Upload
sabine-heigel
View
107
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
SchäferConsult
Kompakte Asphaltbefestigungen - Stand des Regelwerkes und weiterer Fortschritt
Dipl.-Ing. Volker SchäferBeratender Ingenieur
von der Oldbg.-IHK öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Asphaltbauweisen im Verkehrswegebau
26919 Brake (Unterweser) / 28195 Bremen
www.schaefer-consult.com
VSVI-Hessen: Asphaltstraßentag
20.01.2010 in Friedberg, Hessen
SchäferConsult
Inhaltsübersicht
• Hintergrund und Entwicklung
• Bautechnische Zusammenhänge
• Umsetzung in den ZTV Asphalt-StB 07
• Weiterer Fortschritt
• Zusammenfassung und Ausblick
SchäferConsultSchäferConsult
Verkehrsbelastungen
• Bauklasse SV: größer 32 Mio. äquivalente 10-t-Achsübergänge in 30 Jahren
• BAB A 2 bei Peine: ca. 92 Mio. [äq-10-t-Aü]
• BAB A 1 bei Maschen: ca. 160 Mio. [äq-10-t-Aü]
• BAB A 27 bei Bremen: ca. 70 Mio. [äq-10-t-Aü]
SchäferConsult
Anforderungen an Deckschicht von Verkehrsflächen
• Griffigkeit und Verschleißfestigkeit
• Hohe Verformungsresistenz
• Ebenflächigkeit
• Helligkeit
• Lärmminderung
SchäferConsult
Lärmtechnische Bewertung bei > 60 km/h
Straßenoberfläche Korrekturwert DStrO
1. Zement-Beton
2. Zement-Beton nach ZTV Beton 78 mit Stahlbesenstrich mit Längs-glätter
3. Zement-Beton nach ZTV Beton 78 ohne Stahlbesenstrich mit Längsglätter und Längstexturierung mit einem Jutetuch
DStrO = + 2,0 dB(A)
DStrO = + 1,0 dB(A)
DStrO = - 2,0 dB(A)
4. geriffelter Gussasphalt
5. nicht geriffelte Gussasphalte, Asphaltbeton oder Splittmastixasphalte
6. Asphaltbeton ≤ 0/11 und Splittmastixasphalte 0/8 und 0/11 ohne Absplittung
7. Offenporige Asphaltdeckschichten, die im Neuzustand einen Hohlraumgehalt von min. 15 Vol.-% aufweisen
- mit Kornaufbau 0/11 - mit Kornaufbau 0/8
DStrO = + 2,0 dB(A)
DStrO = 0,0 dB(A)
DStrO = - 2,0 dB(A)
DStrO = - 4,0 dB(A) DStrO = - 5,0 dB(A)
(gemäß ARS Nr. 14/1991)
Betone nach ZTV Beton-StB 01 mit Waschbetonoberfläche - gemäß ARS Nr. 5/2006
SchäferConsult
Vergleich von Aufbaumöglichkeiten
SchäferConsult
Kompakte Asphaltbefestigung - Systemvorteile
• Optimale Verzahnung der Asphaltschichten
• Erhöhung des Verdichtungsgrades
• Herstellung von Wasser- und luftundurch- lässigen Asphaltdeckschichten
• Einbau auch unter ungünstigen Witterungs- bedingungen möglich
• Verringerung der Spurrinnenbildung
SchäferConsult
Schichtenverbund durch Verzahnung
SchäferConsult
Entwicklung I
1995 1997 1998 2001 2005 2006 2007… ……
