4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 361 Nachhaltigkeit im Asphaltstraßenbau durch hochwertige Wiederverwendung von Asphalt und dem Einsatz von temperaturabgesenktem Asphalt Hendrik Ebbers, B. Eng. FH Münster, Forschungsgruppe Verkehrswesen (FgV) Prof. Dr.-Ing. Hans-Hermann Weßelborg FH Münster, Forschungsgruppe Verkehrswesen (FgV) Thomas Schönauer, M. Sc. FH Münster, Forschungsgruppe Verkehrswesen (FgV) Zusammenfassung Das Forschungsprojekt „RekoTi - Ressourcenplan kommunaler Tief bau“ befasste sich mit der Steigerung der Ressourceneffizienz im kommunalen Tief bau. U.-a. wurden hierbei Verkehrsflächen betrachtet, in deren Bereich der Bau einer Versuchsstrecke mit sechs Versuchsfeldern erfolgte. Bei dieser wurde eine Asphaltdeckschicht aus Splittmastixasphalt SMA-8-S in sowohl temperaturabgesenkter als auch konventionell heißgemischter Bauweise eingesetzt. Es wurden außerdem unterschiedliche Anteile an Asphaltgranulat im SMA-8-S verwendet. Die durchgeführten Untersuchungen lieferten sowohl zufriedenstellende als auch den Erwartungen entsprechende Ergebnisse. Im Rahmen der Kontrollprüfungen wurden nahezu alle Anforderungen eingehalten. Bei der Durchführung der Performanceprüfungen und des Monitorings der Versuchsstrecke wurden in Teilbereichen vereinzelt Auffälligkeiten erkannt, welche jedoch aufgrund der Konzeption der Versuchsfelder erklärbar sind und z.-T. auch erwartet wurden. Während des Bauprozesses sind Erfahrungen gesammelt worden, die u.-a. auf erhöhte Aufwände im Zuge des Einbaus hinweisen. 1. Einführung Das Forschungsprojekt „RekoTi - Ressourcenplan kommunaler Tief bau“ (Förderkennzeichen: 033R264) wurde im Zeitraum von Februar 2021 bis Oktober 2024 umgesetzt. Es wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Die Leitung des Projektes lag beim IWARU - Institut für Infrastruktur · Wasser · Ressourcen · Umwelt der FH- Münster. Außerdem waren die Forschungsgruppe Verkehrswesen (FgV) der FH Münster, das Amt für Mobilität und Tief bau der Stadt Münster, der Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen der Ruhr-Universität Bochum, das Institut für Verkehr und Infrastruktur (IVI) der Hochschule Karlsruhe sowie die Thomas & Bökamp Ingenieurgesellschaft mbH aus Münster Roxel und die Hermann Dallmann Straßen- und Tief bau GmbH & Co. KG als Partner am Projekt beteiligt. Das Forschungsprojekt RekoTi hat sich mit der Steigerung der Ressourceneffizienz im kommunalen Tief bau befasst. Betrachtet wurden dabei die Infrastrukturanlagen Verkehrsflächen, Brücken und Kanalisation. Im Projekt ist u.-a. eine digitale Toolbox entwickelt worden, mit der eine Abschätzung der innerhalb der genannten Infrastrukturanlagen verbauten Materialmengen vorgenommen werden kann. Darüber hinaus wurden Bauverfahren anhand von innovativen Fallbeispielen beschrieben und Handlungsempfehlungen für Kommunen zur Steigerung der Ressourceneffizienz verfasst.-[1] Zur Erprobung nachhaltiger und ressourcenschonender Verfahren ergab sich die Möglichkeit, eine Versuchsstrecke im Rahmen des RekoTi-Projektes anzulegen. Bei der hierfür ausgewählten Strecke handelt es sich um einen ca. 950-m langen Abschnitt der „Kanalstraße“ im Norden von Münster. Diese Versuchsstrecke wurde vom Amt für Mobilität und Tief bau der Stadt Münster und der Forschungsgruppe Verkehrswesen der FH Münster in Zusammenarbeit mit der Hermann Dallmann Straßen- und Tief bau GmbH & Co. KG sowie dem Asphaltmischwerk der Bergisch-Westerwälder Hartsteinwerke Zweigniederlassung der Basalt-Actien-Gesellschaft (Basalt AG (Mischwerk Legden)) umgesetzt.-[2] Ausgangslage Im Straßenbau, insbesondere im Asphaltstraßenbau, werden derzeit Technologien zur Minderung der CO 2 - Emissionen diskutiert. Außerdem hat der Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales (BMAS) im November 2019 einen Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) festgelegt. Dieser legt eine maximale Konzentration von 1,5-mg/ m 3 für erfasste Dämpfe und Aerosole aus Destillations- und Air-Rectified-Bitumen (gemäß Bitumenkondensat-Standard) fest.-[3] In der Praxis ist dieser Grenzwert ab dem 01.01.2027 einzuhalten.