3. Kolloquium Straßenbau - Februar 2023 49 Wegweiser zu einem ökologischeren und zukunftsfähigen Straßenoberbau Amina Wachsmann, M. Eng. Steinbeis-Transferzentrum, Infrastrukturmanagement im Verkehrswesen (IMV), Karlsruhe Zusammenfassung Seit nun mehr als 35 Jahren steht fest: Die Treibhausgasemissionen müssen reduziert werden, um einen Beitrag zur Eindämmung der menschengemachten Klimaveränderung zu leisten. Klar ist auch, dass sich unser Handeln zudem in mannigfaltiger Art und Weise auf uns, unsere Gesellschaft und unseren Planeten auswirkt. Um ökologische Auswirkungen darzulegen, kann beispielsweise die Methodik der Ökobilanzierung anwendet werden. Diese kann dann neben Ergebnissen für Ökonomie und Soziales für eine umfassende Nachhaltigkeitsbewertung genutzt werden. Dieser Beitrag soll vor allem Perspektiven hin zu einem ökologischeren und zukunftsfähigen Straßenoberbau aufzeigen. Hierbei wird beispielsweise auf die Fokussierung auf Treibhausgasemissionen, die manchmal etwas zu vereinfachte Betrachtung von temperaturabgesenktem Asphalt sowie die Schwächen und Stärken öffentlich zugänglicher Datensätze eingegangen. Es wird aufgezeigt, wo Weiterentwicklungspotenzial besteht und welche Vorteile aus einer solchen Weiterentwicklung entstehen können. 1. Einführung Bereits im Jahr 1972 veröffentlichte der sogenannte Club of Rome seinen Bericht über die „Grenzen des Wachstums“. [1] In diesem wurde dargelegt, dass eine weitere Zunahme des Wirtschafts- und Bevölkerungswachstums zu drastischen Engpässen bei den natürlicher Ressourcen führen und die Zukunft des Planeten und der Menschheit gefährde. [1] Im „Wiener Übereinkommen zum Schutz der Ozonschicht“ [2] der Vereinten Nationen aus dem Jahr 1985 wurde der Entschluss niedergeschrieben „ die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor schädlichen Auswirkungen von Veränderungen der Ozonschicht zu schützen“ [2] indem geeignete Maßnahme getroffen werden sollten. Fast vier bzw. fünf Jahrzehnte nach diesen Feststellungen bzw. Festlegungen steht die Menschheit weiterhin vor der Herausforderung ihr eigenes Handeln ändern zu müssen, um ihr Überleben zu sichern und auch künftigen Generationen die Möglichkeit einzuräumen auf intakte Ökosysteme und fossile Ressourcen zurückzugreifen. Die Notwendigkeit des Handelns wird dabei seit dem Jahr 2022 auch durch die Anerkennung des Menschenrechtes „auf eine gesunde und nachhaltige Umwelt“ [3] von den Vereinten Nationen unterstrichen. Ein Hauptfokus liegt aktuell auf der Eindämmung der Treibhausgasemissionen und da auf der Einhaltung des 1,5 °C Ziels. Die Auswirkungen des nicht Einhaltens des 1,5-°C-Ziels werden als dramatisch eingestuft (vgl. Tab.-1). Um das 1,5-°C-Ziel bzw. das 2,0-°C-Ziel zu erreichen, ist es notwendig, dass in allen Lebens- und Wirtschaftsbereichen tiefgreifende Veränderungen stattfinden. Tab.-1: Auswirkungen einer Klimaerwärmung von 1,5 °C im Vergleich zu einer Klimaerwärmung von 2,0 °C [4] Auswirkungen 1,5 °C Klimaerwärmung 2,0 °C Klimaerwärmung Artensterben 6 % der Insekten 8 % der Pflanzen 4 % der Wirbeltiere 18 % der Insekten 16 % der Pflanzen 8 % der Wirbeltiere Korallensterben min. 70 % aller Korallenriffe bis 2050 quasi alle Korallenriffe bis 2050 Hochwasser 100 % höheres Risiko 170 % höheres Risiko Extreme Hitze 9 % der Weltbevölkerung mindestens einmal alle 20 Jahre 28 % der Weltbevölkerung mindestens einmal alle 20 Jahre Dürreperioden und Wassermangel 50 Millionen Menschen im urbanen Raum 410 Millionen Menschen im urbanen Raum Gletscherschmelze 50 % der Gletscher von 2015 60 % der Gletscher von 2015 Verlust des Arktisches Meereises Alle 100 Jahre ein eisfreier Sommer in der Arktis Alle 10 Jahre ein eisfreier Sommer in der Arktis Anstieg Meeresspiegel - + 10 cm bis 2.100 und dadurch 10 Millionen mehr Menschen betroffen (Basisjahr der zugrundeliegenden Bevölkerung: 2010) 50 3. Kolloquium Straßenbau - Februar 2023 Wegweiser zu einem ökologischeren und zukunftsfähigen Straßenoberbau Auch die Straßen, die beispielsweise in Deutschland für die Abwicklung eines