Verkehrswegebau

Im Verkehrswege- und -flächenbau liegt der Hauptverwendungsbereich von Asphalten, sowohl im

  • Neu- und Ersatzbau,
  • bei der Verstärkung vorhandener Verkehrsflächen,
  • bei der Reparatur oder
  • bei der Schließung von Aufgrabungen.

Asphalt dient auch der Befestigung und dem Ausbau von Bodenflächen als Verkehrsflächen auf Flughäfen, Parkplätzen, öffentlichen Plätzen jeder Art und in Freizeitanlagen. Bei Gleisanlagen wird zudem ein spezieller Asphalt neuerdings bei den Hochgeschwindigkeitsgleisanlagen für den ICE anstelle des herkömmlichen Schotterbettes als Tragschicht benutzt.

Ist Asphalt üblicherweise schwarz, finden sich vor allem im Garten- und Landschaftsbau auch immer häufiger mit eingefärbtem Asphalt architektonisch-künstlerisch gestaltete Wege und Plätze.


Zielvorgaben für Verkehrsflächenbefestigungen

Die Anforderungen der mobilen Industriegesellschaft an den modernen Straßenbau wachsen permanent. Einerseits werden immer mehr und größere Verkehrsflächen benötigt, andererseits sind die materiellen und geografischen Ressourcen begrenzt und die Belastungen der Umwelt durch die Verkehrsanlagen und den Verkehrslärm sollen eingedämmt werden.

Deshalb lauten die allgemeinen Grundforderungen:

  • Wirtschaftlichkeit der Bauweisen - möglichst geringe Neubaukosten, möglichst kurze Bau- und Sperrzeiten, volle Aufrechterhaltung des Anliegerverkehrs
  • Umweltgerechtes Bauen - umwelt- und vor allem gewässerverträgliche Baustoffe, möglichst geräuscharme und gesundheitlich unbedenkliche Bauausführung, Vermeidung von Abfällen und hoher Grad der Wiederverwertbarkeit, durch geringe Rollgeräusche lärmarm befahrbare Straßendeckschichten
  • Langlebigkeit einer Straße - hohe Verschleißfestigkeit, Verformungsbeständigkeit, Witterungs- und Ermüdungsbeständigkeit, möglichst keine Fugen
  • geringer Erhaltungsaufwand - geringe Kosten, technologisch einfache Wartung und Reparatur
  • Verkehrssicherheit - möglichst hohe Ebenheit und Griffigkeit des Belags, effektive Entwässerung

Angesichts dieser Anforderungen kommt dem Baustoff Asphalt seine hohe Bedeutung zu. Er ist zudem nach vergleichsweise kurzer Auskühlzeit sofort voll befahrbar. Insbesondere feinkörniger Asphalt und Gussasphalt erfüllen des weiteren wegen des weitgehend fugenfreien Einbaus auch die Forderungen hinsichtlich der Behindertengerechtigkeit von Straßen- und Gehsteigbelägen im kommunalen Bereich.

Der Verkehrswegebau liegt je nach deren Zugehörigkeit in der Kompetenz der Kommunen, der Landkreise und kreisfreien Städte sowie der Bundesländer, die straßenbautechnisch auch die dem Bund gehörenden Verkehrswege in ihrem Verantwortungsbereich unter ihrer Obhut haben.

Je nach der sogenannten bemessungsrelevanten Beanspruchung werden im Verkehrswegebau sieben Bauklassen von Straßen unterschieden:

  • Schnellverkehrsstraßen, Industriesammelstraßen (SV/I/II)
  • Hauptverkehrsstraßen, Industriestraßen, Straßen im Gewerbegebiet (II/III)
  • Wohnsammelstraßen, Fußgängerzonen mit Ladeverkehr (III/IV)
  • Anliegerstraßen, befahrbare Wohnwege, Fußgängerzonen ohne Busverkehr (V/VI)