erste Versuchsstrecke, Einbau mit zwei Fertigern(BAB A 4 bei Podelsatz)
erste offizielle Erprobungsstrecken, Einbau mit zwei Fertigern (BAB A 4 bei Weimar und BAB 5 bei Alsfeld)
erstmaliger Einsatz des Kompaktmodulfertigers(BAB A 7 am „Reckeröder Berg“)
Veröffentlichung Merkblatt M KA 01
2004
SchäferConsult
Entwicklung II
1995 1997 1998 2001 2005 2006 2007… ……
Einrichtung des Arbeitskreises 7.3.5 der FGSV,Auswertung der Baumaßnahmen bis 2005 in
Kompaktasphaltbauweise
Veröffentlichung ARS 13/05Regelungen zu Nebenangeboten mit KA
Kompaktmodulfertiger II. Generation
Kompakte Asphaltbefestigungen
in den ZTV Asphalt-StB 07Fortschreibung M KA
2004
2,89 Mio m²
SchäferConsult
Kompakteinbau auf einer Autobahn (1996/97)
SchäferConsult
Übersicht des Einbauzuges
SchäferConsult
Kompaktmodulfertiger I. Generation (1999)
SchäferConsult
Kompaktmodulfertiger I. Generation (1999)
SchäferConsult
Merkblatt für den Bau
kompakter Asphaltbefestigungen
M KA
Ausgabe 2001
Forschungsgesellschaft für Straßen und Verkehrswesen
Arbeitsgruppe Asphaltbauweisen
SchäferConsult
Schichtdicken für Bauklassen SV, I bis III
SchäferConsult
M KA Anforderungen – untere Schicht
Asphaltmischgut
• Hohlraumgehalt MPK Asphaltbinder 6,5 bis 8,0 Vol.-%
• Hohlraumausfüllung Asphaltbinder höchstens 62 %Asphalttragschicht höchstens 62 %
Fertige Schicht
• Verdichtungsgrad bis 8 cm Schichtdicke min. 99 %über 8 cm Schichtdicke min. 100 %
• Hohlraumgehalt Asphaltbinder 3,0 bis 7,0 Vol.-%
SchäferConsult
M KA Anforderungen – obere Schicht
Asphaltmischgut
• Hohlraumgehalt MPK Splittmastixasphalt 3,5 bis 5,0 Vol.-%
• Hohlraumausfüllung Splittmastixasphalt höchstens 80 %
Fertige Schicht
• Verdichtungsgrad min. 99 %
• Hohlraumgehalt Splittmastixasphalt 2,0 bis 6,0 Vol.-%
SchäferConsult
Kompaktmodulfertiger II. Generation (2004)
SchäferConsult
Beschickung des Kompaktmodulfertigers
SchäferConsult
Einbau Kompaktasphalt II. Generation
11,50 m
SchäferConsult
Lückenschluss der Emsland Autobahn
Einbau von
Kompaktasphalt
beim Neubau der
BAB A 31 im
Abschnitt
Los 31.5
SchäferConsult
Ergebnisse der Eignungsprüfungen
Asphaltbinder Splittmastixasphalt
Mineralstoffe
Siebanalyse
Füller 4,4 M.-%
Sand 19,6 M.-%
Edelsplitt 76,0 M.-%
Füller 12,3 M.-%
Sand 14,4 M.-%
Edelsplitt 73,3 M.-%
Gesamtbindemittelgehalt
4,0 M.-% 7,1 M.-%
Eigenschaften am
Marshallkörper
- Ausfüllungsgrad HA
- Hohlraumgehalt Hbit
- Rohdichte
61,3 Vol.-%
5,9 Vol.-%
2,531 g/cm3
80,4 Vol.-%
4,0 Vol.-%
2,480 g/cm3
SchäferConsult