Großteils des Personen- und Güterverkehrs genutzt werden [5], sind als Teil der Infrastruktur ein Bereich mit Handlungsbedarf. Inzwischen ist das deutsche Straßennetz größtenteils ausgebaut, muss aber stetig erneuert und instandgehalten werden, um seiner Funktion - einzelne Räume miteinander zu verbinden und erreichbar zu machen - gerecht zu werden. [5; 6] Um dies zu erreichen, müssen stetig Baumaterialien und Energie eingesetzt werden, was wiederum Umweltauswirkungen mit sich bringt. Der vorliegende Beitrag soll anhand des Asphaltoberbaus von Verkehrsflächen aufzeigen, warum die Betrachtung ganzer Lebenszyklen relevant ist und wie Umweltwirkungen in der Ökobilanzierung definiert werden. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse werden anschließend generelle Anforderungen im Asphaltstraßenbau in Bezug auf ökologische Aspekte dargelegt, um anschließend auf einzelne Einflussfaktoren im Bereich des Asphaltstraßenbaus einzugehen. Der Beitrag endet mit der Zusammenfassung der Ergebnisse sowie einem Ausblick, wie der Asphaltstraßenbau zukünftig ökologischer und damit zukunftsfähig werden kann. 2. Lebenszyklus, Ökobilanzierung für den Straßenoberbau Als Umweltwirkungen werden in [7] die von einem Produkt ausgehenden Wirkungen auf die natürliche Umwelt, die menschliche Gesundheit und die Ressourcen definiert, wobei unter dem Begriff Produkt „jede Ware oder Dienstleistung“ [7] verstanden wird. Um einen Überblick über die Umweltauswirkungen eines Produktes zu erhalten, sollte stets der gesamte Lebenszyklus („Von der Wiege bis zur Bahre“) betrachtet werden (vgl. Tab.-2). [7] Der Lebenszyklus eines Straßenoberbaus kann dabei wie in Tab.- 2 unterteilt werden. Die Planungsphase (Informationsmodul A0) kann in der Regel beim alleinigen Betrachten des Straßenoberbaus vernachlässigt werden, da davon auszugehen ist, dass diese keinen signifikanten Einfluss auf die Umweltauswirkungen des Straßenoberbaus aufweist. Die materialspezifischen Umweltauswirkungen, die durch den Straßenoberbau generiert werden, sind vielmehr in den Phasen Herstellung, Errichtung und Entsorgung anzusiedeln. Gerade in der Herstellungsphase (Informationsmodul A1 bis A3) kann durch die gezielte Modifikation der Materialzusammensetzung sowie die bewusste Auswahl der Herstelltemperatur für das Mischgut ein signifikanter Einfluss auf die Umweltauswirkungen des zu errichtenden Straßenoberbaus genommen werden (vgl. [8; 9]). Auch Transportentfernungen, das gewählte Transportmittel, die für den Ein- und den späteren Ausbauprozess eingesetzten Baumaschinen sowie die Wiederverwendbarkeit des Materials leisten einen Beitrag zu den Umweltauswirkungen eines Straßenoberbaus. Während der Nutzungsphase eines Straßenoberbaus müssen in unregelmäßigen Abständen Instandsetzungs- und Austauschmaßnahmen vorgenommen werden. Diese Maßnahmen können wiederum über die Informationsmodule A1 bis A5 sowie C1, C2 und ggf. C4 beschrieben werden. Das Modul C3 wurde in der Grafik bewusst nicht als berücksichtigtes Modul gekennzeichnet, da die Auf bereitung von beispielsweise Asphaltgranulat ebenso dem Informationsmodul A1 zugerechnet werden kann. Durch diesen Ansatz wird eine Mehrfachbilanzierung der Umweltauswirkungen bei der Auf bereitung vermieden. Die Informationsmodule B3 und B4 können wiederrum über die Informationsmodule A1 bis A5 sowie je nach Maßnahmenart optional zusätzlich über die Informationsmodule C1, C2 und C4 beschrieben werden. 3. Kolloquium Straßenbau - Februar 2023 51 Wegweiser zu einem ökologischeren und zukunftsfähigen Straßenoberbau Tab.