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Kontrollprüfungen nach ZTV Asphalt-StB 07/13

Verdichtung von Asphalt ohne schlagende Vibration

VSVI „Bauliche Erhaltung“ Harro Sawall

Dr. Reinhardt + Sawall

| Mellendorf, 04.04.2019 Baustoffprüfung GmbH & Co. KG

Kontrollprüfungen nach ZTV Asphalt-StB 07/13

Dipl.- Ing. (FH) Harro Sawall Dr. Reinhardt + Sawall

Baustoffprüfung GmbH & Co. KG

Merkurstraße 1d | 30419 Hannover

Tel. 0511 / 75 80 99-8 | Fax 0511 / 75 80 9-94

info@kontrollpruefung.de | www.kontrollpruefung.de

Seite 3

Verdichten von Asphalt

Weshalb muss Asphalt verdichtet werden?

Quelle: www.moba-automation.de

Seite 4

Verdichten von Asphalt

Muss Asphalt verdichtet werden?

Quelle: www.vorvorsicht.de

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Verdichten von Asphalt

Weshalb muss verdichtet werden?

Konzeptionelle Unterschiede:

Gussasphalt

konzeptioneller Hohlraumgehalt 0 Vol.-%

Prinzip der „gefüllten Flüssigkeit“, BM-Überschuss

Transport im Rührwerkskocher

Walzasphalt

Konzeptioneller Hohlraumgehalt von 1,0 – 28,0 Vol.-%

Transport als SchüttgutQuelle: DAV-Leitfaden „Splittmastix“

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Verdichten von Walzasphalt:

Überwindung der inneren Reibung

Annäherung der Raumdichte an die Rohdichte

Ziel:

Anforderungsgerechte Dichtheit des Belags

Standfestigkeit durch optimalen Verdichtungszustand

(Vermeidung der Nachverdichtung)

ausreichender Resthohlraum, um Gleitzustand

durch Bindemittelflutung zu vermeiden (… Gussasphalt)

Quelle: www.beton.wiki

Verdichten von Asphalt

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Verdichten von Asphalt

Wie kann der optimale Verdichtungsgrad erreicht werden?

a) Verdichtungstechnik

statt

statt

… unter Beachtung der Randbedingungen

der Baustelle! Quelle: www.volvoce.com

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Verdichten von Asphalt

Randbedingungen der Baustelle sind z.B.

Einbaudicke je Schicht

Tragfähigkeit der Unterlage und / oder des Untergrundes

Für die Belastungsklasse geeignetes Asphaltmischgut

Witterungsbedingungen

Quelle: www.volvoce.com

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Verdichten von Asphalt

Quelle: DAV-Leitfaden „Ratschläge für den Einbau“

Seite 10

Verdichten von Asphalt

Wie kann der optimale Verdichtungsgrad erreicht werden?

b) Mischgutauswahl und Konzeption

Quelle: www.volvoce.com

Seite 11

Verdichten von Asphalt: Einfluss der Schichtdicke

Quelle: www.volvoce.com

Quelle: DAV-Leitfaden „Ausschreiben von Asphaltarbeiten“

Seite 12

Einflüsse der Mischgutzusammensetzung

Quelle: www.beton.wiki

Quelle: BOMAG „Grundlagen der Asphaltverdichtung“

Seite 13

Einflüsse der Mischgutzusammensetzung

SandSand

Sand

Bitumen Bitumen Bitumen

AC 11 D S SMA 11 S MA 11 S

Füller FüllerFüller

Splitt Splitt

Splitt

2/5

5/8

8/11

2/5

5/8

8/11

2/5

5/8

8/11

Quelle: Asphalt+Bitumen Beratung

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Einflüsse der Mischgutzusammensetzung

Die Auswahl des Asphaltmischguts kann unter Berücksichtigung des

Verdichtungswiderstandes erfolgen (Asphaltart, Asphaltsorte)