Ergebnisse erweiterter Eignungsprüfungen
SplittmastixasphaltAsphaltbinder
günstiges PolierverhaltenGriffigkeitsverhalten
erhöhter Verformungs-widerstand
erhöhter Verformungs-widerstand
Verformungswiderstand
ausreichendausreichendKälteflexibilität
verhältnismäßig schwer verdichtbar, ausreichend gut und flächendeckend zu verdichten
normal verdichtbar, ausreichend zu verdichten
Verdichtungs-
verhalten
SchäferConsult
Einbau BAB A 31
SchäferConsult
Einbau Kompaktasphalt II. Generation
Einbau untere Schicht Einbau obere Schicht
SchäferConsult
Einbau Kompaktasphalt II. Generation
Einbaubohle - untere Schicht
Einbau-bohle -obere Schicht
SchäferConsult
Einbau obere Schicht
SchäferConsult
Verdichtung BAB A 31
SchäferConsult
Verdichtung BAB A 31
SchäferConsult
Verdichtung BAB A 31
SchäferConsult
Abstumpfungsmaßnahmen BAB A 31
SchäferConsult
Einbaukonzept BAB A 31 - Bauwerksübergänge
Bauwerk
12-20 m12-20 mKompakt-asphalt
Kompakt-asphalt
Asphalt-tragschicht
Asphalt-tragschicht
Bauwerk AsphaltbinderAsphaltbinder
Asphaltdeckschicht Kompakt-asphalt
Kompakt-asphalt
4 cm
8 cm
12 cm
Seitenansicht
Draufsicht
SchäferConsult
Einbau BAB A 31 - Bauwerksübergänge
Asphaltbinder
Asphalt-tragschicht
Asphalt-tragschicht
BauwerkAsphaltdeckschicht Kompakt-
asphaltKompakt-asphalt
4 cm
8 cm
12 cm
Asphaltbinder
Bauwerk
12-20 mKompakt-asphalt
Kompakt-asphalt
Seitenansicht
Draufsicht
SchäferConsult
Einbau BAB A 31 - Bauwerksübergang
SchäferConsult
Einbaukonzept BAB A 31 - Aufweitungen
2 cm SMA 0/8 S
10 cm Binder 0/22 S
3 cm SMA 0/8 S
9 cm Binder 0/22 S
3,95
ca. 9,90 ca. 2,60
Markierung
2:1 2:1
Nahtausbildung gem. M SNAR
2 cm SMA 0/8 S
10 cm Binder 0/22 S
3 cm SMA 0/8 S
9 cm Binder 0/22 S
3,95
ca. 9,90 ca. 2,60
Markierung
2:1 2:1
Nahtausbildung gem. M SNAR
bei Fahrbahnbreiten 11,50 m Standstreifen konventionell einbauen
SchäferConsult
Einbaukonzept BAB A 31 - Aufweitungen
2 cm SMA 0/8 S
10 cm Binder 0/22 S
3 cm SMA 0/8 S
9 cm Binder 0/22 S
3,95
ca. 9,90 ca. 2,60
Markierung
2:1 2:1
Nahtausbildung gem. M SNAR
2 cm SMA 0/8 S
10 cm Binder 0/22 S
3 cm SMA 0/8 S
9 cm Binder 0/22 S
3,95
ca. 9,90 ca. 2,60
Markierung
2:1 2:1
Nahtausbildung gem. M SNAR1. Vorlegen des Asphaltbinders -
Standstreifen
SchäferConsult
Einbaukonzept BAB A 31 - Aufweitungen
2 cm SMA 0/8 S
10 cm Binder 0/22 S
3 cm SMA 0/8 S
9 cm Binder 0/22 S
3,95
ca. 9,90 ca. 2,60
Markierung
2:1 2:1
Nahtausbildung gem. M SNAR
2 cm SMA 0/8 S
10 cm Binder 0/22 S
3 cm SMA 0/8 S
9 cm Binder 0/22 S
3,95