-2: Informationsmodule zur Untersuchung eines gebundenen Verkehrsflächenoberbaus aus Asphalt in Anlehnung an [10; 11] Informationen zur Bewertung des gebundenen Verkehrsflächenoberbaus aus Asphalt Lebenszyklus des gebundenen Verkehrsflächenoberbaus aus Asphalt Ergänzende Informationen außerhalb des Lebenszyklus Phasenbezeichnung Planungsphase Herstellungsphase Errichtungsphase Nutzungsphase Entsorgungsphase Vorteile und Belastungen jenseits der Systemgrenzen Informationsmodul A0 A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5 C1 C2 C3 C4 D Nicht-physische Prozesse vor der Errichtung: Voruntersuchungen, Ex-pertisen, Erwerb von Bauland, Planung Rohstoffgewinnung/ -herstellung Transport zur Asphaltmischanlage Herstellung des Asphaltmischguts (Mischanlage) Transport des Mischguts zur Baustelle Einbau des Asphaltmischguts Nutzung installierter Produkte Instandhaltung Instandsetzung Austausch Modernisierung Abbruch bzw. Ausbau von Asphaltschichten Transport des Ausbauasphalts zur Asphaltmischanlage oder Deponie Abfallauf bereitung für Wiederverwendung, Rückgewinnung und Recycling Entsorgung D1 Nettoflüsse aus Wiederverwendung, Recycling, Energierückgewinnung und anderen Verwertungsverfahren B6 Betrieblicher Energieeinsatz D2 Exportierte Versorgungsmedien (z. B. Energie, Trinkwasser B7 Betrieblicher Energieeinsatz B8 Nutzeraktivitäten cradle-to-gate - Von der Wiege bis zum Werkstor cradle-to-cradle - Von der Wiege bis zur Wiege cradle-to-grave - Von der Wiege bis zur Bahre Berücksichtige Module Indirekt berücksichtige Module Begrifflichkeiten zur Beschreibung des betrachteten (Teil-)Lebenszyklus Um Umweltauswirkungen von Produkten zu beschreiben, kann beispielsweise die Methode der Ökobilanzierung (englisch: Life Cycle Assessment (LCA)) angewendet werden. Bei der Ökobilanzierung handelt es sich um eine in den ISO 14040 beschriebene iterative Methode, mit Hilfe derer die Umweltauswirkungen eines Produktes entlang des gesamten Lebenszyklus abgebildet werden können. [7] Diese Methode wird auch bei der Environmental Product Declaration (EPD), auch Typ-III- Umweltdeklaration oder Umweltproduktdeklaration genannt, angewendet. Diese EPDs „stellen qualifizierte umweltbezogene Informationen aus dem Lebenszyklus eines Produktes zur Verfügung, um damit Vergleiche zwischen Produkten gleicher Funktion zu ermöglichen“ [12]. Soll eine Nachhaltigkeitsbewertung für ein Produkt durchgeführt werden, können die Ergebnisse einer Ökobilanz die Dimension Ökologie abbilden. Die Dimensionen Soziales und Ökonomie müssen jedoch zusätzlich betrachtet werden, um von einem nachhaltigen Produkt sprechen zu können und den Begriff der Nachhaltigkeit nicht als „Catch-all-Kategorie“ [13] zu verwenden. 3. Generelle Anforderungen im Straßenbau in Bezug auf ökologische Aspekte Mit der oben dargestellten Methode der Ökobilanzierung können unterschiedliche Produkte in Hinblick auf ihre Umweltauswirkung betrachtet und miteinander verglichen werden. Solche informationsmodulbezogenen Berechnungsergebnisse bieten folgende Möglichkeiten: 1. Durch die Darstellung der Prozesse anhand von Informationsmodulen kann das allgemeine Prozessverständnis generiert bzw. gestärkt werden. 2. Die Darstellung der Prozesse in Verbindung mit den dazugehörigen In- und Outputflüssen verdeutlicht den Beitrag einzelner Module und Materialien an der gesamten Umweltauswirkung eines Produktes über den gesamten Lebenszyklus. 3. Anhand der differenzierten Ergebnisdarstellung kann dem Anwender verdeutlicht werden, an welchen Stellen im Prozess ein Verbesserungspotenzial vorliegt. 4. Anhand der differenzierten Ergebnisdarstellung kann dem Anwender verdeutlicht werden, dass es gegebenenfalls keine optimale Variante für alle Umweltaus- 52 3. Kolloquium Straßenbau - Februar 2023 Wegweiser zu einem ökologischeren und zukunftsfähigen Straßenoberbau wirkungen gibt. Eine Variante weist z.-B. ein höheres Treibhauspotenzial auf, während die andere Variante ein höheres Eutrophierungspotenzial mit sich bringt. Damit die Erkenntnisse über die Umweltauswirkungen eines bzw. mehrerer Produkte als Basis für eine datenbasierte Entscheidungsunterstützung genutzt werden können, ist es notwendig, dass diese Daten zur Verfügung stehen. Dies ist aktuell in Deutschland nicht der Fall und ist in Hinblick auf einen ökologischeren und auch nachhaltigeren Straßenbau zu beheben. In den ÖKOBAUDAT [14], einer durch das Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat zur Verfügung gestellte Plattform, werden zwar generell regelmäßig aktualisierte „Ökobilanz-Datensätze zu Baumaterialien, Bau-, Transport-, Energie- und Entsorgungsprozessen“ [14] kostenlos zur Verfügung gestellt, für den Suchbegriff Asphalt in Bezug auf den Straßenbau sind dort jedoch lediglich fünf Datensätze verfügbar (vgl. Abb.