Zu berücksichtigen ist zudem, dass bestimmte Verkehrsflächenbereiche wie Kreuzungen und Einmündungen, besonders enge Kurven oder Bushaltestellen und LKW-Parkplätze besonders stark beansprucht werden und deshalb einer entsprechenden baulichen Ausführung bedürfen. Hier sind die durch Bremsen, Anfahren oder Abbiegen auf die Straße übertragenen Kräfte und Lasten teils erheblich höher als im einfachen Straßenverlauf. Besondere Belastungen gehen zudem auch von spurfahrenden langsamen oder stehenden Schwerfahrzeugen aus, von häufigem Stop-and-go-Verkehr oder durch besonders hohe Fahrbahntemperaturen über längere Zeiträume, beispielsweise verursacht durch intensive Sonneneinstrahlung an Südhanglagen.

Je nach zu erwartender verkehrstechnischer und sonstiger Belastung sind die Straßen zwingend mit den vorgeschriebenen Unterbauten und Qualitäten im Asphaltdeckbereich zu errichten. Zur Beauftragung, Ausführung und Abnahme straßenbautechnischer Anlagen gibt es deshalb neben den allgemeinen Vorschriften wie den Richtlinien für die Anlage von Straßen (RAS) und für die Standardisierung des Oberbaues von Verkehrsflächen (RStO) eine Reihe Technischer Regelwerke sowie Zusätzlicher Technischer Vertragsbedingungen (ZTV) für Tragschichten, für Asphaltbinder und ?deckschichten, für das Schließen von Asphaltflächen nach Aufgrabungen, für deren bauliche Erhaltung, für die Befestigung ländlicher Wege, für ungebundene Tragschichten und für die Vorbereitung des Unterbaus bzw. des Untergrundes.


Asphalt für den Straßenbau


Durch Variation seiner Komponenten nach Art und Menge kann der Asphalt mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden und ist damit den jeweiligen Anwendungsfällen und gesetzlich vorgeschriebenen Anforderungen ideal anpassbar. Und zwar aus zwei Gesichtspunkten:

  • hinsichtlich der späteren Beanspruchungen durch Verkehr und Witterung bei sommerlichen und winterlichen Temperaturen
  • hinsichtlich der technologischen Abläufe beim Herstellungsprozess durch ortsnahe Mischgutherstellung


Straßenbaubitumen

Standardbindemittel im Asphaltstraßenbau ist sogenanntes Straßenbaubitumen nach DIN EN 12591. Bitumen wird bei Erwärmung dünnflüssig, und kann dadurch die eingebrachten Mineralstoffe vollständig umhüllen. Die Viskosität des Bitumen macht das Asphaltmischgut zudem gut verarbeitbar und vor allem gut verdichtbar, was hinsichtlich der späteren Tragfähigkeit und Haltbarkeit von großer Bedeutung ist. Bei normalen Temperaturen ist es zähplastisch und belastbar. Eine Asphaltstraßendecke ist nach der Auskühlzeit ohne jede weitere Wartezeit befahrbar.

Allgemein übliche Bitumensorten sind:

  • 160/220: (relativ weich) für betont flexible Befestigungen und schwachen Verkehr
  • 70/100: Standardbitumen für den Straßenbau der Bauklassen IV bis VI
  • 50/70 oder 30/45:(härter) für betont verformungsbeständige Befestigungen auf Straßen mit Schwerverkehr der Bauklassen SV, I bis III.


Mineralstoffe als Zuschlag

Für die Herstellung von Asphaltmischgut werden sowohl natürliche Erstarrungs- und Ablagerungsgesteine als auch künstliche Zuschlagstoffe wie Hochofen- und Metallhüttenschlacken oder wieder aufbereitete Baustoffe verwendet. Wichtig ist auch das Haftverhalten der Mineralstoffe zum verwendeten Bindemittel. Letztlich entscheiden auch örtliche Verfügbarkeit und die Transportkosten über die Auswahl. Voraussetzung ist, dass sie den Technischen Regelwerken und Anforderungen aus den ZTV entsprechen. Die Gesteinskörnungen beeinflussen die Witterungsbeständigkeit und die Festigkeit der Asphaltmischung sowie ihre Polierresistenz und Farbe.