-[4] 362 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 Nachhaltigkeit im Asphaltstraßenbau durch hochwertige Wiederverwendung von Asphalt und dem Einsatz von temperaturabgesenktem Asphalt Abb. 1: Lage und Versuchsfelder der Versuchsstrecke „Kanalstraße“ in Münster (nach-[5]) Zur Verringerung der CO₂-Emissionen während der Asphaltproduktion und zum Schutz des Personals vor gesundheitsschädlichen Stoffen ist beispielsweise vorgesehen, die Temperatur des Asphaltmischgutes sowohl bei der Produktion als auch beim Einbau zu reduzieren. Im Hinblick auf die Ressourcenschonung von Primärbaustoffen besteht ein Erprobungsbedarf im Bereich der Verwendung von Asphaltgranulat. Die aktuellen Regelwerke lassen derzeit die Zugabe von Asphaltgranulat bei den meisten gängigen Asphaltmischgutarten zu. Laut den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächen aus Asphalt (ZTV Asphalt-StB 07/ 13) ist die Zugabe von Asphaltgranulat bei Asphaltdeckschichten aus Splittmastixasphalt jedoch nicht vorgesehen.-[6] Vor diesem Hintergrund erfolgte mit der Versuchsstrecke „Kanalstraße“ eine vergleichende Gegenüberstellung unterschiedlicher Asphaltmischgutkonzepte für eine Asphaltdeckschicht aus Splittmastixasphalt. Hierbei wurden in insgesamt sechs Versuchsfeldern verschiedene Asphaltgranulatanteile (0-M.-%, 20-M.-% und 50-M.-%) in jeweils drei temperaturabgesenkten und drei konventionell heißgemischten Varianten betrachtet. Die Entwicklung der Asphaltmischgutkonzeption erfolgte durch die Ingenieurgesellschaft PTM Dortmund mbH und die Erstellung der Erstprüfungen durch die Basalt AG (Mischwerk Legden). Die Lage der Versuchsstrecke „Kanalstraße“ und die die Anordnung der Versuchsfelder sind in Abb. 1 dargestellt. 2. Vorgehensweise Um die Anwendbarkeit der oben genannten Konzeption der sechs Versuchsfelder zu bewerten, wurden sowohl baubegleitende Untersuchungen als auch Kontroll- und Performanceprüfungen vorgenommen. Zur Erfassung des Zustandes nach Verkehrsfreigabe, wurde ein entsprechendes Monitoring durchgeführt. Außerdem wurde das Personal des Asphaltmischwerkes sowie das Einbaupersonal zur Sammlung von Erkenntnissen über die bisher wenig erprobte Bauweise, hinsichtlich ihrer gemachten Erfahrungen befragt. 2.1 Baubegleitende Untersuchungen Im Rahmen der baubegleitenden Untersuchungen wurde die Ingenieurgesellschaft PTM Dortmund mbH mit der Durchführung von Raumdichtemessungen zur Eigenüberwachung beauftragt. Außerdem wurden vor dem Hintergrund des in Kraft tretenden Arbeitsplatzgrenzwertes von der FgV Emissionsmessungen mit dem Photoionisationsdetektor (PID) vorgenommen. Arbeitsplatzmessungen nach der IFA-Messmethode (Institut für Arbeitsschutz) zur messtechnischen Ermittlung von Gefahrstoffen in der Luft am Arbeitsplatz-[7] wurden nicht durchgeführt. Stattdessen war es das Ziel, durch die Untersuchung der PID-Messwertverläufe und parallel vorgenommenen Videoaufnahmen, Auswirkungen von äußeren Faktoren auf die erfassten Emissionen zu identifizieren. 2.2 Kontrollprüfungen Zur Durchführung von Kontrollprüfungen entnahm die Ingenieurgesellschaft PTM Dortmund mbH zum einen Asphaltmischgut an der Verteilerschnecke des Fertigers und zum anderen Bohrkerne aus der fertigen Fahrbahn. 2.3 Monitoring Im Sommer 2023 wurde durch die FgV und das Amt für Mobilität und Tief bau der Stadt Münster ein erstes Monitoring der Versuchsstrecke „Kanalstraße“ durchgeführt, um den Zustand der Straße nach einjähriger Belastung durch den Verkehr zu erfassen. Dabei wurden die Griffigkeit der Asphaltdeckschicht und die Querebenheit der Fahrbahn ermittelt. Außerdem wurde der Zustand der Fahrbahnoberfläche durch eine Fotodokumentation festgehalten, um eventuelle Besonderheiten zu erfassen. Im Sommer 2024 wurde das Monitoring in modifizierter Form fortgesetzt. Geplant ist zudem, das Monitoring auch nach Abschluss des RekoTi-Projekts in Abstimmung mit dem Amt für Mobilität und Tief bau der Stadt Münster fortzusetzen. 2.4 Erweiterte Kontroll- und Performanceprüfungen Neben den genannten Kontrollprüfungen wurden erweiterte Kontroll- und Performanceprüfungen von der Ingenieurgesellschaft PTM Dortmund mbH durchgeführt. Diese beinhalteten die Ermittlung der Äquisteifigkeitstemperatur am rückgewonnenen Bindemittel. Außerdem sind der Einaxiale Druck-Schwellversuch und der Spaltzug-Schwellversuch sowie die Bestimmung der Kälte- 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 363 Nachhaltigkeit im Asphaltstraßenbau durch hochwertige Wiederverwendung von Asphalt und dem Einsatz von temperaturabgesenktem Asphalt eigenschaften durch den Einaxialen Zugversuch (Direkter Zugversuch) und den Abkühlversuch durchgeführt worden. Die Durchführung der genannten Prüfungen zur Ermittlung der Performancekennwerte wird laut Allgemeinem Rundschreiben Nr. 09/ 21 des Bundesverkehrsministeriums für den Bau von Erprobungsstrecken mit temperaturabgesenktem Walzasphalt empfohlen.-[8] 3. Ergebnisse Folgend werden Auszüge der Ergebnisse aus den beschriebenen Untersuchungen dargestellt. 