-1). [15] Bei diesen fünf Datensätzen handelt es sich um generische Datensätze, d.-h., dass beispielsweise ein einziger Datensatz Asphaltbinderschichten repräsentativ beschreiben soll. Des Weiteren sind in den Datensätzen vor allem Auffälligkeiten in Bezug auf den technologischen Erfassungsbereich und die Repräsentativität zu erkennen (vgl. Tab.-3). Abb.-1: Verfügbare Datensätze in der ÖKOBAUDAT zum Suchbegriff Asphalt (konform zur [16]) [15] 3. Kolloquium Straßenbau - Februar 2023 53 Wegweiser zu einem ökologischeren und zukunftsfähigen Straßenoberbau Tab.-3: Überprüfungsergebnisse der Asphalt-Datensätzen aus den ÖKOBAUDAT [15] bewertet mit „in Ordnung“ ( ) und „nicht in Ordnung“ ( ) Betrachtete Datensätze: Gussasphalt / Splittmastixasphalt SMA / Asphaltbinder / Asphalttragschicht / Tragdeckschicht Bewertung Anforderung nach der [17] bzw. auf Grundlage der [7] Funktionale/ deklarierte Einheit 1,0-kg Systemgrenze Cradle-to-Gate mit Optionen (Module A1, A2, A3, A5, C1, C2 und D (vgl. Tab.-2)) Annahmen • 3-% Materialverlust in Modul D à wobei eine Begründung für die Annahme fehlt • Gutschrift für ausgebautes Material à wird allgemein kontrovers diskutiert (vgl. [18]) • 50 km Transport von Ausbaumaterial zu einem Asphaltmischwerk (Modul C2) für generischen Datensatz i.-O. Einschränkungen Generischer Datensatz ggf. Art der kritischen Prüfung Abhängige interne Überprüfung durch Sphera Solutions GmbH Unabhängige externe Überprüfung durch GaBi user forum Anforderungen an die Datenqualität Zeitlicher Erfassungsbereich Referenzjahr 2021 Geografischer Erfassungsbereich Deutschland Technologischer Erfassungsbereich Auffälligkeiten: • Materialzusammensetzung: nicht dargelegt, keine Berücksichtigung von Asphaltgranulat (aber Gutschrift für ausgebautes Material (siehe Annahmen)) • Bitumen: Annahme des unteren Heizwertes anstatt der durch [19] herausgegebenen Daten; keine Berücksichtigung Polymermodifizierter Bitumen (z.-B. in SMA) • Heizenergie Mischwerk: leichtes Heizöl • Maschine für den Einbau der Asphaltschicht: Radlader • Lediglich A-Module in Flussdiagramm dargestellt, aber Module C1 und D sollen ebenfalls berücksichtigt worden sein • Meiselverbrauch (Modul C1) bilanziert, aber der Verschleiß anderer Maschinen nicht • Kein Transport des Asphaltmischguts zur Baustelle (Modul A4), aber Transport nach Asphaltausbau zum Mischwerk (Modul C2) Präzision Sicherheitszuschläge: 20-% Vollständigkeit - keine Einschätzung anhand der vorhandenen Informationen möglich - - Repräsentativität • Geographisch: Deutschland • Zeitlich: Jährlicher Durchschnitt • Technologisch: In Deutschland wird als Hauptenergieträger zum Erreichen der hohen Temperaturen in den Asphaltmischwerken größtenteils Braunkohlestaub verwendet, in dem Datensatz wurde jedoch leichtes Heizöl angenommen Konsistenz - keine Einschätzung anhand der vorhandenen Informationen möglich - - Vergleichspräzision - keine Einschätzung anhand der vorhandenen Informationen möglich (siehe Auffälligkeiten unter Technologischer Erfassungsbereich) - - Datenquellen Angaben verfügbar Unsicherheit der Informationen siehe oben in Tabelle unter Annahmen, Technologischer Erfassungsbereich, Repräsentativität - 54 3. Kolloquium Straßenbau - Februar 2023 Wegweiser zu einem ökologischeren und zukunftsfähigen Straßenoberbau 4. Big Points bei der Bilanzierung von Straßenoberbauten Auch wenn repräsentative Datensätze erstellt werden, sind diese nicht als statisch zu betrachten. Nachfolgend sind einige Punkte dargelegt, die einen Einfluss auf die einem Asphalt zuzuordnenden Umweltauswirkungen haben können. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die aktuell, aufgrund der Klimakrise, im Fokus stehenden, durch den Menschen verursachten Emissionen von Treibhausgasen lediglich ein Faktor der in einer Ökobilanz zu berücksichtigenden Indikatoren für die Umweltauswirkungen eines Produktes sind. Werden beispielsweise bei der Betrachtung eines Straßenoberbaus nur die einer Schicht zuzuordnenden Treibhausgasemissionen berücksichtigt, stellt ggf. das Vermeiden der Schichterneuerung das Optimum dar. Diese vereinfachte Betrachtung ist jedoch nicht zielführend, da weder der Werterhaltung noch der Verkehrssicherungspflicht folge getragen werden würde. Auch die ursprüngliche Benutzbarkeit bzw. Funktionsfähigkeit eines so „erhaltenen“ Straßenabschnittes wäre wohl eher fragwürdig. Dieses etwas drastische Beispiel soll der Sensibilisierung dienen, da die ausschließliche Beschränkung auf die Betrachtung bzw. Beschränkung von Treibhausgasemissionen auch in Hinblick auf Umweltaspekte zu Fehlentscheidungen führen kann. Die Schwierigkeit bei der alleinigen Betrachtung eines Indikators liegt dabei auf der Hand: Andere negative Umweltauswirkungen werden aus dem Auge verloren und ggf. werden zum Abmindern der einem Indikator zuzuordnenden negativen Umweltauswirkungen andere negative Umweltauswirkungen unwissentlich gesteigert. Ein Punkt, der im Bereich des Asphaltstraßenbaus vermehrt zu beobachten ist, dreht sich in Teilen ebenfalls um Treibhausgasemissionen. Durch die Verringerung der Asphalt-Herstelltemperatur werden Energie und damit einhergehend Treibhausgasemissionen eingespart bzw. vermieden. Um trotz abgesenkter Temperaturen die Verarbeitbarkeit des Mischgutes zu gewährleisten (und ggf. weitere Vorteile zu generieren), sind inzwischen mannigfaltig Asphaltzusätze und Sonderbindemittel auf dem Markt erhältlich. [20] Wie bereits [21] feststellte, wird in Studien, die die umweltbezogenen Vorteile solcher Asphaltzusätze oder Sonderbindemittel betrachten, häufig vernachlässigt, dass bei der Herstellung dieser Produkte ebenfalls Materialien und Energie eingesetzt werden müssen, wodurch dem Produkt bereits Umweltauswirkungen zuzurechnen sind. Anstatt dessen werden lediglich die durch die Temperaturabsenkung entstandenen Vorteile in Bezug auf Emissionen und Energie berücksichtigt. Dadurch gibt es ggf. einen Bruch in der Systematik, denn durch das Nicht-Berücksichtigen der Herstellung eines Asphaltzusatzes bzw. Sonderbindemittels werden nicht alle in Tab.-2 als relevant deklarierten Informationsmodule abgedeckt und somit wird ein plausibler Vergleich mit einem konventionell hergestellten Asphalt (keine Temperaturherabsetzung, keine Asphaltzusätze bzw. Sonderbindemittel) unmöglich. Um dies zu vermeiden, ist es notwendig, dass künftig analog zu einem Produktdatenblatt vorausgesetzt wird, dass die Umweltauswirkungen eines Produktes durch den Hersteller bereitgestellt werden. Bei der Temperaturabsenkung kann beispielsweise auch ein weiterer Punkt in Bezug auf die einem herzustellenden Material anzurechnenden Umweltauswirkungen relevant werden: Muss durch die Temperaturreduzierung eine Anpassung des Mischgutprozesses vorgenommen werden, muss dies in der Bilanzierung berücksichtigt werden. Beispielsweise kann es vorkommen, dass zum Erreichen der Homogenität des Mischguts bei verringerten Temperaturen der Mischvorgang verlängert werden muss. Dadurch kann es zu einer Erhöhung des Energieaufwands kommen. Auch die Wiederverwendbarkeit ist ein Faktor, der bei der Verwendung von Asphaltzusätzen zu berücksichtigen ist. Bei Asphalten handelt es sich um Baustoffe die zu rund 95-% (je nach Mischgut variiert dieser Wert) aus Mineralien (Gesteine) und zu rund 5-% aus Bitumen, einem bei der Erdölraffination entstehenden Produkt, bestehen. Durch die Wiederverwendung von Ausbauasphalt kann der Bedarf an Primärmaterialien reduziert werden. Werden Asphalt nun Asphaltzusätze zugegeben, besteht die Gefahr, dass der am Ende der Nutzungsdauer ausgebaute Asphalt nicht wiederverwendbar ist. Gründe für den Ausschluss von Ausbauasphalt können z.-B. folgende sein: • Der verwendete Asphaltzusatz hat die Materialeigenschaften so verändert, dass es bei der Wiederverwendung des Ausbauasphalts in neuen Mischgütern zu Schwierigkeiten kommt (z.