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Studie zum Anwendungspotenzial von werksgemischten Kaltbauweisen Asphalt
BASt-Bericht S 114
Konrad Mollenhauer, Sachgebiet Bau und Erhaltung von Verkehrswegen Universität Kassel
45 Seiten
Erscheinungsjahr: 2017
Preis: 0,00 €
Dieser Bericht steht ausschließlich kostenfrei im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.
Die Produktion von Heißasphalt im Asphaltmischwerk hat einen großen Anteil an den in Ökobilanzen erfassten Umweltindikatoren, zum Beispiel der CO2-Emissionen. Ein Großteil des bei der Asphaltproduktion erforderlichen Energieverbrauchs wird zur Trocknung und Erwärmung der Gesteinskörnungen aufgebracht. Vermehrt wird daher international bitumenhaltiges Mischgut bei Umgebungstemperaturen hergestellt und eingebaut. Als Bindemittel kommen dabei Bitumenemulsion oder Schaumbitumen zur Anwendung. Das Baustoffverhalten des Kaltmischgutes unterscheidet sich in verschiedenen Aspekten vom mechanischen Verhalten von Heißasphalt. Dies betrifft alle Phasen der fertiggestellten Schicht – Mischgutherstellung, Lagerung und Transport, Einbau, Verdichtung sowie Kurz- und Langzeitverhalten.
Um das bautechnische Potenzial der bitumengebundenen Kaltbauweisen für die Anwendung in Deutschland abzuschätzen wurden internationale Anwendungen und Erfahrungen mit der Bauweise zusammengestellt und vergleichend bewertet.
Dabei können anhand der eingesetzten Bindemittelgehalte vier bitumenhaltige, kalt verarbeitete Mischgutarten unterschieden werden: Kaltasphalt, Grave Emulsion, Bitumen-Stabilisiertes Mischgut und Bitumen-Zement-Stabilisiertes Mischgut. Insbesondere bei den letzten drei Mischgutsorten unterscheidet sich das mechanische Baustoffverhalten stark von jenem von Heißasphalt. Daher sind vom bisherigen Standard abweichende Dimensionierungs- und Bauverfahren erforderlich. Um die Kaltbauweisen in Deutschland zu erproben, sind weitere Forschungsaktivitäten hinsichtlich des mechanischen Verhaltens der Kaltbaustoffe erforderlich.
Die praktische Umsetzung international erprobter Bauweisen kann parallel in Untersuchungsstrecken erfolgen, welche durch Lebenszyklus-Studien begleitet werden sollten, um ökologische und ökonomische Vorteile der Bauweisen belegen zu können.
Potentials for application of cold bituminous bound mixtures in Germany
The production process of hot-mix asphalt and here especially the energy demand for drying and heating of the aggregates, inhibits the main proportion of the overall life-cycle associated impacs (e.g. emissions of greenhouse gases) in the production of flexible pavements. Therefore, alternative technologies for paving are required in long-term. Internationally, feasible experiences were gained with cold bituminous mixtures on basis of bituminous emulsion and foamed bitumen. However the resulting mixtures inhibit considerable differences to hot-mix asphalt and therefore demand for specific procedures for mix design and pavement design.
In order to estimate the applicability of these materials in Germany, the international literature as well as several national specification documents were assessed and compared. Regarding the applied binder and binder contents different type of cold bituminous mixtures can be distinguished: Cold asphalt, Grave emulsion, bitumen stabilized materials, bitumen-cement-stabilized materials and cold mixtures for sealing hazardous reclaimed pavement material. The mechanical property of these materials differ considerable from the properties of hot-mix asphalt. The presence of water during mixing, laying and compaction results in high void content and a long-lasting curing process of several months within the material gains strength and stiffness. The internationally applied mix design procedures are based on mechanical tests of strength and stiffness as well as water sensibility which demands for suitable laboratory compaction and curing procedures. However, the practical applicability in various climatic regions throughout Europe indicates the general applicability of these materials in Germany.