27.10.2014

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Innovative Bauweisen

- Licht und Schatten -

Erfahrungen bei aktuellen Bauvorhaben

Hermann LammenZentrallabor Oevermann

VSVI Veranstaltung Berlin15.10.2014

Sitz der Hauptverwaltung:

Zahl der Beschäftigten:

Unternehmensweiter Umsatz :

Geschäftsbereiche:

Zertifikate:

Hauptverwaltung MünsterHeijmans Oevermann GmbH

ca. 1.000

ca. 300 Mio. €

Oevermann Hochbau GmbHOevermann Verkehrswegebau GmbHCMG Gesellschaft für Baulogistik GmbH

QualitätsmanagementDIN EN ISO 9001

ArbeitsschutzOHSAS 18001

Präqualifikation Zertifizierung Bau

Heijmans Oevermann GmbH

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Standorte Hochbau

Standorte Verkehrswegebau

Standorte Oevermann

� Einleitung

� Neue Bauweisen und -verfahren aktueller Baumaßnahmen• LOA D• PMA• ZWOPA/OPA Verwindungsbereiche• OPA • SMA La

� Probefelder und erforderliche Prüfungen

� Zusammenfassung

Inhalt

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� Was sind bekannte Bauweisen und -verfahren?

• Bauweisen der ZTV Asphalt-StB 07/13, ZTV BEA-StB 09/13 (R1)− Gelten als Allgemein anerkannte Regeln der Technik

• In sich geschlossenes Regelwerk aus ZTV, TL, TP, VOB − Vertraglich ohne Ergänzungen anwendbar− Evtl. durch ARS ergänzt

• Beispiele: - Neubau: AC D auf AC B und AC T nach ZTV Asphalt- Bauliche Erhaltung: AC D auf Profilausgleich

Einleitung

� Was sind neue/innovative Bauweisen und -verfahren?

• Bauweisen nach den Veröffentlichungen der FGSV− Merkblätter, Empfehlungen (R2) – Stand von Wissenschaft und Technik− Veröffentlichungen (W1) – Stand des Wissens, in der FGSV

abgestimmt− Arbeitspapiere (W2) – Informations- und Arbeitshilfen

Auffassung eines einzelnen Gremiums− Vertraglich nicht ohne Ergänzungen anwendbar

• Beispiele: - Merkblatt Kompaktasphalt Bauweise Heiß auf Warm (M KA 2011)

- Gummimodifizierte Bindemittel (E GmBA)- Asphalteinlagen (AP 69/2)

Einleitung

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� Neue / innovative Bauweisen für Deckschichten?

− Innovativer Straßenbauverwaltungen− Innovativer Straßenbauverwaltungen in Zusammenarbeit mit Hochschulen− Innovativer Bauunternehmen

• Beispiele: - LOA D, SMA La (R2, August 2014)

- PMA (AP Entwurf 17.09.2014)

Einleitung

Einleitung

� Neue Verfahren bei Deckschichten:Häufig lärmmindernde Beläge• PMA Porous Mastix Asphalt • SMA La Splittmastixasphalt Lärmarm• LOA D Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

• PA Offenporige Beläge in besonderen Anwendungsfällen

� Mögliche Einteilung• Dicke, offenporige Deckschichten • Dünne, halboffene Deckschichten

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Einleitung

� Dicke, offenporige Deckschichten PA, ZWOPA• Untereinander zugängliche Hohlräume• Schallabsorbierend und wasserabführend• Anforderungen an fertige Schicht, z. B.

− Mindestverdichtungsgrad − Hohlraumgehaltsspanne

� Dünne, halboffene Deckschichten • Textur aus Plateau mit Schluchten• Reduzierung, z. B. der Reifengeräusche• Anforderungen an fertige Schicht, z. B.

− Gestaltungsfaktor der Oberfläche− Mindestverdichtungsgrad − Hohlraumgehaltsspanne

PA 8

PA 16

Abd.

Neue Bauweisen und -verfahren aktueller Baumaßnahmen

Aus der Sichtweise einer Einbaufirma

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LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

LOA D

2009 …

… 2013

LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

� Hinweise zur Umsetzung 13.12.2012• 2 bis 2,5 cm Dicke • Sinnvoll ab Geschwindigkeiten von > 30 km/h• Gesteinskörnung

− LeiStra 3: fG Fließkoeffizient ECS < 30 s, dann ∆ H 2 Vol.-%, höhere Dauerhaftigkeit

• Bindemittel− Thermoplastisch modifiziert 25/55-55 C− Elastomermodifiziert 25/55-55 A, 40/100-65 A− Viskositätsveränderte Bindemittel oder Zusätze als Einbauhilfe

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LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

� Hinweise zur Umsetzung 13.12.2012• Hochstandfester Binder AC 16 B-HSF• Unterlage mindestens 10°C

• Erhöhte Anlieferungstemperaturen• Bohle ohne Vibration, Walzen mit statisch hohen Linienlasten• Beschicker wenn möglich (!)• Handeinbau auf ein Minimum reduzieren• Ausblick:

LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

Bauvertrag Sommer 2012Innerstädtische Straße

2,5 cm LOA 5 D mit RmB R 35/70-555,5 cm AC 16 BS stetig gestuft RmB R 20/60-55

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LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

Bauvertrag Sommer 2012

Abweichungen zu Hinweisen RUB 13.12.2012• Gummimodifizierte Bitumen bei Bewährung• Bindemittelvolumen 1,5 % erhöht• Sand ECS < 30• Mischgut Hohlraumgehalt Vmin 3,0 Vol.-%• Mischgut Hohlraumgehalt Vmax 4,0 Vol.-%• MTD ist anzugeben • Fertige Schicht Hohlraumgehalt 3 – 6 Vol.-%

Einbau

LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

Geeignete Maßnahme?

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LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

2. Probefeld

2. Probefeld

LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

Bauausführung

Schlechtanteil 70 % Schlechtanteil 50 %

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LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

Winter 2012/2013, Alter ½ Jahr

LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

Winter 2012/2013, Alter ½ Jahr

?

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Frühzeitige Verdichtung

LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

Nach dem Einbau

Objekt aus 2009

Ausführungsproblem: Unter Verkehr

Schäden nach 2 Jahren

LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

Schäden nach 2 Jahren

Objekt aus 2009

Ferner: Durchschlagende Nähte

Mittlerweile Totalschaden

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LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

� Ausgabe März 2014− Auswertung von über 70 Literaturstellen− Belag wurde häufig aus Gründen des

Lärmschutzes innerorts eingebaut

Auszug - Einbau auf noch warmen Binder (?)- Hohlraumgehalt 5 bis 7 Vol.-% (?)

Auch: SMA La, OPA, Zwopa, PMA, DSH-V

LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

� Keine besondere Entwässerung

� Ebenheit der Unterlage 4 mm

� Binder evtl. nach H AL Bi

� Keine explizite Anforderung ECS

� Unterlage mindestens 8°C

� Richtwerte fertige Schicht

� Regional erfolgreich

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LOA D - Lärmoptimierte Asphaltdeckschicht

� Keine besondere Entwässerung

� Ebenheit der Unterlage 4 mm

� Binder evtl. nach H AL Bi

� Keine explizite Anforderung ECS

� Unterlage mindestens 8°C

� Richtwerte fertige Schicht

� Regional erfolgreich

Hinweise- Empfehlungen E LA D 2012 beachten -- Führt die neueste Optimierung zu einer höheren Dauerhaftigkeit?- Geeignete Objekte aussuchen - kein Handeinbau!- Wiederholung von Probefeldern mit entsprechender Zeit ermöglichen! - Randbedingungen der Schichtdicken bei der Bewertung betrachten!

PMA - Porous Mastix Asphalt

PMA

2009…

…2014

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� Weiterentwickelter Gussasphalt mit offenporiger Oberflächenstruktur • Entwurf AP PMA (Ziel: W2 ?)

� Zusammensetzung• niedrigviskoses Bindemittel, • Gesteinskörnung 2/5• Feinsand < 1 mm• Kalksteinfüller

� Der feinkörnige, bindemittelreiche Mörtel setzt sich in den Hohlräumen des Gerüstes der groben Gesteinskörnungen während des Einbauvorganges ab.

� Oberflächentextur wird durch die grobe Gesteinskörnung gebildet

� Einbautemperatur 180 bis 200°C

� Einbau i.d.R. mit Straßenfertiger

PMA - Porous Mastix Asphalt

PMA - Porous Mastix Asphalt

Porenverteilung

Oberfläche

Quelle: Jannicke

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PMA - Porous Mastix Asphalt

Baumaßnahme 2011

Arbeitsvorbereitung

PMA - Porous Mastix Asphalt

Probenahme Mischgut

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Nahtherstellung, Fugenausbildung

PMA - Porous Mastix Asphalt

Gleichmäßige Oberfläche

PMA - Porous Mastix Asphalt

Positive Einbaubeispiele

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PMA

Ansammlung und Absinken des Mörtels

ungeeignetes Mischgut/zu langer Transport/falsche Temperatur? 1. 2.

3. 4.

PMA - Porous Mastix Asphalt

Ansammlung und Absinken des Mörtels – ungeeignetes Mischgut/Transport/Temperatur ?

Abstreuen ?

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PMA - Porous Mastix Asphalt

Bindemittelanreicherungen/Porigkeit

Bachelorarbeit FH Münster Koettendorf

PMA - Porous Mastix Asphalt

Handeinbau

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PMA - Porous Mastix Asphalt

Wie geht es richtig?� Sorgfältigste Bauablaufplanung� Genaue Beobachtung und Dokumentation

des Einbaus � