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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
[email protected] | 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
Seite 5
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“
Seite 6
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
Seite 7
Verdichten von Asphalt
Wie kann der optimale Verdichtungsgrad erreicht werden?
a) Verdichtungstechnik
statt
statt
… unter Beachtung der Randbedingungen
der Baustelle! Quelle: www.volvoce.com
Seite 8
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
Seite 9
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
Seite 14
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
Seite 15
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
Seite 28
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
Seite 41
Texturbild Kombiwalze auf AC D
Porenschluss der
Oberfläche,
abgestumpft
Seite 42
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
Seite 43
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“
Seite 44
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)
Seite 45
Ergebnisse der Einbauversuche
Feld a) „GRW“:
Bohrkerne wurden in drei Schichten zerteilt
Verdichtungsgrad = 105,1 %
Verdichtungsgrad = 104,6 %
Verdichtungsgrad = 106,1 %
Seite 46
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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