3.1 Baubegleitende Untersuchungen Während des Einbaus wurden Emissionsmessungen mit Photoionisationsdetektoren (PID) an verschiedenen Positionen an den beim Einbau beteiligten Maschinen durchgeführt. Im Zuge der Auswertung wurden die erhaltenen Messwertverläufe untersucht und mit der parallel durchgeführten Kameraaufzeichnung abgeglichen. Dabei konnten Faktoren, die sich auf die detektierten Emissionen auswirken, festgestellt werden. Insgesamt wurden Ergebnisse ermittelt, die mit in weiteren Projekten gewonnenen Erkenntnissen vergleichbar sind.-[9]-[10]-[11]-[12]-[13] Die erhaltenen Auffälligkeiten in den PID-Messwertverläufen scheinen von baustellenspezifischen Randbedingungen beeinflusst zu werden. 3.2 Kontrollprüfungen Kontrollprüfungen wurden am Mischgut und an entnommenen Bohrkernen durchgeführt. Kontrollprüfung am Mischgut Im Rahmen der Kontrollprüfungen am Asphaltmischgut wurden u.- a. Kenngrößen zum Bindemittel sowie der Asphaltmischguteigenschaften ermittelt. Die Anforderungen hierfür basieren auf dem Eignungsnachweis, der sich auf die entsprechenden Erstprüfungen stützt. Zudem gelten die in den ZTV Asphalt-StB 07/ 13 festgelegten Grenzwerte und Toleranzen. Die Auswertung der von der Ingenieurgesellschaft PTM Dortmund mbH durchgeführten Kontrollprüfungen am Mischgut ergab, dass die bauvertraglichen Anforderungen bis auf wenige Ausnahmen erfüllt wurden. Es wurden in keinem der betrachteten Versuchsfelder vermehrt Abweichungen von den bauvertraglichen Anforderungen festgestellt.-[2] Kontrollprüfung am Bohrkern In Zusammenhang mit den Kontrollprüfungen an der fertigen Schicht wurden entsprechende Untersuchungen an den Bohrkernen, die aus den Versuchsfeldern entnommenen wurden, durchgeführt. Hierbei wurden jeweils die Einbaudicke, der Verdichtungsgrad, der Hohlraumgehalt und der Schichtenverbund bewertet. Die Untersuchung ergab, dass die Anforderungen bezüglich der genannten Kenngrößen, die in den ZTV Asphalt- StB 07/ 13 an eine Asphaltdeckschicht gestellt werden, von den Asphaltauf bauten aus allen Versuchsfeldern eingehalten wurden. 3.3 Monitoring Im Sommer 2023 wurden Untersuchungen zum Monitoring der Versuchsstrecke „Kanalstraße“ nach ca. einem Jahr unter Einfluss des Verkehrs durchgeführt. Im Rahmen der Griffigkeitsuntersuchungen, welche in Anlehnung an die Technische Prüfvorschriften für Griffigkeitsmessungen im Straßenbau Teil: Messverfahren-SRT (TP Griff-StB (SRT)) durchgeführt wurden, ließen sich keine relevanten Unterschiede in Bezug auf die Griffigkeit der Asphaltdeckschicht zwischen den Versuchsfeldern feststellen. Bei den Untersuchungen der Querebenheit, welche in Anlehnung an die Technischen Prüfvorschriften für Ebenheitsmessungen auf Fahrbahnoberflächen in Längs- und Querrichtung Teil: Berührende Messungen (TP Eben - Berührende Messungen) durchgeführt wurden, sind keine Unebenheiten in Querrichtung in den Bereichen der Versuchsfelder festgestellt worden. Bei der von der FgV erstellten Fotodokumentation wurden einige Auffälligkeiten an der Oberfläche der Asphaltdeckschicht festgestellt. Diese sind in Abb. 2 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass in den Versuchsfeldern VF1 und VF2 sowie VF4 bis VF6 keine Auffälligkeiten festgestellt wurden. Lediglich das Versuchsfeld VF3, in dem Temperaturabgesenkter Asphalt mit einem Asphaltgranulatanteil von 50-M.-% eingebaut wurde, wies einige Auffälligkeiten auf. Bei diesen Auffälligkeiten handelt es sich beispielsweise um eine Stelle, an der sich ein „Gummistück“ in der Asphaltdeckschicht befindet (Abb. 2, Bild 1). Es ist zu vermuten, dass dieses ggf. bei der Produktion im Asphaltmischwerk, dem Transport oder dem Einbau in das Asphaltmischgut gelangt ist. Außerdem wurde ein Schaden in Form von Schrammen, die vermutlich durch den von einem Verkehrsteilnehmer verursachten „mechanischen“ Angriff entstanden sind, festgestellt (Abb. 2, Bild 2). Des Weiteren wurden Kornausbrüche in der Asphaltdeckschicht erkannt, welche voraussichtlich auf eine lokale Konzentration der im Splittmastixasphalt enthaltenen Bindemittelträger (Faserstoffe) zurückzuführen sind (Abb. 2, Bild 3). Bei der Fortsetzung des Monitorings im Sommer 2024 wurde die Fotodokumentation fortgeführt. Dabei wurden in den Versuchsfeldern VF1 und VF2 sowie in den Versuchsfeldern VF4 bis VF6 keine weiteren Besonderheiten festgestellt. Allerdings wies das Versuchsfeld VF3 neben den bereits dokumentierten zwei weitere Schadstellen auf. Im Sommer 2024 wurde zur Erfassung der Makrotexturtiefe der Fahrbahn das sog. „Sandfleckverfahren“ nach DIN-EN-1306-1 durchgeführt. Es wurden mittlere Makrotexturtiefen im Bereich von 0,5-mm (VF3) bis 0,8- mm (VF6) ermittelt. In der genannten Norm wird ein Wertebereich von Laboruntersuchungen von 0,5-mm bis 1,2- mm angegeben.- [14] Da der ermittelte Bereich der Makrotexturtiefe an der Asphaltdeckschicht in jedem 364 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 Nachhaltigkeit im Asphaltstraßenbau durch hochwertige Wiederverwendung von Asphalt und dem Einsatz von temperaturabgesenktem Asphalt Versuchsfeld der Versuchsstrecke „Kanalstraße“ innerhalb des Bereiches der Norm liegt, ist festzuhalten, dass die verschiedenen Asphaltspezifikationen, deren Asphaltgranulatanteil zwischen 0-M-% und 50-M.-% variieren, sich nicht auf die Makrotextur der Oberfläche auswirken.-[2] Abb. 2: Schematische Darstellung der im Rahmen des ersten Monitorings vorgenommenen Untersuchungen (nach-[2]) 3.4 Erweiterte Kontroll- und Performanceprüfungen Äquisteifigkeitstemperatur Die Bestimmung der Äquisteifigkeitstemperatur erfolgte nach der Arbeitsanleitung zur Bestimmung des Verformungsverhaltens von Bitumen und bitumenhaltigen Bindemitteln im Dynamischen Scherrheometer (DSR) - Teil- 4: Durchführung des Bitumen-Typisierungs- Schnell-Verfahrens (AL-DSR-(BTSV)). Zur Bewertung der ermittelten Ergebnisse wurden in diesem Projekt die Anforderungen aus dem Merkblatt für Temperaturabsenkung von Asphalt Ausgabe 2021 (M-TA) zugrunde gelegt. Demnach darf die am rückgewonnenen Bindemittel ermittelte Äquisteifigkeitstemperatur, die im Eignungsnachweis aufgeführte Äquisteifigkeitstemperatur um nicht mehr als 8-K über- oder unterschreiten.-[15] Diese Anforderung bezieht sich nur auf temperaturabgesenkte Asphalte, welche in den Versuchsfeldern VF1 bis VF3 auf der Kanalstraße eingesetzt wurden. In den Erstprüfungen wurde für das verwendete Bitumen in den Versuchsfeldern VF1 bis VF3 eine Äquisteifigkeitstemperatur von 61,4-°C bestimmt.-[16] Bei der erweiterten Kontrollprüfung wurde im Versuchsfeld VF1 (0-M.-% AG-Anteil) eine Äquisteifigkeitstemperatur am rückgewonnenen Bindemittel von 67,6-°C, im Versuchsfeld VF2 (20-M.-% AG-Anteil) von 66,8-°C und im Versuchsfeld VF3 (50-M.-% AG-Anteil) von 67,8-°C ermittelt.-[17] Es ist festzustellen, dass die im Rahmen der erweiterten Kontrollprüfung bestimmten Äquisteifigkeitstemperaturen in keinem der drei Versuchsfelder um mehr als 8-K von den Äquisteifigkeitstemperaturen, die im Eignungsnachweis aufgeführt sind, abweichen.-[2] Einaxialer Druck-Schwellversuch Zur Bestimmung des Widerstands von Walzasphalt gegen bleibende Verformungen dient der Einaxiale Druck-Schwellversuch. Dieser wurde nach den Technischen Prüfvorschriften für Asphalt (TP Asphalt-StB) Teil 25-B1 durchgeführt. In Anlehnung an diese Technischen Prüfvorschriften wurden ein Erreichen von 10.000 Lastwechseln (Belastungszyklen) oder ein Überschreiten einer Dehnung von 80-‰ als Abbruchkriterium für den Versuch festgelegt.-[18] Die Versuche an den Asphalten aus den Versuchsfeldern VF1, VF2, VF5 und VF6 wiesen einen hohen Widerstand gegen bleibende Verformungen auf, da diese die genannten 10.000 Belastungszyklen erreichten, ohne die maximale Dehnung von 80-‰ zu überschreiten. Bei den Asphalten aus den Versuchsfeldern VF3 (temperaturabgesenkter Asphalt, 50-M.-% AG-Anteil) und VF4 (konv. 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 365 Nachhaltigkeit im Asphaltstraßenbau durch hochwertige Wiederverwendung von Asphalt und dem Einsatz von temperaturabgesenktem Asphalt heißgemischter Asphalt, 50-M.-% AG-Anteil) mussten die Untersuchungen aufgrund eines Erreichens der maximalen Dehnung von 80-‰ beendet werden.-[17] Es ist zu vermuten, dass dieses Ergebnis mit dem sehr hohen Anteil an Asphaltgranulat (50-M.-%) in Zusammenhang steht. Ein derartig hoher Anteil an Asphaltgranulat ist auch für Asphalte wie Asphaltbeton, für den die Zugabe von Asphaltgranulat zulässig ist, unüblich. Grundsätzlich ist zu beachten, dass es in diesem Projekt nicht das Ziel war, einen „optimierten“ Asphaltgranulatanteil zu ermitteln. Spaltzug-Schwellversuch Anhand des Spaltzug-Schwellversuches sind die Steifigkeitsmoduln für die Asphalte aus den sechs Versuchsfeldern bei verschiedenen Prüftemperaturen ermittelt worden.-[19] Dieser Versuch wurde nach den Technischen Prüfvorschriften für Asphalt (TP Asphalt-StB) Teil 26 Spaltzug-Schwellversuch - Bestimmung der Steifigkeit durchgeführt. Die Gegenüberstellung der ermittelten Steifigkeitsmoduln bei einer Prüftemperatur von 20-°C ergab, dass sich diese Werte im Bereich von ca. 5.500-MPa bis ca. 8.200-MPa befinden.