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© Bayerische Asphalt-Mischwerke

Zusätze zu AsphaltMöglichkeiten und Grenzen

Regenstaufer Asphalt- und Straßenbau-Seminar 2009 | Dipl. Ing. Horst Gerhard


Themen

1. „Reinheitsgebot“ für Asphalt

2. Erstrebenswerte Asphalteigenschaften

3. Verbesserungspotenzial

4. Sinnvoller Einsatz

5. Bewertung


Das „Reinheitsgebot“ für Asphalt

TL Asphalt-StB 071.3 Begriffsbestimmungen

Asphaltmischgut:Gemisch aus Füller, feinen und groben Gesteinskörnungen sowie Bitumen

als Bindemittel. Gegebenenfalls können Zusätze enthalten sein.


Zusatz zu Asphalt

TL Asphalt-StB 07

1.3 BegriffsbestimmungenZusätzeBestandteil, der dem Bindemittel oder dem Asphaltmischgut in geringen

Mengen zugegeben werden kann, um die Eigenschaften des Asphaltmischgutes zu verbessern.

2. Anforderungen an Baustoffe2.3 ZusätzeEs dürfen nur Zusätze zum Asphaltmischgut verwendet werden, über deren

Anwendung nachweislich ausreichende positive Erfahrungen vorliegen. Die Art und Eigenschaften der Zusätze müssen deklariert werden.


Zusätze entsprechend TL Asphalt-StB 07

Abs. 3.1.2Stabilisierender Zusatz als Bindemittelträger

bei SMA und PA

Anforderung:Der stabilisierende Zusatz muss genau dosiert oder in genau verwogenen

Einheiten (Gebinden) der Mischung zugegeben werden. Es sind nur solche Bindemittelträger einzusetzen, die homogen angeliefert werden und ihre Homogenität auch bei ihrer Handhabung nicht verlieren.

Fazit:Unbedingt erforderliche Zusätze, meist werden Cellulosefasern verwendet


Lose Cellulosefasern


Cellulose als Pellets


Zugabetechnik für Pellets


Zusätze entsprechend TL Asphalt-StB 07

Abs. 3.2.6 GussasphaltViskositätsveränderte Bindemittel oder viskositätsverändernde Zusätze

zur Reduzierung der Herstell- und Verarbeitungstemperatur(max. zul. Temperatur bei Gussasphalt = 230 °C)

Fazit:Unbedingt erforderlich zur Temperaturabsenkung, aber mehrere Typen von

Zusätzen möglich


Gussasphalteinbau mit B 30/45 (ohne Zusatz)


Gussasphalteinbau auf der BAB A 8GA 0/8 S B 20/30 NV in 2008


Gussasphalteinbau auf der BAB A 8GA 0/8 S B 20/30 NV in 2008


GussasphalteinbauAbstreuung 1/3 mm


GussasphalteinbauTemperatur < 230 °C


Erstrebenswerte Asphalteigenschaften

DauerhaftigkeitLanglebigkeitVerformungsbeständigkeitWärmestandfestigkeitKältebeständigkeit



Sicherheit für den NutzerGriffigkeitHelligkeitReflexionsvermögen



EinbauverbesserungTemperaturabsenkungViskositätsminderung


Mögliches Verbesserungspotenzial

Dauerhaftigkeit

Einsatz standfesterer Asphaltsorten verbunden mit entsprechenderKorngrößenverteilung und härterer/modifizierter Bindemittel> in TL Asphalt-StB 07 AC B fast nur noch mit Polymerbitumen, ebenso AC D und SMA, aber auch MA

Dickere Bindemittelfilme zur besseren Verklebung> Einsatz von Bindemittelträgern

Verbesserung der Haftung zwischen Gestein und Bindemittel> Einsatz von Haftverbesserer, teilweise schon über den Einsatz von PmB gewährleistet


Sinnvoller Einsatz von Zusätzen

Dauerhaftigkeit / Verwendung von modifizierten Bindemitteln und/oder modifizierten Asphalten

Meist werden Polymerbitumen eingesetzt, die als Fertigprodukt direkt vom Bitumenhersteller bezogen werden.Vorteil: Garantie und Spezifikation vom HerstellerNachteil: Lagerstabilität bei längerer Tanklagerung unzureichend

Anzahl der notwendigen Tanks an der Mischanlage

Alternative> Modifizierung des Bindemittels an der Mischanlage> Zugabe von Polymerkomponenten direkt in den MischerVorteil: Es wird nur soviel modifiziert, wie benötigt wirdNachteil: Nachweis der Wirksamkeit schwer