-B. unbekanntes oder schlechtes Alterungsverhalten, fehlende Kompatibilität mit Frischbitumen). • Problematische Stoffeigenschaften: Ein heute eingesetzter Asphaltzusatz weist ggf. gesundheits- oder umweltgefährdende Stoffe auf, die nach heutigem Kenntnisstand jedoch noch nicht als solche einzustufen sind (vgl. beispielsweise PAK- und Asbest- Problematik). Wird ein zwischenzeitlich als belastet einzustufender, modifizierter Asphalt zum Ende der Nutzungsdauer ausgebaut, ist dieser besonders zu behandeln, um eine Kontamination unbelasteten Materials zu vermeiden und Schädigungsprozesse gegenüber Mensch und/ oder Umwelt so weit wie möglich zu vermeiden bzw. einzudämmen. Bei der Vielzahl an auf dem Markt verfügbaren Asphaltzusätzen und bislang nicht bekannten zukünftigen Auswirkungen selbiger sowie dem generellen Materialverhalten ist es umso wichtiger, dass Informationen über den Verbleib der Materialien vorgehalten werden. Zum adäquaten Umgang mit derartigen Informationen kann beispielsweise die Methode Building Information Modeling (BIM) angewendet werden. Mit dieser ist es möglich, kontinuierlich Daten zum gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks systematisch vorzuhalten. Neben der Thematik der Wiederverwendung modifizierter Asphalte kommt dem Thema der Wiederverwendung generell eine große Bedeutung zu. Durch die Wiederverwendung wird die Verwendung von Primärmaterialien bestenfalls verringert oder gar vermieden. Dies hat 3. Kolloquium Straßenbau - Februar 2023 55 Wegweiser zu einem ökologischeren und zukunftsfähigen Straßenoberbau den Vorteil, dass der Flächenbedarf für die Ressourcengewinnung verringert wird, natürliche Ressourcen geschont werden und Deponieflächen anderweitig verwendet werden können. Der Wiederverwendungsanteil kann durch das Setzen von Anreizen oder dem Stellen von Anforderungen erhöht werden. Beispielsweise zeigt die Stadt Dortmund, dass sie durch die Einführung eines Wertungsvorteils bei der Vergabe eine Erhöhung des Asphaltgranulatanteils in allen Schichten erzielen kann. Der Wertungsvorteil wird dabei wie folgt angewendet: Überschreitet der durch einen Bieter angebotene Asphalt die Standard-Wiederverwendungsanteile der Stadt Dortmund (statistische Werte vergangener Baumaßnahmen) um 20 Masseprozent (verbindlich in einem Formblatt einzutragen und mit dem Angebot abzugeben), wird dem Bieter „… ein Wertungsvorteil von 10 % auf die jeweilige Asphaltposition gewährt“ [22]. Für die hochwertige Wiederverwendung kommt außerdem dem schichtenweisen Fräsen und anschließendem getrennten Lagern eine große Bedeutung zu. Durch die Gewinnung des sortenreinen Asphaltgranulats und der sortenreinen Lagerung kann dieses anschließend hochwertig wiederverwendet werden. Dadurch können neben der Schonung von Primärmaterialien bestenfalls auch Energieeinsparungen und Emissionsvermeidungen erfolgen. Voraussetzung für die Energieeinsparungen und Emissionsvermeidungen ist, dass die Auf bereitung des Ausbaumaterials mit einem geringeren Aufwand sowie geringeren Umweltauswirkungen einhergeht, als dies bei der Gewinnung von Primärmaterialien (Informationsmodul A1) der Fall ist. Ein weiterer Punkt ist das allgemeine Einsparen von Asphaltmischgut und die damit einhergehende Ressourcenschonung. Durch die Vermeidung von Überdimensionierungen bei Straßenoberbauten kann Asphalt eingespart werden, wobei eine Unterdimensionierung ebenfalls nicht zielführend sein kann. Bei der Thematik der Dimensionierung ist ein entscheidender Faktor die Nutzungsdauer und die damit einhergehenden (prognostizierten) Belastungen aus dem Verkehr. Die aktuell in den „Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO 12)“ [23] und in der Regel auch bei der Dimensionierung auf Grundlage der „Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung des Oberbaus von Verkehrsflächen mit Asphaltdeckschicht (RDO Asphalt 09)“ [24] zugrunde gelegte Nutzungsdauer beträgt 30 Jahre. Bereits bei der Prognose für diesen Zeitraum sind etwaige Unsicherheiten enthalten und nicht zu vermeiden. Wird analog