Zusammensetzung des Asphaltmischguts kann im Labor

des Asphaltherstellers hinsichtlich der

Verdichtungseigenschaften optimiert werden

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Regelwerk

FGSV – Merkblatt 730 „M VA“

Enthält Hinweise zu

Verdichtungseigenschaften von Asphalt

äußeren Einflüssen auf die Verdichtung

Einbau und Vorverdichtung

sowie

Formelwerk zur Berechnung des Verdichtungswiderstandes

Formelwerk zur Planung des Walzeneinsatzes

Seite 16

Einflüsse der Mischgutzusammensetzung

Quelle: M VA

Seite 17

Einflüsse der Mischgutzusammensetzung

Quelle: M VA

Seite 18

Verwendung vom Verdichtungshilfen

Absenken der Einbau-

temperatur

oder

Verringerung des

Verdichtungswiderstandes

Quelle: Sasol Wax

Seite 19

Kosten und Auswirkungen der Verdichtung

Quelle: CATERPILLAR „Handbuch der Asphaltverdichtung“

Verdichtungsarten

Quelle: CATERPILLAR „Handbuch der Asphaltverdichtung“

(Eintrag nicht vertikal

wirkender Kraftanteile)

Seite 21

Marshall-Verdichtungsgerät: Prinzip Hammer/Amboss

Quelle: www.infratest.net“ Quelle: TP Asphalt-StB, Teil 30

Seite 22

Walzsegmentverdichter

Quelle: www.ise.kit.eduQuelle: TP Asphalt-StB, Teil 33

Seite 23

Verdichtungsverfahren

Quelle: BASt, Heft „Straßenbau S48“

Seite 24Quelle: CATERPILLAR „Handbuch der Asphaltverdichtung“

Verdichtungsverfahren mit Vibration

Seite 25

Quelle: https://youtu.be/I_fdgIsBb2k

Seite 26

Verdichtungsverfahren mit Vibration

Quelle: BOMAG „Grundlagen der Asphaltverdichtung“

Seite 27

Verdichtungsverfahren mit Vibration

Untergrund und Umgebung werden in Schwingung versetzt

Bei exzessivem Einsatz

können Kornzertrümmerungen eintreten

können Gefügeauflockerungen im Untergrund entstehen

können Auflockerungen der zu verdichtenden Schicht eintreten

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Verdichtungsverfahren mit Vibration

150

130

8579 78

70 6660

1,975

2,23

2,282,27

2,26

2,15

2,2852,27

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Walzübergänge

Tem

pera

tur

[ °C

]

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2,250

2,300

2,350

Dic

hte

[M

g /

m³

]

Quelle: Sasol Wax

Seite 29

Verdichtungsverfahren mit Vibration

Quelle: CATERPILLAR „Handbuch der Asphaltverdichtung“

Seite 30

Verdichtungsverfahren mit Vibration

Quelle: CATERPILLAR „Handbuch der Asphaltverdichtung“

Seite 31

Verdichtungsverfahren mit Vibration

Quelle: CATERPILLAR „Handbuch der Asphaltverdichtung“

Seite 32

Bei wenig tragfähiger Unterlage und/oder Untergrund können Verdichtungsverfahren ohne Vibration oft Vorteile ausspielen

Untergrund und Umgebung werden nicht in Schwingung versetzt

Knetwirkung von Gummirädern führt zu Kornumlagerungsprozessen im Mischgut

Tiefenwirkung bis 30 cm in historischer Literatur dokumentiert

wird heute z.B. von Walzenherstellern mit bis zu 18 cm angegeben

Verdichtungsverfahren ohne Vibration

Quelle: CATERPILLAR „Handbuch der Asphaltverdichtung“

Seite 33Quelle: BOMAG „Grundlagen der Asphaltverdichtung“

Verdichtungsverfahren ohne Vibration

Seite 34

Verdichtungsverfahren ohne Vibration

Quelle: CATERPILLAR „Handbuch der Asphaltverdichtung“

Seite 35

Verdichtungsverfahren ohne Vibration

Quelle: CATERPILLAR „Handbuch der Asphaltverdichtung“

Seite 36

Einbau in wechselnden Schichtdicken

Quelle: CATERPILLAR „Handbuch der Asphaltverdichtung“

Seite 37

Stahlbandage:

eher wechselnde Verdichtungsgrade

eher günstige Ebenheit

Einbau in wechselnden Schichtdicken

Seite 38

Gummiradwalze (tauchende Lagerung):

eher gleichmäßiger Verdichtungsgrad

eher wechselnde Ebenheit

Einbau in wechselnden Schichtdicken

Seite 39

Kombinierte Verdichtung

Durch gezielte Kombination von Glattmantel- und Gummiradwalzen lassen

sich Vorteile beider Systeme nutzen

Quelle: BOMAG „Grundlagen der Asphaltverdichtung“

Seite 40

Kombinierte Verdichtung

Kombiwalze der 6-Tonnen-Klasse

Die „ABG Puma“ hat um die Jahrtausendwende kleine und mittlere

Baustellen dominert

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Texturbild Kombiwalze auf AC D

Porenschluss der

Oberfläche,

abgestumpft

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Gummiradwalze

Schwere Gummiradwalze der Marke „Hamm“

Von den 70 Jahren bis zur Jahrtausendwende

Von größeren Asphaltbaustellen

nicht wegzudenken.

Noch heute werden vereinzelte

Exemplare täglich genutzt.

Im Baujargon als „Eisenschwein“

bekannt.

Quelle: www.jaweed.eu

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Gummiradwalze

Schwere Gummiradwalzen erleben derzeit eine Renaissance …

… zu Recht!

Leider ist viel know-how

„in den Ruhestand getreten“

und wird nun mühsam neu erschlossen

Quelle: Wirtgen Group / Fa. Hamm“

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Einbauversuch

Asphalttragschicht mit 18 cm Dicke in 1 Lage

Feld a) Verdichtung mit Kombination aus

zwei schweren Gummiradwalzen

und

Tandem-Glattmantelwalzen (Vibration)

Feld b) Verdichtung ausschließlich mit Tandem-Glattmantelwalzen (Vibration)

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Ergebnisse der Einbauversuche

Feld a) „GRW“:

Bohrkerne wurden in drei Schichten zerteilt

Verdichtungsgrad = 105,1 %

Verdichtungsgrad = 104,6 %

Verdichtungsgrad = 106,1 %

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Ergebnisse der Einbauversuche

Feld a) „Tandem-Vibration“:

Bohrkerne wurden in drei Schichten zerteilt

Verdichtungsgrad = 106,1 %

Verdichtungsgrad = 106,1 %

Verdichtungsgrad = 102,4 %

Seite 47

Anwendung

Baumaßnahme

K 55 Dierkshausen – Hanstedt

Decktragschicht 16

Walzverdichtung ohne Vibration

Quelle: Baumaßnahme der Fa. Jungclaus, Seevetal

Unterlage mit Schädigungen

Unterlage mit Schädigungen

Signifikante Vorschäden gründlich sanieren!

Unterschiedlicher Oberbau

Wechselnde Einbaudicken

Profilfräsung

Kombiwalze 4-Tonnen-Klasse

Einbau Deckstragschicht als einschichtiger Ersatz

Kombiwalze mit Wärmeschürze

Verdichtung der Ränder

Randversiegelung!!

Seite 67

Historische Baustelle

Walzverdichtung ohne Vibration

Quelle: Baumaßnahme der Fa. Winkler, Bremen

Historische Baustelle?

Historische Baustelle?

Historische Baustelle?

Historische Baustelle?

Seite 76

Walzverdichtung ohne Vibration – K51 Sandstedt

Seite 77

Historische Baustelle

-

Beispiel für die Zukunft?

Walzverdichtung ohne Vibration

Vielen Dank

für Ihr Interesse!

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