Dauerhaftigkeit / Verwendung von modifizierten Asphalten

Polybilt ist ein Ethylen/Vinylacetat (EVA)-Polymer, dass bei der Herstellung von Asphalt als Granulat zugegeben wird. Die Eigenschaften des Asphalts werden dadurch deutlich verbessert, insbesondere im Hinblick auf das Verformungsverhalten.Rieselfähiger Granulat, das direkt in den Mischer zugegeben werden kann.Erhöhung EP RuK bei niedrigerer PenVerbesserte Adhäsion und Kohäsion




Lucobit 1210A ist ein granulierter thermoplastischer Kunststoff, der aus einer Mischung hochwertiger Polyethylen-Copolymere mit speziellem Bitumen (ECB) besteht. Dabei wird das typenreine Bitumen in eine Polymermatrix eingelagert.




Einsatz von Naturasphalt, Trinidad Asphaltbei MA als Trinidad Epurébei SMA, AC D und AC B als NAF 501



Dauerhaftigkeit / Verwendung von Haftverbesserern

Je nach Gesteinsart kann es sinnvoll sein, die Haftung zwischen Bitumen und Gestein mittels Zusatz zu verbessern.

Zugabe immer in das Bindemittel, ab Lieferwerk oder an der MischanlageDirektzugabe in den Mischer nur als Pellet




Zugabe in Bitumen

Gute Wirkung

Lagerstabilität begrenzt, dann Abnahme der Wirkung




TEGO® Addibit F4 HBFlaky emulsifier for cationic bitumen emulsions,

highly temperature stable.

Tradename & Description

Overview | Additives for Asphalt and Bitumen

Goldschmidt Industrial Specialties is a technology leader in multifunctional high performing bitumen additives and asphalt additives in paving and construction applications. Our product range includes: •Adhesion promoters for hot-mix asphalt •Emulsifiers for cationic and anionic emulsions •Thickeners for anionic emulsions•Antifoams for anionic emulsions (building protection) •Foam stabilizers for foamed bitumen




Einsatz von Kalkhydrat als FüllerDer Haftverbund zwischen Mineralstoffen und den eingesetzten Bindemitteln kann durch Einwirkung von Wasser auf den Asphalt geschwächt werden. Die Zugabe von nur 2 % Kalkhydrat reduziert die Quellung und Zugfestigkeitsverlust eines Asphaltbetons um runde 50 %. Die Stabilität der Asphaltdecke wird erhöht, Spurrinnenbildung deutlich gesenkt. Der Einsatz von Kalkhydrat im Asphalt führt somit nachweislich zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Straßenbelags und damit zu einer Verringerung von kostenintensiven Straßenbaustellen.


Kalkhydrat / SR 28 Obermiethnach / 2006



Dauerhaftigkeit / Dickere Bindemittelfilme

Einsatz von Bindemittelträgern:

Faserstoffe, CellulosefasernGummigranulate bei speziellen Anwendungen wie PA


Einbau PA


Mögliches Verbesserungspotenzial

Sicherheit für den NutzerErhöhung der Standfestigkeit, um Verformungen zu vermeiden

Einsatz polierresistenter Gesteine > in ZTV Asphalt geregelt

Helligkeit und Reflexionsvermögen der Deckschichten verbessern

Einbauverbesserung

Einsatz viskositätsveränderter Bindemittel oder viskosistätsverändernderZusätze


Griffigkeitsmängel


Helligkeit



Leiter des Arbeitskreises Temperaturabsenkung:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Radenberg, Bochum

Inhalt:Anwendung, Baugrundsätze, Baustoffe, Ausführung, Prüfungen

Verwendung von viskositätsverändertenBindemitteln oder organischen Zusätze

Verwendung von viskositätsveränderndenmineralischen Zusätzen

Abnahme, Mängelanspruch, Abrechnung



Einbauverbesserung / Anorganische Zusätze / Zeolith

Beschreibung:Pulver, synthetisches Aluminium Silikat (Zeolith),Wasser ist in der Molekülstruktur gebunden undentweicht bei 100 °C. Bsp. aspha-min

Zugabe:Direkt in den Mischer (Sackware oder in Big Bags), 0,3 % auf Gesamtmenge

Wirkung:Das gebundene Wasser wird freigesetzt und entwickelt sich zu Dampf, der sich mit dem

Bitumen verbindet. Dadurch wird die Viskosität der Asphaltmischung vermindert, wodurch diese mit 30 °C niedrigeren Temperaturen hergestellt und verarbeitet werden kann.

Die Wirkung lässt nach, wenn das Wasser aufgebraucht ist. Keine Veränderungen der Bitumen-bzw. Mischguteigenschaften im eingebauten Zustand.