zu Ingenieurbauwerken eine Nutzungsdauer von 100 Jahren anvisiert, steigen die Unsicherheiten enorm, da annähernd valide Aussagen über einen so langen Zeitraum zu folgenden Themen in Bezug auf den betrachteten Verkehrsweg nicht möglich sind: 1. Entwicklung des Modal-Splits 2. Entwicklung der Fahrzeugflotten 3. Punktuellere Belastung durch höhere Spurtreue automatisierter Lkw 4. Entwicklung der Verkehrsnachfrage 5. Umweltauswirkungen Dementsprechend ist aufgrund der heutigen Datenlage stets von einer Über- oder Unterdimensionierung auszugehen. Weitere Gründe sprechen gegen eine Verlängerung der geplanten Nutzungsdauer: • Der heutige Stand der Dimensionierung und Materialien wird in 100 Jahren voraussichtlich längst veraltet sein. • Es wird mit heutiger Technik gebaut, wodurch alle zukünftigen Innovationen im Bereich Baumaschinen, Transporte und Mischanlagen nicht berücksichtigt werden können (ggf. erhöhte Umweltauswirkungen als bei Bau mit neuer Technik in x Jahren) Um die Umweltauswirkungen rund um den Asphaltstraßenbau so gering wie möglich zu halten ist der Maschineneinsatz (Baumaschinen, Transporte etc.) so kurz und energieeffizient wie möglich zu gestalten, wobei im besten Fall auf alternative, nachhaltige Antriebe umgestiegen wird bzw. alternative, nachhaltige Energieträger bevorzugt eingesetzt werden sollten. 5. Zusammenfassung und Ausblick In Tab.-4sind die Eingriffsbzw. Entscheidungsmöglichkeiten auf dem Weg hin zu einem ökologischeren Straßenbau zusammengefasst. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die einem Straßenoberbau anzurechnenden Umweltauswirkungen unterschiedlicher Art sind und in der Regel nicht direkt miteinander verglichen werden können. Einige der in Tab.- 4 dargestellten Eingriffsbzw. Entscheidungsmöglichkeiten sind vielleicht nicht sofort umsetzbar und andere wirken auf den Betrachter nur wie ein Tropfen auf den heißen Stein. Trotzdem wird die Branche am Ende zusammen daran arbeiten müssen alle noch so klein wirkenden Verbesserungen anzugehen, denn auch viele kleine Beiträge können sich zu einem größeren summieren. Deutlich wird auch, dass im Bereich des Straßenbaus noch viele Daten fehlen. Die aktuell in den ÖKOBAU- DAT verfügbaren Datensätze werden auch nach Beheben der dort vorzufindenden Auffälligkeiten keine ausreichende Grundlage für den Vergleich unterschiedlicher Materialien darstellen. Aus diesem Grund werden für alle zu betrachtenden Informationsmodule (A1-A5, (B3, B4), C1-C4) folgende Informationen benötigt: 1. Energieaufwand inkl. Angaben zum Energieträger 2. Produktdeklarationen für Asphaltzusätze und Sonderbindemittel 3. Voraussichtliche Nutzungsdauern Diese benötigten Informationen dienen als Grundlage für EPDs. Die EPDs können beispielsweise materialspezifisch beschrieben werden, wobei nicht nur die materialspezifischen Informationsmodule, sondern alle relevanten Informationsmodule (A1-A5, (B3, B4), C1-C4) zu berücksichtigen sind. Bei den materialspezifischen Informationen kann nach unterschiedlichen Verfahren (z.-B. Heiß- und Warmasphalt), unterschiedlichen Mischgutarten und -sorten differenziert werden. Bei den Mischgutsorten sind wiederum unterschiedliche Mischgutzusammensetzungen zu berücksichtigen. 56 3. Kolloquium Straßenbau - Februar 2023 Wegweiser zu einem ökologischeren und zukunftsfähigen Straßenoberbau Die so vorliegenden EPDs könnten dann als Entscheidungsgrundlage für eine umweltfreundliche Beschaffung im Bereich des Straßenbaus dienen. Dazu würden die EPDs gemeinsam mit dem monetären Angebotspreis als Grundlage für die Vergabe von Baumaßnahmen dienen, wobei Angebote ohne EPDs ebenso wie Angebote ohne monetäre Angebotspreise aufgrund der Unvollständigkeit der abgegebenen Angebotsunterlagen nicht gewertet werden würden. Damit dies funktioniert, müssten bereits bei der Ausschreibung die Anforderungen sowie die Wertungshintergründe klar kommuniziert werden. Soll ökologischer Straßenbau gefördert werden, ist das alleinige Betrachten fixer Umweltauswirkungswerte jedoch nicht zielführend. Die voraussichtliche