ca. 9,90 ca. 2,60
Markierung
2:1 2:1
Nahtausbildung gem. M SNAR1. Vorlegen des Asphaltbinders -
Standstreifen
2. Einbau Kompaktasphalt - Hauptfahrbahn
SchäferConsult
Einbaukonzept BAB A 31 - Aufweitungen
2 cm SMA 0/8 S
10 cm Binder 0/22 S
3 cm SMA 0/8 S
9 cm Binder 0/22 S
3,95
ca. 9,90 ca. 2,60
Markierung
2:1 2:1
Nahtausbildung gem. M SNAR
2 cm SMA 0/8 S
10 cm Binder 0/22 S
3 cm SMA 0/8 S
9 cm Binder 0/22 S
3,95
ca. 9,90 ca. 2,60
Markierung
2:1 2:1
Nahtausbildung gem. M SNAR1. Vorlegen des Asphaltbinders -
Standstreifen
2. Einbau Kompaktasphalt - Hauptfahrbahn
3. Einbau der Deckschicht - Standstreifen
SchäferConsult
Bewertung der Entwicklung
• seit 2006 FGSV AK 7.3.5 Kompaktasphalt
• 59 Strecken in Deutschland 1995 - 2005 mit insgesamt 2,89 Mio. m² ausgewertet
• 79 % Einbau mit Kompaktmodulfertiger
• 13 % Einbau mit 2 Fertigern
• 5 % Einbau „heiß auf warm“ mit 2 Fertigern
• Kompaktmodulfertiger höhere Einbaugenauigkeit
• Merkblatt wird fortgeschrieben
SchäferConsult
Luft4,23 6,99 5,78 5,45
Prinzip-darstellung
Verdichtungsgrad
Füller
Sand
Splitt
Bitumen
SMA 0/11 SK = 99,00% untere Lage
15,74 10,59 8,78 8,91
80,19 82,42 85,44 85,64
Min
eral
s tof
fe
ABi 0/22 SK = 99,75%
AT CS 0/32 K = 100,87%
AT CS 0/32
K = 100,88%
Volumenverhältnisse BAB A 2
SchäferConsult
Volumenverhältnisse BAB A 31
6,13 4,49
SMA 0/8 S ABi 0/22 S AT CS 0/32,
K = 99,51% K = 102,18% K = 101,64%
80,69 84,57 86,40
3,04
9,11 9,30 16,27
Luft
Füller
Sand
Splitt
Bitumen
Min
eral
s tof
fe
Prinzip-darstellung
Verdichtungsgrad
SchäferConsult
97
98
99
100
101
102
103
104
Ve
rdic
htu
ng
[%
]
mittlere Verdichtung
99,51 %
98,5 %
100,5 %
102,18 %
101,1 %
103,7 %
Asphalt-deckschicht
Asphalt-binderschicht
99,00 %
99,75 %
BAB A 2
Verdichtungsgrade BAB A 31 – BAB A 2
SchäferConsult
Bohrkerne aus dem Querprofil an der Station 155+150, Richtungsfahrbahn Emden
Asphalttragschicht
Querprofil Kompaktasphalt BAB A 31
Asphaltbinderschicht: 9,5 bis 10,00 cm, im Mittel 9,9 cm
Asphaltdeckschicht: 2,2 bis 2,4 cm, im Mittel 2,3 cm
SchäferConsult
Kontrollprüfungsergebnisse BAB A 31
SchäferConsult
Umsetzung in ZTV Asphalt-StB 07
• Eine Kompakte Asphaltbefestigung „Heiß aufHeiß“ besteht aus aus einer Asphaltdeckschichtund einer Asphaltbinderschicht, die unmittelbarhintereinander eingebaut werden.
• Die Verdichtung beider Schichten erfolgt dabei ineinem Arbeitsgang.
• Kompakte Asphaltbefestigungen bestehen aus einer Asphaltdeckschicht aus Splittmastixasphalt und einer Asphaltbinderschicht.