Einbauverbesserung / Organische Zusätze / Sasobit

Beschreibung:Pellets, schmelzbar bei ca. 60 °C, langkettige Kohlenwasserstoffe, Fischer-Tropsch-Wachs.

Hersteller: Sasol

Zugabe:Direkt in den Mischer (Sackware oder in Big Bags) bei Gussasphalt, 3 % auf das Bitumen,

besser als Fertigbitumen einsetzen oder an der Mischanlage aufschmelzen und flüssig zudosieren.

Wirkung:Die Viskosität der Asphaltmischung wird vermindert, wodurch diese mit 30 °C niedrigeren

Temperaturen hergestellt und verarbeitet werden kann.Das Bitumen wird hinsichtlich EP RuK deutlich härter.



Einbauverbesserung / Organische Zusätze / Asphaltan B

BeschreibungAsphaltan®B stellt ein spezielles Stoffgemisch dar, welches auf Montanwachs- Inhaltsstoffen

und höhermolekularen teils funktionalisierten Kohlenwasserstoffen basiert. Asphaltan®Bbesitzt einen Erstarrungspunkt von ca. 100°C und löst sich in der Bitumenmatrix leicht homogen auf. Hersteller: Romonta

ZugabeEs ist als Granulat in PE-Säcken zu 25 kg lieferbar und wird in einer Konzentration von 2,0 bis

3,0 Ma.-% (bezogen auf das Bindemittel) eingesetzt. Zugabe direkt in den Mischer.

Wirkung:Die Viskosität der Asphaltmischung wird vermindert, wodurch diese mit 30 °C niedrigeren

Temperaturen hergestellt und verarbeitet werden kann.Das Bitumen wird hinsichtlich EP RuK deutlich härter.



Einbauverbesserung / Bitumen mit Zusätzen

Beschreibung:Viele Bitumenhersteller bieten Fertigbitumen mit entsprechenden Zusätzen zur

Temperaturabsenkung an. Es werden Straßenbaubitumen und Polymerbitumen modifiziert. Die Art der Zusätze ist teilweise bekannt.

Zugabe:Als Bindemittel, Dosierung analog Standard-Bitumen

Wirkung:Je nach Produkt und Additiv sind Temperaturabsenkungen zwischen 20 und 30 °C machbar.



Einbauverbesserung / Kombinierte Zusätze

Beschreibung:Faserstoffpellet mit Zusatz Fischer-Tropsch-WachsBeispiel: Viatop plus CT 40 der Fa. Rettenmaier

Zugabe:Direkt in den Mischer, Dosierung ca. 0,5 %; Vorteil: jede einzelne Charge kann mit

temperaturabsenkenden Zusätzen versehen werden

Wirkung:Temperaturabsenkung analog Sasobit machbar, 20 – 30 °CDas Bitumen wird beim EP RuK härter.


Erfahrungssammlung der BASt


Deckenerneuerung auf dem Fernpass








Flughafen München Terminal 2 in 2002


Petueltunnel in München in 2002


Handelsübliche Zusätze*

• Bindemittelträger in Form von Cellulosefasern der Fa. Rettenmeier oder CFF

• Naturasphalte wie Trinidad Epuré• Wachse wie z.B. Sasobit, Romonta B, Licomont BS 100• Polymere wie z.B. Lucobit, Polybilt• Gummigranulate, wie z.B. CTS, tecRoad, Road+• Zeolith wie z.B. aspha-min• Kalkhydrat und Mischfüller

* Ohne Anspruch auf Vollständigkeit


Kosten der Zusätze

Mehrkosten Asphaltmischgut

TemperaturabsenkungSasobit: ca. 4-8 €/tAspha min: ca. 3-6 €/t

HaftverbesserungAkzo Wetfix: ca. 0,50-1,00 €/tKalkhydrat: ca. 2-4 €/t


Bewertung

Wirksamkeit:NachweisverfahrenLangzeiterfahrungen

Zugabemöglichkeit:maschinellmanuellDosiergenauigkeitSicherheit

Kosten:Mehrkosten <> Nutzenevtl. sinnvoll, Zusätze auszuschreiben


Bewertung

BauvertragEigenschaften oder Produkte einfordern, Bsp. NTA

Gewährleistung:seitens des Herstellers der Zusätzeseitens des Asphaltherstellers


Folgerungen

Es gibt drei Kategorien von Zusätzen:

1. Unbedingt erforderlichBindemittelträgerviskositätsvermindernde Zusätze

2. SinnvollNaturasphaltHaftverbessererPolymereGummigranulate

3. Schadet (wahrscheinlich) nicht


TEGO® Addibit F4 HBFlaky emulsifier for cationic bitumen emulsions, highly temperature stable.

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