Nutzungsdauer spielt hierbei eine essenzielle Rolle, da die über den Lebenszyklus (beispielsweise einer Schicht) anzurechnenden Umweltauswirkungen beispielsweise in einheitliche Jahresscheiben aufgeteilt werden müssen, um unterschiedliche Produkte miteinander vergleichen zu können. Einen ersten Schritt in diese Richtung macht beispielsweise das Bundesland Bayern mit der Veröffentlichung neuer Vergaberichtlinie. Demnach sollen in Bayern im „Bereich Straßenbau und... Wasserwirtschaft“ [25] künftig „bei der Wertung von Angeboten [neben dem Preis] .. vermehrt umweltbezogene Zuschlagskriterien berücksichtigt werden“ [25]. Als Kriterien dienen zukünftig der Preis (Wichtung: 60 - 70-% von 100-%) sowie der sogenannte Technische Wert (30 - 40-% von 100-%), der aus einer projektspezifischen Auswahl an Unterkriterien besteht. In Bezug auf die ökologische Verbesserung des Asphaltstraßenbaus sind hierbei die folgenden auswählbaren Unterkriterien relevant: kurze Streckensperrungen (bei Einbeziehen von Umleitungsverkehr), Bauprozessmanagement im Asphaltstraßenbau und Nachhaltigkeit (Transportentfernungen, schadstoffarme Transporte, Wiederverwendung von Asphaltgranulat). [25] Tab.-4: Zusammenstellung der Eingriffsmöglichkeiten für einen ökologischeren Straßenbau unterteilt nach den Informationsmodulen (vgl. Tab.-2) Herstellungsphase A1: Rohstoffgewinnung / -herstellung • Bilanzierung aller verwendeten Produkte, um Schadens- und Einsparpotenziale (Prozessoptimierung, alternative Antriebe und Verfahren) zu erkennen und umzusetzen • Transporte auf dem Werksgelände, wo möglich vermeiden bzw. verkürzen • Transporte auf dem Werksgelände mit Fahrzeugen mit alternativem Antrieb durchführen • Emissionen von Prozessen verringern (z.-B. Lärm- und Staubemissionen) A2: Transporte • Bilanzierung der Materialtransporte • Kurze Transportwege • Möglichkeit zur Nutzung umweltfreundlicher Verkehrsmittel? A3: Mischgutherstellung (Asphaltmischanlage) • Abgesenkte Mischguttemperaturen • Transporte auf dem Werksgelände, wo möglich vermeiden bzw. verkürzen • Transporte auf dem Werksgelände mit Fahrzeugen mit alternativem Antrieb durchführen • Energie- und emissionsoptimierte Mischanlagentechnik anwenden • Emissionen von Prozessen verringern (z.-B. Lärm- und Staubemissionen) • Materialien möglichst witterungsgeschützt und sortenrein Lagern Errichtungsphase A4: Transporte vgl. A2 A5: Einbau / Errichtung • Falls möglich, Nutzung alternativer Antriebe • Nutzung von Baumaschinen mit hoher Energieeffizienz • Emissionen von Prozessen/ Baumaschinen verringern (z.-B. Lärmemissionen und Abgase) Nutzungsphase B3, B4: Instandsetzung und Austausch • Wenn möglich, Ausnutzen der technischen Nutzungsdauer • Einbeziehen von ökologischen Aspekten in die Entscheidungsfindung zu geplanten Instandsetzungs- und Austauschmaßnahmen 3. Kolloquium Straßenbau - Februar 2023 57 Wegweiser zu einem ökologischeren und zukunftsfähigen Straßenoberbau Entsorgungsphase C1: Ausbau vgl. A5 • Schichtenweises Fräsen und sortenreines Lagern als Grundlage für eine hochwertige Wiederverwendung im Sinne des Kreislaufwirtschaftsgesetzes C2: Transporte vgl. A2 C4: Entsorgung In Anlehnung an das Kreislaufwirtschaftsgesetz [26] stellt die Entsorgung die letzte Stufe für den Umgang mit Bauabfällen dar und ist sofern möglich zu vermeiden. Anstatt dessen sind die ausgebauten Materialien so hochwertig wie möglich wiederzuverwenden Allgemeine Optimierungsmöglichkeiten: • Überprüfung der Möglichkeit zur Senkung des Primärmaterialbedarfs • Überprüfung der notwendigen Materialmengen (Vermeidung von Unter- und Überdimensionierungen) • Optimierung von Nutzungsdauern Literatur [1] Pufé, I. (2017): Nachhaltigkeit, 3., überarbeitete und erweiterte Auflage, UVK Verlagsgesellschaft mbH; UVK Lucius, Konstanz, München, 2017; ISBN: 9783838587059 [2] UNEP - United Nations Environment Programme (1985): Wiener Übereinkommen zum Schutz der Ozonschicht, Wien, 1985 [3] DGVN - Deutsche Gesellschaft für die Vereinten Nationen e.V. 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