SchäferConsult
Umsetzung in ZTV Asphalt-StB 07
• Es werden erhöhte Anforderungen an dieEbenheit der Unterlage gestellt (6 mm / 4 m)
• Beim Herstellen von Kompakten Asphaltbefestigungen„Heiß auf Heiß“ ist die untere Schicht nicht zu befahren
• Verdichtungsgrad in der Asphaltdeck- und in der Asphaltbinderschicht mindestens 99 %
• Einbau nur bei mindestens 0 °C Lufttemperatur
SchäferConsult
Weitere Entwicklung ab 2006: InlinePave
SchäferConsult
Weitere Entwicklung ab 2006: InlinePave
LKW Beschicker Fertiger untere Schichtmit Übergabemodul
Fertiger obere Schicht,fährt auf unterer Schicht
SchäferConsult
Weitere Entwicklung: InlinePave - Variante
Asymmetrischer Einbau
SchäferConsult
Einbau InlinePave: B 6 Bremen (2008)
SchäferConsult
Einbau InlinePave: B 6 Bremen (2008)
SchäferConsult
11,50 m
8,50 m
Einbau InlinePave: B 6 Bremen (2008)
SchäferConsult
Einbau InlinePave: B 6 Bremen (2008)
SchäferConsult
Einbau InlinePave: B 6 Bremen (2008)
SchäferConsult
Einbau InlinePave: B 6 Bremen (2008)
SchäferConsult
Einbau InlinePave: B 6 Bremen (2008)
SchäferConsult
Einbau InlinePave: B 6 Bremen (2008)
SchäferConsult
Merkblattfür den Bau
kompakter Asphaltbefestigungen
M KA
Ausgabe 2009
- zur Zeit Entwurf -
Forschungsgesellschaft für Straßen und Verkehrswesen
Arbeitsgruppe Asphaltbauweisen
SchäferConsult
Inhalte des neuen M KA
• Zusätzliche Hinweise zur Herstellung vonKompakten Asphaltbefestigungen
• Einbau und Verdichtung
• Herstellung von Anschlüssen
• Besonderheiten in der Nahtausbildung
• Einbauverfahren „Heiß auf Heiß“
• Besonderheiten Kompaktmodulfertiger
• Besonderheiten „Inline Pave“
• Einbauverfahren „Heiß auf Warm“
SchäferConsult
Bauwerksanschluss Variante 1 der Tabelle 1
KompakteAsphaltbefestigung
KompakteAsphalt-befestigung
Asphalt-binderschicht
Asphaltdeckschicht
Brückenbauwerk
Asphalttragschicht Asphalttragschicht
Arbeitsschritt 3
Arbeitsschritt 2
Arbeitsschritt 1
Arbeitsschritt 5 4,0 cm8,0 cmSeitenansicht
Einbaurichtung
Asphaltdeckschicht
Arbeitsschritt 4
KompakteAsphaltbefestigung
KompakteAsphalt-befestigung
Asphalt-binderschicht
ca 12 bis 20 m
Draufsicht
Brückenbauwerk
12,0 cm
SchäferConsult
KompakteAsphaltbefestigung
Asphaltdeckschicht
Brückenbauwerk
Asphalttragschicht Asphalttragschicht
Arbeitsschritt 3
Arbeitsschritt 1
Arbeitsschritt 2 4,0 cmSeitenansicht
Einbaurichtung
Asphaltdeckschicht
KompakteAsphaltbefestigung
Draufsicht
Brückenbauwerk
12,0 cm
KompakteAsphaltbefestigung
KompakteAsphaltbefestigung
Bauwerksanschluss Variante 2 der Tabelle 1
SchäferConsult
Kompaktasphalt BAB 1 A-Modell
SchäferConsult
Nahtausbildung Kompaktasphalt
2,0 cm
10,0 cm
Fuge: Breite 10 mm, Tiefe = Dicke der Asphalt- deckschicht
2. Einbaubahn1. Einbaubahn
1. Einbaubahn 2. Einbaubahn
2,0 cm
10,0 cm
> 10,0 cm
1.
„heiß an heiß“
2.
„heiß an kalt“
SchäferConsult
Nahtausbildung Kompaktasphalt A 1
Einbaubreite,B = 4,75 m
2 cm SMA 0/8 S, PmB 25 A10 cm ABi 0/22 S, PmB 25 A, 40 M.-% AG
SchäferConsult
Nahtausbildung Kompaktasphalt
SchäferConsult
Nahtausbildung Kompaktasphalt
Einbaubreite,B = 9,75 m
SchäferConsult
Nahtausbildung Kompaktasphalt
SchäferConsult
Nahtausbildung Kompaktasphalt
SchäferConsult
Nahtausbildung Kompaktasphalt
SchäferConsult
Nahtausbildung Kompaktasphalt
SchäferConsult
Nahtausbildung Kompaktasphalt