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Gussasphalt ohne Abstreuung
BASt-Bericht S 79
Oliver Ripke, Bundesanstalt für Straßenwesen
20 Seiten
Erscheinungsjahr: 2013
Preis: 9,50 €
Bestellung eines gedruckten Exemplars beim Carl Schünemann Verlag GmbH
Bedingt durch die wachsende Problematik des Verkehrslärms ist die akustische Optimierung von Asphaltdeckschichten seit über 20 Jahren eine wichtige Aufgabenstellung in der Asphalttechnologie. Nach einem ersten Forschungsschwerpunkt auf offenporige Asphalte wurde anschließend der Fokus auf dichte Deckschichten gerichtet.
Eine dieser neueren Konzepte ist die Bauweise Gussasphalt ohne Abstreuung, oder auch als Gussaphalt mit offenporiger Struktur bezeichnet. Als Abkürzung wird derzeit PMA (Porous Mastic Asphalt). verwendet Die Grundidee dieser Bauweise besteht darin, die untere Zone der Deckschicht möglichst dicht, das heißt ähnlich einem Gussasphalt auszubilden, während sich an der Oberfläche eine offene Textur einstellt, die gemeinsam mit dem kleinen Größtkorn, gute akustische Eigenschaften zeigt. Erreicht wird dies durch eine spezielle Zusammensetzung des Mischguts mit einem großen Anteil grober Gesteinskörnungen, feiner Gesteinskörnungen, die auf 1 Millimeter begrenzt sind und einem abgesenkten Fülleranteil. Diese reduzierte Mörtelmenge führt zur gewünschten definierten Ausfüllung des Korngerüsts.
Zur Überprüfung dieser These bieten sich Analysen mit Röntgen-Computertomographie an, die erlauben, die wahre Hohlraumverteilung in Probekörpern zu ermitteln. Die bei der Bun-desanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Berlin durchgeführten Messungen zeigen das grundsätzliche Funktionieren der Bauweise. Bei genauer lokaler Betrachtung jedoch können größere Schwankungen detektiert werden, die bis zum Verlassen des Konzeptes führen können. Durchgehende Hohlraumstrukturen bis zur Unterlage sind dabei möglich, die sich auch auf die Oberflächengestalt auswirken. Die bautechnischen Ursachen sind noch nicht näher geklärt. In Frage kommen alle am komplexen Prozess Asphalteinbau beteiligten Parameter, die generell, auch beim herkömmlichen Einbau von Walzasphalt, zu Schwankungen führen.
Die Messung der Oberflächeneigenschaften Griffigkeit, Ebenheit und Schallemission ergab ein insgesamt homogenes Verhalten des betrachteten Streckenabschnitts. Die Ermittlung des Schallpegels nach statistischer Vorbeifahrt zeigte für Pkw bei 120 km/h eine Minderung gegenüber dem Referenzpegel von 3 dB(A). Das Optimierungsziel - dichte Asphaltdeck-schicht mit guten akustischen Eigenschaften - wurde erreicht.
In der Erprobung der noch jungen Bauweise PMA stellt der betrachtete Abschnitt auf der BAB A 4 aufgrund seiner Länge und Verkehrsbelastung einen wichtigen Meilenstein dar, der sich bis zum jetzigen Zeitpunkt insgesamt vielversprechend verhielt. Vor einer Aufnahme als Regelbauweise in die ZTV Asphalt-StBmüssen Fragestellungen in den Themenfeldern Laborverfahren, Mischgutkonzeption beziehungsweise Einbauhomogenität und Dauerhaftigkeit beantwortet werden.
Für die Themenfelder sind bereits weitergehende Forschungsaktivitäten in Bearbeitung, die bis Anfang 2014 Ergebnisse erwarten lassen. Die Frage der Dauerhaftigkeit wird die Zeit selbst beantworten.
Mastic Asphalt without Sanding
The worsening problem caused by the increase in traffic noise has resulted in the acoustic optimization of asphalt pavements being an important task to tackle in the asphalt technology field for more than 20 years. After the initial research focus had been placed on porous asphalt, the focus was subsequently switched to dense pavements.
One of these more modern concepts is the mastic asphalt without sanding construction method, also referred to as mastic asphalt with an open pores structure. The current abbreviation for this is PMA (Porous Mastic Asphalt). The basic idea behind this construction method is the forming of the bottom zone of the pavement beings designed as dense as possible, id est similar to a mastic asphalt design with an open structure becoming apparent on the surface which, together with the small largest grain, displays good acoustic properties. This is achieved by a special composition of the mixture with a large proportion of coarse rock grains, fine rock grains that are restricted to 1mm and a reduced proportion of filler. This reduced amount of mortar provides the desired defined filling for the granular structure.
Analyses using X-Ray computer tomography which enable the actual pores distribution in the test specimen to be determined are suitable for the validation of this theory. The measurements that were carried out by the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) in Berlin prove that the construction method functions basically. When taking a closer look however, one can detect large fluctuations which could give reason to dispense with the concept.
Continuous cavity space structures which extend down to the substrate are hereby possible and can even have an effect on the surface design. The structural causes for this have not been clarified in detail. These fluctuations could be caused by any of the parameters which play a part in the complex asphalt installation process which generally play a part, including in the conventional installation of rolled asphalt.
The measuring of the surface properties grip, evenness and acoustic emission resulted in the determination that the stretch of road that was being considered had a homogenous behaviour. The determination of the noise level on the basis of a statistical passing by traffic showed a reduction of 120km/h for cars when compared with the reference level of dB(A). The optimisation target – a dense pavement with good acoustic properties – has been achieved.
When it comes to testing the PMA construction method which is still a recent one, the section being considered on the A4 motorway can be considered to be an important milestone due to its length and traffic loads, it proving itself to be very promising all in all. Before it can be included in the Additional Technical Regulations for Asphalt-Road Construction (ZTV Asphalt-StB) as a standard construction method, questions need to be answered in advance on the subjects laboratory procedures, mixture conception or installation homogeneity and durability.
Advanced research activities are being worked on in these subjects and results are expected by the beginning of 2014. The question as to the durability can only be answered in the course of time.