S chäfer C onsult Kompakte Asphaltbefestigungen - Stand des Regelwerkes und weiterer Fortschritt...

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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

[email protected]

VSVI-Hessen: Asphaltstraßentag

20.01.2010 in Friedberg, Hessen

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Inhaltsübersicht

• Hintergrund und Entwicklung

• Bautechnische Zusammenhänge

• Umsetzung in den ZTV Asphalt-StB 07

• Weiterer Fortschritt

• Zusammenfassung und Ausblick

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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]

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Anforderungen an Deckschicht von Verkehrsflächen

• Griffigkeit und Verschleißfestigkeit

• Hohe Verformungsresistenz

• Ebenflächigkeit

• Helligkeit

• Lärmminderung

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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

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Vergleich von Aufbaumöglichkeiten

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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

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Schichtenverbund durch Verzahnung

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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

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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

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Kompakteinbau auf einer Autobahn (1996/97)

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Übersicht des Einbauzuges

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Kompaktmodulfertiger I. Generation (1999)

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Kompaktmodulfertiger I. Generation (1999)

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Merkblatt für den Bau

kompakter Asphaltbefestigungen

M KA

Ausgabe 2001

Forschungsgesellschaft für Straßen und Verkehrswesen

Arbeitsgruppe Asphaltbauweisen

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Schichtdicken für Bauklassen SV, I bis III

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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.-%

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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.-%

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Kompaktmodulfertiger II. Generation (2004)

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Beschickung des Kompaktmodulfertigers

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Einbau Kompaktasphalt II. Generation

11,50 m

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Lückenschluss der Emsland Autobahn

Einbau von

Kompaktasphalt

beim Neubau der

BAB A 31 im

Abschnitt

Los 31.5

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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

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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

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Einbau BAB A 31

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Einbau untere Schicht Einbau obere Schicht

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Einbaubohle - untere Schicht

Einbau-bohle -obere Schicht

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Einbau obere Schicht

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Verdichtung BAB A 31

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Abstumpfungsmaßnahmen BAB A 31

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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

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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

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Einbau BAB A 31 - Bauwerksübergang

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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


bei Fahrbahnbreiten 11,50 m Standstreifen konventionell einbauen

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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


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

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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


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


Standstreifen

2. Einbau Kompaktasphalt - Hauptfahrbahn

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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


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


Standstreifen

2. Einbau Kompaktasphalt - Hauptfahrbahn

3. Einbau der Deckschicht - Standstreifen

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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

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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

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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

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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

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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

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Kontrollprüfungsergebnisse BAB A 31

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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.

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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

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Weitere Entwicklung ab 2006: InlinePave

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Weitere Entwicklung ab 2006: InlinePave

LKW Beschicker Fertiger untere Schichtmit Übergabemodul

Fertiger obere Schicht,fährt auf unterer Schicht

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Weitere Entwicklung: InlinePave - Variante

Asymmetrischer Einbau

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Einbau InlinePave: B 6 Bremen (2008)

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11,50 m

8,50 m


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Merkblattfür den Bau

kompakter Asphaltbefestigungen

M KA

Ausgabe 2009

- zur Zeit Entwurf -

Forschungsgesellschaft für Straßen und Verkehrswesen

Arbeitsgruppe Asphaltbauweisen

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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“

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Bauwerksanschluss Variante 1 der Tabelle 1

KompakteAsphaltbefestigung

KompakteAsphalt-befestigung


Asphaltdeckschicht

Brückenbauwerk

Asphalttragschicht Asphalttragschicht

Arbeitsschritt 3

Arbeitsschritt 2

Arbeitsschritt 1

Arbeitsschritt 5 4,0 cm8,0 cmSeitenansicht

Einbaurichtung

Asphaltdeckschicht

Arbeitsschritt 4


KompakteAsphalt-befestigung


ca 12 bis 20 m

Draufsicht

Brückenbauwerk

12,0 cm

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Asphaltdeckschicht

Brückenbauwerk

Asphalttragschicht Asphalttragschicht

Arbeitsschritt 3

Arbeitsschritt 1

Arbeitsschritt 2 4,0 cmSeitenansicht

Einbaurichtung

Asphaltdeckschicht


Draufsicht

Brückenbauwerk

12,0 cm



Bauwerksanschluss Variante 2 der Tabelle 1

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Kompaktasphalt BAB 1 A-Modell

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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“

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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

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Einbaubreite,B = 9,75 m

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