-[17] Im Hinblick auf die untersuchte Fragestellung, die die Anwendung von Variationen verschiedener Anteile an Asphaltgranulat sowie den Einbau von temperaturabgesenktem und konventionell heißgemischtem Asphalt umfasst, lässt sich feststellen, dass die geprüften Asphaltmischgüter hinsichtlich ihrer Steifigkeitsmoduln als vergleichbar einzustufen sind.-[2] Kälteeigenschaften Die Bestimmung des Widerstands gegen kälteinduzierte Rissbildung von Asphalt wird im Teil 46-A der Technischen Prüfvorschriften für Asphalt (TP Asphalt-StB) beschrieben. Es wurden Einaxiale Zugversuche (UTST) und Abkühlversuche (TSRST)-[20] durchgeführt. Eine Bewertung der Untersuchungsergebnisse erfolgte in diesem Projekt u.- a. in Anlehnung an das Arbeitspapier „Tieftemperaturverhalten von Asphalt - Teil-1: Zug- und Abkühlversuche, Ausgabe 2012“ der FGSV. In diesem Arbeitspapier werden Orientierungswerte für die Bewertung der im Abkühlversuch ermittelten Bruchtemperaturen angegeben. Aufgrund der geografischen Lage von Münster, ergibt sich ein Orientierungswert für die Bruchtemperatur von ≤--15-°C. Dieser Wert gilt nicht explizit für Asphaltdeckschichten aus Splittmastixasphalt. Da jedoch ein derartiger Orientierungswert für Asphaltdeckschichten aus Splittmastixasphalt noch nicht vorliegt, erfolgt die Bewertung auf Basis des genannten Wertes. Außerdem wird im oben erwähnten Arbeitspapier ein Orientierungswert für die im Einaxialen-Zugversuch bestimmte Zugfestigkeit (Prüftemperatur T-=--10-°C) angegeben. Dieser fordert für Splittmastixasphalt einen Wert ≥-4,0-MPa.-[21] Die an den unterschiedlichen Asphalten aus den sechs Versuchsfeldern durchgeführten Abkühlversuche ergaben bei den Versuchsfeldern mit Temperaturabgesenktem Asphalt Bruchtemperaturen zwischen -25,0-°C und -28,4-°C und bei den konventionell heißgemischten Asphalten Werte zwischen -20,0-°C und -25,6-°C.-[17] Damit liegen diese Werte unter dem Orientierungswert von ≤--15-°C. Außerdem ist festzustellen, dass die ermittelten Bruchtemperaturen jeweils in einer vergleichbaren Größenordnung liegen. Die durch die Variation der Asphaltgranulatanteile hervorgerufenen unterschiedlichen Asphaltzusammensetzungen scheinen die Bruchtemperaturen nicht zu beeinflussen. Außerdem ist zu erkennen, dass die temperaturabgesenkten Bauweisen die Anforderungen an den Orientierungswert ebenso erfüllen, wie die konventionell heißgemischten Bauweisen.-[2] Bei den durchgeführten Einaxialen-Zugversuchen sind Zugfestigkeiten von ca.-5,6-MPa bis ca.-6,1-MPa (Prüftemperatur T-=- -10- °C)-[17] an den Asphalten aus den sechs Versuchsfeldern ermittelt worden. Damit liegen alle die an den Asphalten bestimmten Zugfestigkeiten über dem angegebenen Orientierungswert von ≥-4,0-MPa. Insgesamt ist vor dem Hintergrund der dargestellten Ergebnisse zu erkennen, dass sich die unterschiedlichen Zusammensetzungen der Asphaltmischgüter und die reduzierten Produktionssowie Einbautemperaturen nicht auf die Kälteeigenschaften der betrachteten Asphaltmischgüter auswirken. Darüber hinaus kann auf Basis der genannten Orientierungswerte davon ausgegangen werden, dass die Asphaltmischgüter einen ausreichenden Widerstand gegen kälteinduzierte Rissbildung aufweisen.-[2] Abschließend ist festzustellen, dass die Ergebnisse der an den Asphaltmischgütern, die für die Versuchsstrecke „Kanalstraße“ eingesetzt wurden, durchgeführten Erweiterten Kontroll- und Performanceprüfungen im Kontext des Projektes als nachvollziehbar und vor dem Hintergrund der Konzeptionierung als zufriedenstellend und positiv zu bewerten sind.-[2] 3.5 Erfahrungen bei der Herstellung und beim Einbau des Asphaltmischgutes Bei der Herstellung des Asphaltmischgutes für die Deckschicht aus Splittmastixasphalt wurden einige Besonderheiten vom Personal des Asphaltmischwerkes der Basalt AG (Mischwerk Legden) festgestellt. Es zeigte sich, dass alle erforderlichen Arbeitsprozesse mit erhöhter Aufmerksamkeit durchgeführt werden müssen, um das angestrebte Temperaturniveau konstant einhalten zu können. Außerdem ergab sich ein erhöhter Reinigungsaufwand bei der Herstellung des temperaturabgesenkten Asphaltmischgutes aus Splittmastixasphalt unter Verwendung von Asphaltgranulat. Dieser ließe sich allerdings ggf. durch zwischengeschaltete Reinigungsprozesse der Paralleltrommel reduzieren. Des Weiteren wurde festgestellt, dass es einer längeren Mischzeit zur Herstellung des temperaturabgesenkten Asphaltes als zur Herstellung des konventionell heißgemischten Asphaltes bedarf. Zuletzt fiel auf, dass aufgrund der sechs (relativ kurzen) Versuchsfelder, welche mit unterschiedlichen Asphaltmischgütern beliefert und hergestellt wurden, ein im Vergleich zu ununterbrochenen Straßenbaumaßnahmen höherer Aufwand in Bezug auf die Koordinierung der Anlieferungen des Asphaltmischgutes erforderlich war.-[2] 366 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 Nachhaltigkeit im Asphaltstraßenbau durch hochwertige Wiederverwendung von Asphalt und dem Einsatz von temperaturabgesenktem Asphalt Die beim Einbau gemachten Erfahrungen wurden vom Baustellenpersonal der Hermann Dallmann Straßen- und Tief bau GmbH und Co. KG gesammelt. Die Rahmenbedingungen während des Einbaus waren „gut“. Es fiel kein Niederschlag, die Außentemperaturen lagen im Bereich zwischen 5-°C und 20-°C und eine kontinuierliche Anlieferung des Mischgutes war gegeben. Außerdem konnten die angestrebten Temperaturbereiche des Asphaltmischgutes eingehalten werden. In den ZTV-Asphalt-StB-07/ 13 wird vorgegeben, dass die niedrigste und höchste Temperatur beim Einbau für konventionell heißgemischtem Splittmastixasphalt (SMA-8-S, PmB-25/ 55-55) zwischen 140-°C und 190-°C liegen müssen.-[6] Beim Einbau des konventionell heißgemischten Asphalts an der Kanalstraße wurden an der Bohle Temperaturen zwischen 150-°C und 175-°C (arithmetischer Mittelwert: 164,2-°C) gemessen. Im M-TA in der Ausgabe von 2021 wird gefordert, dass die niedrigste und höchste Temperatur beim Einbau für Temperaturabgesenkten Splittmastixasphalt (SMA-8-S, PmB-25/ 45-VL) zwischen 130-°C und 160-°C liegen müssen.-[15] Beim Einbau des TA-Asphaltes an der Kanalstraße wurden Temperaturen zwischen 135-°C und 150-°C (arithmetischer Mittelwert: 140,7-°C) an der Bohle gemessen. Bei einer Temperaturabsenkung wird i.-d.-R. eine Temperaturdifferenz zwischen TA-Asphalt und konventionell heißgemischtem Asphalt von 20-K angestrebt. Bei Betrachtung der genannten Temperaturen und Temperaturbereiche ist festzustellen, dass sowohl die nach Regelwerk vorgegeben Temperaturbereiche als auch die angestrebte Temperaturdifferenz zwischen konventionell heißgemischtem und Temperaturabgesenktem Asphalt bei der Versuchsstrecke „Kanalstraße“ eingehalten werden konnten. In Bezug auf die Verdichtung des Temperaturabgesenkten Splittmastixasphaltes mit Zugabe von Asphaltgranulat wurde (wie erwartet) festgestellt, dass die Verdichtungsleistung angepasst werden musste. Hintergrund hierfür war das im Asphaltgranulat vorhandene Bitumen. Das Asphaltgranulat stammt aus einer Asphaltdeckschicht aus Offenporigem Asphalt und enthält hochpolymermodifiziertes Bitumen, welches als „sehr zäh“ zu bezeichnen ist. Daher wurde erwartet, dass die Zugabe dieses Asphaltgranulats (insbesondere bei erhöhten Anteilen an Asphaltgranulat) einen erhöhten Verdichtungsaufwand mit sich bringt. Im Rahmen der Bauausführung wurde festgestellt, dass sich beim Einbau des konventionell hergestellten Asphaltmischgutes die Zugabe von Asphaltgranulat bis zu einem Anteil von 20-M.-% kaum auf die Verdichtbarkeit ausgewirkt hat. Bei der Zugabe von 50-M.-% Asphaltgranulat ist ein erhöhter Verdichtungsaufwand des Fertigers erforderlich gewesen. Auch hier lässt sich das Verdichtungsverhalten wie oben beschrieben aus der Zusammensetzung des Asphaltgranulates herleiten. Bei der abschließenden Verdichtung des temperaturabgesenkten Asphaltes durch die Walzen wurde ein erhöhter Verdichtungsaufwand festgestellt. Bei der Ausführung aller Versuchsfelder in konventionell heißgemischter Bauweise hätte der Einsatz von zwei Walzen zur Verdichtung ausgereicht. In den Versuchsfeldern, bei denen Temperaturabgesenkter Asphalt eingesetzt wurde, mussten hingegen drei Walzen eingesetzt werden. Eine weitere Differenzierung der erforderlichen Verdichtungsleistung für die Versuchsfelder aus Temperaturabgesenktem Asphalt konnte bezüglich der unterschiedlichen Anteile an Asphaltgranulat nicht festgestellt werden.-[2] 4. Fazit und Ausblick Im Herbst 2022 wurde im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts „RekoTi - Ressourcenplan kommunaler Tief bau“ eine Versuchsstrecke an der Kanalstraße in Münster angelegt. Die Maßnahme umfasste die Erneuerung der Asphalttrag-, Asphaltbinder- und Asphaltdeckschicht. Die neue Asphaltdeckschicht wurde aus Splittmastixasphalt (SMA 8 S) hergestellt. Vor dem Hintergrund des Projektziels, u.-a. Maßnahmen zur Ressourcenschonung von Primärrohstoffen zu untersuchen, wurden sechs Versuchsfelder mit unterschiedlichen Anteilen an Asphaltgranulat (0-M.-%, 20-M.-% und 50-M.