GSB 7.0 Standardlösung

Asphaltbauweisen

duraBASt: OPA (3517001)
Offenporige Asphaltdeckschichten werden in Deutschland zur Reduzierung des Reifen/Fahrbahn-Geräuschs direkt an der Entstehungsquelle, der Fahrbahnoberfläche, eingesetzt. Das hierzu benötigte Asphaltmischgut wird derzeit aus einer groben Gesteinskörnung (> 2 mm), Füller und Polymermodifiziertem Bitumen als Bindemittel, unter Verzicht auf eine feine Gesteinskörnung, hergestellt. Damit lassen sich große Hohlraumgehalte für eine hohe lärmtechnische Wirksamkeit erzielen und die geforderte akustische Dauerhaftigkeit der Deckschicht sicherstellen. Aus bautechnischer Sicht können jedoch Probleme wie unzureichende Haltbarkeit und Prozesssicherheit auftreten. Im Rahmen einer Laboruntersuchung erarbeitete ein Expertengremium des Deutschen Asphaltverbandes Vorschläge für eine modifizierte Zusammensetzung des Asphaltmischguts. Diese veränderte Asphaltmischgutkonzeption mit einer bewussten Dosierung von 5 % feiner Gesteinskörnung (< 2mm) soll auf dem duraBASt einer Praxiserprobung unterzogen werden. Zwei verschiedene Mischgutzusammensetzungen mit einem Größtkorn von 8 mm kommen unter industriellen Bedingungen zur Anwendung. Ziel ist es, die zielsichere Herstellung und das Verhalten beim Einbau des optimierten Mischguts zu prüfen und die sich dabei ergebenden Eigenschaften der eingebauten fertigen Schicht zu erfassen und zu analysieren.

Robot-Straßenbau 4.0 - Autonom arbeitende Maschinen im Straßenbau 4.0 (88.158 bis 88.162)
Ziel des Forschungsprojekts „Robot-Straßenbau 4.0“ ist die Verbesserung der Arbeits- und Verkehrssicherheit, die Erhöhung der Prozesssicherheit im Asphaltstraßenbau sowie die Reduzierung der Arbeitsplatzbelastungen des Baustellenpersonals. Dies soll durch eine Automatisierung aller Arbeitsfunktionen der Straßenbaumaschinen realisiert werden. Das bedeutet, dass die Straßenbaumaschinen zukünftig in der Lage sein sollen, ausschließlich unter Kontrolle des Maschinenführers vernetzt und autonom zu arbeiten. Durch den hohen Grad der Automatisierung der Prozesskette im Asphaltstraßenbau wird das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit, Vergrößerung von Erhaltungsintervallen und Verringerung von Baumaßnahmen leisten. Dies hat eine deutliche Verbesserung der Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Straßeninfrastruktur sowie eine Reduzierung der Lebenszyklus- und Nutzungskosten zur Folge. Das Forschungsprojekt „Robot-Straßenbau 4.0“ stellt somit die Weiterentwicklung der Projekte „PAST“ und „QUAST“ dar, indem es die einzelnen Arbeitsfunktionen miteinander vernetzt, automatisiert, die Führungsgrößen der Arbeitsfunktionen digital übermittelt und den gesamten Einbauprozess autonom ablaufen lässt.

Expertennetzwerk: Asphaltoberbau und extreme Temperaturen (07.276)
Im Forschungsprojekt „Projizierter Klimawandel und Dimensionierung von Straßenbefestigungen“ konnte anhand von Sensitivitätsanalysen gezeigt werden, dass bei den derzeitigen standardisierten Asphaltoberbaukonstruktionen unter den Auswirkungen des projizierten Klimawandels sich die Nutzungsdauer der Asphalttragschicht verkürzt und die Widerstandsfähigkeit der Asphaltdeckschichten gegenüber Verformungen bei hohen Temperaturen zum Teil deutlich reduziert. Anhand von Dimensionierungsrechnungen konnte aber auch gezeigt werden, dass sich die Verwundbarkeit des Asphalts gegenüber hohen Temperaturen durch Materialadaption verringern lässt. Eine Verallgemeinerung dieser Erkenntnisse ist auf Grundlage der bisher durchgeführten Projekte jedoch nicht möglich. Um zu belastbaren Aussagen zu gelangen, sollen im vorliegenden Forschungsprojekt bestehende Asphaltsorten hinsichtlich ihrer thermophysikalischen Eigenschaften neu konzipiert werden, um eine hohe Resistenz gegenüber höheren Temperaturen zu erreichen. Ziel ist es zu überprüfen, inwieweit durch Materialadaption eine Verringerung der Verwundbarkeit des Asphalts gegenüber den möglichen Auswirkungen des Klimawandels zu erreichen ist.

Prozessoptimierung der Asphaltextraktion mit Oktansäuremethylester (OME) (07.289)
Für die Asphaltanalyse wird sowohl im Rahmen der Kontrollprüfung als auch der Werkseigenen Produktionskontrolle (WPK) seit vielen Jahren Trichlorethylen (Tri) eingesetzt, das durch die Europäische Chemikalien Agentur (ECHA) im Rahmen des REACH-Prozesses als „substance of very high concern“ (Stoff mit besonders Besorgnis erregenden Eigenschaften) eingestuft wurde. Durch die Aufnahme von Tri in den Anhang 14 der REACH-Verordnung und dem damit einhergehenden Einschränkungsprozess besteht aktuell bereits eine Verwendungseinschränkung. In Deutschland wurde bereits vor Jahren als Alternative mit Oktansäuremethylester (OME) ein Lösemittel aus nach-wachsenden Rohstoffen gefunden, mit dem die Asphaltextraktion grundsätzlich möglich ist. Im Rahmen des vorliegenden Projekts sollen nun einige noch offene Fragen bearbeitet werden. Nach Vorliegen ausreichender Erfahrungen, sind Technische Prüfvorschriften zu erstellen, auf deren Basis zu einem späteren Zeitpunkt die Präzisionsdaten des Verfahrens ermittelt werden können.