Zur Verwendung im Straßenbau unterscheiden die Technischen Lieferbedingungen für Mineralstoffe im Straßenbau - Gesteinskörnungen und Werksteine im Straßenbau (TL Min-StB) nach Herkunft, Kornform und Korngröße

  • Schotter, Splitt, Edelsplitt und Edelbrechsand
  • Kies und Natursand
  • Füller


Walzasphalt oder Gussasphalt

Im Straßenbau unterscheidet man grundsätzlich zwischen Walzasphalt und Gussasphalt. Walzasphalt erhält den geforderten Verdichtungsgrad erst durch den Einsatz von Straßenwalzen. Gussasphalt lässt sich dagegen flüssig verarbeiten und muss nicht verdichtet werden.


Aufbau eines Asphaltbelages


Asphalttragschicht

Tragfähigkeit, Wasserdurchlässigkeit, Frostsicherheit und Ebenheit sind die Hauptanforderungen an die untere Lage des Asphaltaufbaues, die Asphalttragschicht. Je nach den zu erwartenden Verkehrsbelastungen sind die zu verwendenden Materialien auszuwählen. Für geringere Belastungen werden sogenannte ungebrochene, für höhere Beanspruchungen müssen gebrochene Mineralstoffe eingesetzt werden.


Asphaltbinderschicht

Sie kommt als Walzasphaltschicht zwischen Unterbau und Deckschicht und besteht aus Bitumen, Schotter oder Split sowie Natursand oder Steinmehl als Füller. Bei hochbelasteten Straßen hat sie die Aufgabe, Schubkräfte verformungsfrei in die Tragschicht weiterzuleiten. Bei geringer belasteten Straßen wird häufig auf eine Binderschicht verzichtet. Die Asphaltbinderschicht besteht meist aus gebrochenen Edelsplitten und sehr harten Straßenbaubitumen.


Asphaltdeckschicht

Asphalt- oder auch Schwarzdecke wird der Oberbau einer Straße genannt. Sie hat eine Doppelfunktion:

  • Nutzschicht für den Verkehr (Schaffung einer dauerhaft sicheren, gut befahrbaren bzw. begehbaren Oberfläche)
  • Dichtungsschicht (Schutz der Unterschichten vor Verkehr und Witterung)

Neben einer hohen Verschleißfestigkeit und Griffigkeit soll sie also auch Witterungsbeständigkeit aufweisen, sowie ein hohes Maß an Umweltfreundlichkeit gewährleisten.

Asphaltdeckschichten können auf verschiedene Weise ausgeführt werden:


Asphaltbeton

Die übliche Standardmischgutsorte für den Deckschichtbau ist Asphaltbeton. Er besteht aus einem gleichmäßig zusammengesetzten Gesteinsgemisch, Füller, gebrochenem und ungebrochenem Sand, Edelsplitt und Bitumen.

Asphaltbeton für Deckschichten mit normaler bzw. geringer Verkehrsbeanspruchung, wie normal befahrenen innerörtlichen Straßen, sowie Rad- und Gehwegen, hat trotz seiner relativen Grobkörnigkeit eine geschlossene und sehr ebene Oberfläche. Bei höheren Belastungen, wie auf Landstraßen, Kreisstraßen oder auch innerorts auf Hauptstraßen wird Asphaltbeton mit einem Größtkorn von maximal 16 mm eingesetzt.


Splitmastixasphalt

Auf Autobahnen und anderen stark belasteten Straßen wird in der Regel Splittmastixasphalt verwendet, da er eine langdauernde Verformungsbeständigkeit der Oberfläche garantiert. Splitmastixasphalt ist eine Mischung aus Straßenbaubitumen und Gesteinsmehl mit einem hohen Anteil an Edelsplitt und stabilisierenden Zusätzen. Die Zusammensetzung sichert den Zusammenhalt des Splittgerüstes und gewährleistet damit eine widerstandsfähige und verkehrssichere Deckschicht.


