann dieses nicht in entsprechender Form vorgezeigt, beziehungsweise in Kopie eingereicht werden, so ist der Bieter aus dem Vergabeverfahren auszuschließen. Hierbei empfiehlt es sich keine Kompromisse einzugehen, da eine fachmännische Kalibrierung ein Qualitätsindikator für die Arbeitsweise eines ausführenden Unternehmens darstellt und folglich der Qualitätssicherung dient. So können die nachfolgend dargestellten Verbrauchsmengen zielsicher erreicht werden: - Konservierungsmittel: 0,3 bis 0,8 kg/ m² - Schmelzkammergranulat (Körnung 0,5 bis 1,4 mm): 0,3 bis 0,5 kg/ m² 4. Schäden und Wirkungsweise Die Bauweisen offenporiger Asphalt sowie Splittmastixasphalt stehen, hinsichtlich der Dauerhaftigkeit und bei offenporigem Asphalt insbesondere der abnehmenden akustischen Wirksamkeit durch Kornverlust im Zuge der strukturellenAlterung desAsphaltes, zunehmend in Kritik.