Untersuchung eines praxisbezogenen Instrumentariums zur Bewertung der Risssicherheit von Gussasphalten (07.281)
Die Gussasphaltbauweise muss auf Grund der erhöhten Beanspruchungen durch den Straßenverkehr sowie des Klimas und anderer Einflussfaktoren auf eine standfestere, das heißt weniger verformungsanfälligen Zusammensetzung des Gussasphaltes ausgerichtet werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist zu untersuchen, ob mit den Ergebnissen der Biegezugprüfung bei verschiedenen Temperaturen ausreichend differenzierbare Erkenntnisse zur Bewertung des Kälteverhaltens - und damit auch über die Rissanfälligkeit von modifizierten Gussasphalten - gewonnen werden können. Hierzu soll exemplarisch an ausgewählten Gussasphalten eine Untersuchung nach DIN EN 12697-46A durchgeführt werden, um die Vergleichbarkeit der Ergebnisse beider Verfahren zu ermitteln. Letztendlich soll ein vergleichsweise einfaches Instrumentarium zur Einschätzung der Risssicherheit von Gussasphalt geschaffen werden. Damit würde ein Untersuchungskonzept zur Bewertung der Rissanfälligkeit von Gussasphaltdeck- und Schutzschichten vorliegen, das nicht nur von wissenschaftlich ausgestatteten Straßenbaulaboren ausgeführt werden kann.

Optimierung der Zusammensetzung Offenporiger Asphalte zur Verbesserung des Nutzungsverhaltens (07.274)
Offenporige Asphaltdeckschichten besitzen gegenüber konventionellen Asphaltdecken aus Asphaltbeton, Splittmastixasphalt oder Gussasphalt zurzeit noch eine reduzierte Nutzungsdauer. Beobachtungen in der Praxis an verschiedenen Autobahnabschnitten mit Offenporigen Asphaltdeckschichten in Deutschland zeigen, dass die angestrebte bautechnische Nutzungsdauer in vielen Fällen nicht erreicht wird, obwohl die bautechnischen Anforderungen eingehalten wurden. Alterung, Verlust der Flexibilität und mechanische Beanspruchungen durch den Verkehr führen zu vorzeitigem Substanzverlust. Inwieweit aber die Korngrößenverteilung (KGV) und gegebenenfalls auch die Kornform - auch wenn sie außerhalb der TL Asphalt-StB liegen - den Hohlraumgehalt und die Dauerhaftigkeit beein­flussen, wurde bisher nicht systematisch erforscht. Der Variationsbereich der KGV ist sehr gering, doch sollte dieser genutzt werden, und überprüft werden, ob durch Beeinflussung der KGV eine Verbesserung der Kohäsion realisiert und die Haltbarkeit begünstigt werden kann, ohne den Hohlraumgehalt und damit die schalltechnischen Eigenschaften nachteilig zu be­einflussen. Zudem soll der Einfluss des Größtkorns auf die Dauerhaftigkeit überprüft werden.

Epoxy III- Elvaloy (3514004)
Offenporige Asphalte (OPA) besitzen aufgrund ihres Stützkonzeptes und des mörtelarmen Prinzips hervorragende Eigenschaften bezüglich einer Lärmreduzierung. Des Weiteren wird durch den hohen Hohlraumgehalt ein schneller und sicherer Abfluss von Regenwasser gewährleistet. Aufgrund des geringen Anteils an Mörtel sowie dem großen Hohlraumgehalt kommt es allerdings infolge der hohen Belastung zu Kornausbrüchen beziehungsweise Schädigungen im Korngefüge. Zusätzlich ist die Lebensdauer der Asphaltdeckschichten durch starke oxidative Alterung des verwendeten Bindemittels im Vergleich zu anderen Asphaltdeckschichtarten stark verkürzt. Epoxidharz könnte als Bindemittelzusatz das Mischgut langlebiger und resistenter gegen Verschleißerscheinungen machen. Bisherige Forschungen konnten jedoch aus Arbeitsschutzgründen nicht vollendet werden. Deshalb soll in diesem Projekt mit dem speziell für Bitumen konzipierten Epoxidharz „Elvaloy“, das bereits weltweit erfolgreich eingesetzt wird, überprüft werden, ob es möglich ist die angesprochenen Probleme zu lösen oder signifikant zu verbessern. Es sollen dabei asphalttechnologische Untersuchungen bezüglich Verschleißprüfungen und Haftverhalten sowie Untersuchungen auf Bindemittelebene, konventionell und rheologisch, durchgeführt werden.

Inbetriebnahme Asphaltanalysator Verte (3514001)
Der Asphaltanalysator Verte wird mit dem Lösemittel Octansäuremethylester betrieben, das eine mögliche Alternative zum Trichlorethylen darstellt, welches von der ECHA als sehr bedenklicher Stoff eingestuft ist. Im Rahmen des Projekts sollen verschiedene Asphalte extrahiert werden und daraus die Bindemittel zurückgewonnen werden. Die Bindemittelmenge und die Bindemitteleigenschaften werden untersucht. Ebenfalls soll das Lösemittel Octansäuremethylester hinsichtlich seiner Beständigkeit und Zusammensetzung untersucht werden. Ziel des Projekts ist die Gleichwertigkeit des Analysators Verte zu konventionellen Extraktionsverfahren mit dem Lösemittel Trichlorethylen nachzuweisen, um so die Grundlagen zur Substitution des Trichlorethylen zu schaffen.