Gussasphalt

Gussasphalt ist ein hohlraumfreies und dichtes Gemisch aus Bitumen, Gesteinskörnungen und ebenfalls Gesteinsmehl als sogenannten Füller. Er ist im heißen Zustand gieß- und verstreichbar und muss nicht verdichtet zu werden. Die Zusammensetzung der Mineralstoffe und die Wahl des Bitumens erfolgt den unterschiedlichen Beanspruchungen entsprechend.

Zu den besonderen Vorteilen von Gussasphalt gehören seine hohe Standfestigkeit und Langlebigkeit. Da er fugenlos eingebaut wird, bietet er auf Gehwegen beispielsweise einen hohen Nutzerkomfort.


Offenporiger Asphalt (OPA)

Asphalt enthält als Gemisch aus Mineralstoffen und Bitumen je nach Konsistenz der Zuschlagstoffe und Viskosität der Bindemittel einen unterschiedlich großen Hohlraumanteil. Seit den 1980er Jahren wird eine spezielle Form des Asphaltbetons eingesetzt, die aufgrund der Gesteinskörnung einen hohen Anteil an zusammenhängenden Hohlräumen hat. Dieser sogenannte Offenporige Asphalt (OPA) wird häufig auch als Flüsterasphalt bezeichnet. Der neuerdings eingesetzte Offenporige Asphalt der dritten Generation hat in der fertigen Deckschicht im Neuzustand einen Hohlraumgehalt von mindestens 22 Volumenprozent. Das Bitumen muss bei dieser Art von Belag ganz besonders belastungsfähig sein. Dementsprechend wird dabei also besonders hochwertiges und damit auch teuereres Bitumen eingesetzt. Insbesondere zweilagig eingebauter OPA führt nach neueren technischen Untersuchungen zu einer Reduzierung der Geräuschbelastung um bis zu 50 Prozent. Neben der Absenkung des Verkehrslärms führt OPA durch die offenporige Struktur auch das Niederschlagswasser besser ab, sodass es eine stark verringerte Wasserschleierbildung und weit weniger Aquaplaninggefahr gibt. Kontrovers diskutiert wird immer wieder die Frage der Standfestigkeit und der dauerhaften Griffigkeit solcher offenporigen Deckschichten.


Tragdeckschicht

Tragdeckschicht heißen ohne besondere Tragschicht einschichtig eingebaute Asphalte. Sie finden sich auf untergeordneten Straßen, ländlichen Wegen sowie Rad- und Gehwegen.


Kaltasphalt

Kaltasphalte sind unter anderem spezielle Mischungen, die für schnelle, unkomplizierte Reparaturen eingesetzt werden.


Technologien und Maschinen

Wegen der physikalisch-technischen Eigenschaften des Bitumen wird Asphalt bis auf die oben genannte Reparaturen ausschließlich im Heiß- oder Warmeinbau verarbeitet. Typisch sind die ortsnahe Mischgutherstellung in Mischwerken, der Transport in geschlossenen, beheizten Systemen und der unmittelbare Einbau und die Verdichtung bei hohen Temperaturen.

Typische Transportfahrzeuge sind die speziellen Kocherfahrzeuge sowie beheizte Rührwerkkessel. Insbesondere bei Reparaturarbeiten werden auch kleinere wärmegedämmte Mischgutbehälter eingesetzt. Der Einbau erfolgt je nach Konsistenz mit Straßenfertigern oder Rampenspritzgeräten. Straßenfertiger können nach derzeitigem Stand der Technik Fahrbahnen bis 16 Meter Breite fugenlos einbauen. Es gibt aber auch deutlich kleinere Exemplare für Gehsteige beispielsweise. Eingebaut wird, insbesondere bei Kleinflächen und unter schwierigen räumlichen Bedingungen, auch per Schaufel. Zur Verdichtung dienen teils martialisch anmutende Dreiradwalzen oder kleinere Tandemwalzen, die es ohne und mit hydraulischer Vibration gibt, teils sogar mit elektronisch gesteuerten Programmen für die Amplitudenverstellung.



(c) by Päffgen GmbH bzw. deren Autoren 2009, www.asphaltbau.de

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