-%) angelegt. Derartige Zugaben sind derzeit gemäß den ZTV Asphalt-StB 07/ 13 für Splittmastixasphalt nicht vorgesehen. Ergänzend wurde in drei Feldern temperaturabgesenkter Asphalt (TA-Asphalt) und in drei Feldern konventionell heißgemischter Asphalt eingesetzt. Durch die Temperaturabsenkung sollte eine Reduzierung der Dämpfe und Aerosole aus der Heißverarbeitung von Bitumen erzielt werden. Außerdem wurde eine Minderung der CO₂-Emissionen im Produktions- und Einbauprozess der Asphalte angestrebt. An der Umsetzung des Projekts waren mehrere Partner beteiligt. Die Planung übernahmen das Amt für Mobilität und Tief bau der Stadt Münster sowie die Forschungsgruppe Verkehrswesen (FgV) der FH Münster. Die Ingenieurgesellschaft PTM Dortmund mbH konzipierte die Asphaltmischungen. Die Herstellung des Asphaltes und die Lieferung erfolgten durch die Basalt-AG (Mischwerk Legden), während der Einbau von der Hermann Dallmann Straßen- und Tief bau GmbH & Co. KG ausgeführt wurde. Untersuchungen im Rahmen der Eigenüberwachung führten das genannte Bauunternehmen und die Ingenieurgesellschaft PTM Dortmund mbH durch. Die wissenschaftliche Begleitung übernahm die FgV. Im Vorfeld sowie während der Bauausführung und im Anschluss an den Bau der Versuchsstrecke „Kanalstraße“ wurden verschiedene Untersuchungen durchgeführt. Zu diesen gehörten Erstprüfungen, baubegleitende Untersuchungen und Kontrollprüfungen, die „klassische“ Kontrollprüfungen sowie erweiterte Kontroll- und Performanceprüfungen umfassten. Nach der Verkehrsfreigabe wurden durch die FgV in Zusammenarbeit mit dem Amt für Mobilität und Tief bau der Stadt Münster Maßnahmen zum Monitoring der Versuchsstrecke durchgeführt. Beim Einbau von Splittmastixasphalt mit hohen Anteilen an Asphaltgranulat sowie einer Temperaturabsenkung ist mit einem erhöhten organisatorischen und technischen Aufwand zu rechnen. Dazu gehören die Einhaltung eines konstanten Temperaturniveaus des Asphaltmischgutes, längere Mischzeiten, eine koordinierte Anliefe- 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 367 Nachhaltigkeit im Asphaltstraßenbau durch hochwertige Wiederverwendung von Asphalt und dem Einsatz von temperaturabgesenktem Asphalt rung und eine ggf. aufwendigere Verdichtung. Dennoch zeigte sich, dass temperaturabgesenkter Splittmastixasphalt unter Einsatz des hier beschriebenen Asphaltgranulats grundsätzlich „prozesssicher“ hergestellt und eingebaut werden kann. Die durchgeführten Untersuchungen mit dem Photoionisationsdetektor (PID) ergaben vergleichbare Ergebnisse wie in anderen Projekten der FgV. Damit in Zusammenhang stehende Fragestellungen werden in weiteren Projekten untersucht. Im Rahmen der Kontrollprüfungen konnten die Anforderungen der ZTV-Asphalt-StB-07/ 13 an Asphaltmischgut und fertige Schicht weitgehend erfüllt werden. Geringfügige Abweichungen bzgl. der Anforderungen an das Asphaltmischgut sind in der täglichen Umsetzung von Baumaßnahmen durchaus üblich und beeinträchtigen die Eignung der entsprechenden Mischgüter nicht. Vergleichende Untersuchungen bezüglich des Widerstandes gegen bleibende Verformung, der Steifigkeit und der Kälteeigenschaften führten zu einem positiven Fazit. Die Ergebnisse sind insbesondere vor dem Hintergrund der Konzeptionierung der Asphalte (Variation der Zusammensetzung hinsichtlich Gehaltes an Asphaltgranulat) aus bautechnischer Sicht als nachvollziehbar und positiv zu bewerten. Aus den genannten Ergebnissen ergibt sich kein Anlass, die Verwendung von Asphaltgranulat in Splittmastixasphalt grundsätzlich in Frage zu stellen. Es sind jedoch bei ggf. zukünftigen Anwendungen der potenziell zusätzliche Aufwand bei der Produktion und beim Einbau der entsprechend konzeptionierten Asphaltmischgüter zu berücksichtigen. Außerdem wird es anlagenbzw. projektspezifisch erforderlich sein, einen jeweils „optimalen“ Asphaltgranulatanteil, ähnlich wie beim Einsatz von Asphaltgranulat in Asphaltbeton, zu ermitteln. Das Monitoring ein und zwei Jahre nach Verkehrsfreigabe zeigte keine Auffälligkeiten in Bereichen der Griffigkeit und der Ebenheit der Asphaltdeckschichten aus den unterschiedlich konzeptionierten Splittmastixasphalten. Eine Ausnahme stellte das Versuchsfeld VF3 (50-M.-% Asphaltgranulat, TA-Asphalt) dar. In diesem Versuchsfeld wurden einzelne Oberflächenschäden an der Asphaltdeckschicht festgestellt. Die Asphaltkonzeptionierung wurde bewusst als „kritische“ Variante gewählt, um „Extreme“ zu testen. Eine Verwendung von 50-M.-% stellt in der Praxis auch in Asphaltdeckschichten aus Asphaltbeton keine Regelanwendung dar. Vor dem Hintergrund der bei der Versuchsstrecke „Kanalstraße“ erlangten Ergebnisse, scheint eine Anwendung von Asphaltgranulat in einer ähnlichen Größenordnung, wie beim Asphaltbeton (ca. 20-M-% bis 30-M.-%) auch beim Splittmastixasphalt in der Praxis umsetzbar.-[2] Zukünftig soll das Monitoring fortgesetzt werden, um weitere Erkenntnisse bezüglich der im Rahmen der Kanalstraße diskutierten Fragestellungen zu gewinnen. Literatur [1] Autoren und Projektkonsortium des RekoTi-Projektes: RekoTi-Wiki - Ressourcenplan kommunaler Tiefbau, URL: https: / / rekoti.inf.bi.ruhruni-bochum.de/ w/ index.php/ Hauptseite, Abruf: 02.12.2024 [2] Ebbers, H., Hartmann, B., Heitmann, M., Schönauer, T., Weßelborg, H.-H., RekoTi-Wiki - Ressourcenplan kommunaler Tiefbau, Versuchsstrecke „Kanalstraße“, URL: https: / / rekoti.inf.bi.ruhr-unibochum.de/ w/ index.php/ Versuchsstrecke_%22Kanalstra%C3%9Fe%22, Abruf: 02.12.2024 [3] BG BAU - Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft: Branchenlösung - Bitumen beim Heißeinbau von Walz- und Gussasphalt, Berlin, URL: https: / / www. bgbau.de/ fileadmin/ Medien-Objekte/ Medien/ Broschuere_Flyer/ Branchenl%C3%B6sung_Bitumen_ beim_Hei%C3%9Feinbau_von_Walz-_und_Gussasphalt.pdf, Zugriff: 16.04.2024 [4] Ausschuss für Gefahrenstoffe (AGS) Bekanntgabe im GMBI durch das BMAS, Technische Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) 900, 2024, URL: https: / / www.baua.de/ DE/ Angebote/ Regelwerk/ TRGS/ TRGS-900.html, Abruf: 04.07.2024) [5] OpenStreetMap Foundation (OSMF), lizenziert unter der Open Data Commons Open Database- Lizenz (ODbL), URL: https: / / www.openstreetmap. org/ copyright, Zugriff: 28.11.2024 [6] Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt (ZTV Asphalt-StB 07/ 13), Köln, 2013 [7] Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) (Hrsg.) (2024): Bewertung von Verfahren zur messtechnischen Ermittlung von Gefahrstoffen in der Luft am Arbeitsplatz, AGS-Liste geeigneter Messverfahren, Stand: 25.01.2024, URL: https: / / www.baua.de/ DE/ Angebote/ Regelwerk/ TRGS/ TRGS-402, Zugriff: 02.12.2024 [8] Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, Allgemeines Rundschreiben Straßenbau Nr. 09/ 21, URL: https: / / www.bast.de/ DE/ Strassenbau/ Fachthemen/ Daten/ Erfahrungssammlung/ ARS-09-2021.pdf? __blob=publicationFile&v=2, Abruf 22.07.2024 [9] Weßelborg, H.-H.; Schönauer, T.; Hülsbömer, M.: Wissenschaftliche Begleitung des Einsatzes von Warmmix-Asphalt (WMA) auf ländlichen Wegen, Münster, 2020 (nicht veröffentlicht) [10] Weßelborg, H.-H.; Schönauer, T.; Hülsbömer, M.: Ergänzungsbericht - Wissenschaftliche Begleitung des Einsatzes von Warmmix-Asphalt (WMA) auf ländlichen Wegen, Münster, 2021 (nicht veröffentlicht) [11] Weßelborg, H.-H.; Schönauer, T.: Durchführung von PID-Messungen beim Einbau von Gussasphalt, Münster, 2022 368 4. Kolloquium Straßenbau in der Praxis - Februar 2025 Nachhaltigkeit im Asphaltstraßenbau durch hochwertige Wiederverwendung von Asphalt und dem Einsatz von temperaturabgesenktem Asphalt [12] Weßelborg, H.-H.; Schönauer, T.: Durchführung von PID-Messungen beim Einbau von Walzasphalt, Münster, 2024 (nicht veröffentlicht) [13] Schönauer, T.; Schünemann, M.; Simnofske, D.; Weßelborg, H.-H.: Untersuchung des Einflusses verschiedener Trennmittel auf Emissionsmessungen mit dem IFA-Verfahren und der PID-Messmethode, Münster, 2023 (nicht veröffentlicht) [14] DIN Deutsches Institut für Normung e.V., Technisches Komitee CEN/ TC 227 „Straßenbaustoffe“: Oberflächeneigenschaften von Straßen und Flugplätzen - Prüfverfahren - Teil 1: Messung der Makrotexturtiefe der Fahrbahnoberfläche mit Hilfe eines volumetrischen Verfahrens; Deutsche Fassung EN 13036-1: 2010, Berlin, 2010 [15] Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Merkblatt für Temperaturabsenkung von Asphalt (M TA), Köln, 2021 [16] Bergisch-Westerwälder Hartsteinwerke, Zweigniederlassung der Basalt-Actien-Gesellschaft, Erstprüfung Artikelnummer 349757 - 349762, Legden, 2022 [17] Ingenieurgesellschaft PTM Dortmund mbH, Prüfbericht 22-5724, Dortmund, 2023 [18] Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften für Asphalt (TP Asphalt-StB) Teil 25 B1 Einaxialer Druck-Schwellversuch - Bestimmung des Verformungsverhaltens von Walzasphalt bei Wärme, Köln, 2022 [19] Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften für Asphalt (TP Asphalt-StB) Teil 26 Spaltzug-Schwellversuch - Bestimmung der Steifigkeit, Köln, 2018 [20] Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Technische Prüfvorschriften für Asphalt (TP Asphalt-StB) Teil 46 A Kälteeigenschaften: Einaxialer Zugversuch und Abkühlversuch, Köln, 2022 [21] Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV): Arbeitspapier Tieftemperaturverhalten von Asphalt Teil 1: Zug- und Abkühlversuche, Köln, 2012