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Nachhaltige und effiziente Sanierung von Schlaglöchern

Bei frostbedingten Schädigungen der Fahrbahndecke muss schnell, aber auch effizient Abhilfe geschaffen werden. In der kalten Jahreszeit werden deshalb zur Sanierung von Schlaglöchern bevorzugt Kaltasphalte eingesetzt. Den vorteilhaften Verarbeitungsbedingungen steht jedoch entgegen, dass bislang keine genauen Erkenntnisse zur Haltbarkeit vorliegen. Um die Nachhaltigkeit von Sanierungsmaßnahmen zu gewährleisten, ließ die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) verschiedene Materialien und Verfahren für die Behebung von Schlaglöchern untersuchen. Die Forschungsergebnisse tragen zu einem langfristigen und kosteneffizienten Erhalt der Straßeninfrastruktur bei.

Das Foto zeigt den Einbau der Sanierungsmaterialien in MusterschlaglöcherEinbau der Sanierungsmaterialien in Musterschlaglöcher (Bild: STUVA)

Aufgabenstellung

Für die Sanierung von Schlaglöchern werden in den Wintermonaten statt der üblichen Heißmischgüter sogenannte Kaltasphalte verwendet. Die einfache Durchführbarkeit, auch bei schlechten Witterungsverhältnissen, sowie die schnelle Materialverfügbarkeit sprechen für diese Sanierungsmaterialien. Genaue Erkenntnisse zur Haltbarkeit lagen bislang jedoch nicht vor. Die BASt beauftragte deshalb die Studiengemeinschaft für Tunnel und Verkehrsanlagen e.V. (STUVA) mit der Erforschung, welche Materialien und Verfahren zur Sanierung von Schlaglöchern geeignet sind. Berücksichtigt wurden dabei sowohl Fragen der Beanspruchung und des Einbauverfahrens als auch die Randbedingungen wie Temperatur und Witterung. Die gewonnenen Ergebnisse sollten dazu beitragen, den langfristigen Erhalt der Straßeninfrastruktur in einem brauchbaren und verkehrssicheren Zustand zu gewährleisten.

Untersuchungsmethode

Zunächst erfolgte eine Online-Befragung von Straßenbaulastträgern, um sowohl die Art der zum Einsatz kommenden Materialien als auch deren Einbaubedingungen umfassend zu ermitteln. Aufgrund von 110 Befragungsergebnissen wurde eine Vorauswahl von nicht-reaktiven und reaktiven Kaltasphalten, Heißasphalten sowie Sonderasphalten vorgenommen. Die labortechnische Begutachtung im Straßenbaulabor der Bergischen Universität Wuppertal umfasste im Wesentlichen Spurbildungsversuche und direkte Zugversuche sowie den einaxialen Druckschwellversuch mit Behinderung der Querdehnung. Um entsprechende vergleichende Untersuchungen reproduzierbar durchführen zu können, musste ein Verfahren zur Erstellung von Musterschlaglöchern entwickelt werden. Auf der Rundlaufanlage der STUVA wurden für die Prüfung in Großversuchen 25 verschiedene Materialien in jeweils zwei Schlaglöcher eingebaut, um sowohl eine Voll- als auch eine Teilüberrollung darstellen zu können. Insgesamt wurden etwa 162.000 Überrollungen in drei Zyklen absolviert.

Ergebnisse

Für die Beurteilung der Haltbarkeit von Materialien zur Schlaglochsanierung waren die Laborversuche unterschiedlich gut geeignet. In den Spurbildungsversuchen erwiesen sich elf von 25 Sanierungsmaterialien als nicht ausreichend verformungsbeständig. Festgestellt wurde eine deutliche Tendenz für eine höhere Verformungsbeständigkeit der reaktiven Kaltasphalte gegenüber den nicht-reaktiven Kaltasphalten. Trotz eines geringen Stichprobenumfangs bei Heißasphalten lässt sich ableiten, dass auch sie unter bestimmten Voraussetzungen ein sehr gutes Verhalten aufweisen. Im Gegensatz zum Spurbildungsversuch ist beim Druckschwellversuch an Marshall-Probekörpern keine tendenziell höhere Verformungsbeständigkeit der reaktiven Kaltasphalte gegenüber nicht-reaktiven Kaltasphalten zu erkennen.

Auch die Großversuche auf der Rundlaufanlage ergaben, dass die Haltbarkeit der untersuchten Sanierungsmaterialien stark voneinander abweicht. Während der Überrollung mit gleichzeitiger Beregnung wurden im Gegensatz zum Frost-Tau-Wechsel erhebliche Schädigungen festgestellt. Ein Vergleich der Großversuche mit den Laborversuchen zeigte, dass mittels eines modifizierten Spurbildungsversuchs die beste Korrelation verzeichnet werden kann. Zusammenfassend erwiesen sich Heißasphalte als Materialien mit besonders guter Haltbarkeit. Reaktive Kaltasphalte sind tendenziell haltbarer als nicht-reaktive. Jedoch ist zu betonen, dass es sowohl gut haltbare nicht-reaktive Materialien gibt, als auch schlecht haltbare reaktive Materialien. Die beiden untersuchten Sonderasphalte wiesen in den Versuchsreihen keine zufriedenstellende Haltbarkeit auf.

Folgerungen

Durch die ermittelten Ergebnisse konnten erste Schritte für die Entwicklung einer reproduzierbaren Prüfsystematik abgeschlossen werden. Da die Zusammensetzungen der Materialien sehr stark voneinander abweichen, ist eine performanceorientierte Bewertung der Haltbarkeit anstelle konkreter Einzelvorgaben denkbar. Zur Erstellung eines verbindlichen Technischen Regelwerks bedarf es der zeitnahen und genauen Festlegung der Randbedingungen für Labor- und Großversuche.

Sustainable and efficient repair of potholes

Frost-related damage to road surfaces must be repaired not only quickly but also efficiently. In cold weather, cold bitumen emulsions are therefore used by preference to repair potholes. However, the advantageous handling conditions are contrasted by the fact that as yet there are no exact data on durability. With a view to guaranteeing the sustainability of repairs, the Federal Highway Research Institute (BASt) had different materials and methods for repairing potholes investigated. The research results contribute to a long-term and cost-efficient maintenance of the road infrastructure. The results obtained have enabled the completion of first steps in developing a reproducible testing system. Since the composition of the materials differs greatly, a performance-orientated evaluation of durability instead of specific individual requirements is conceivable. A swift and precise stipulation of the framework conditions for laboratory and large-scale tests is required to draw up a binding set of technical regulations.

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Zusatzinformationen

Forschung kompakt 02/17
Bericht
Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Heft S 104, 2016

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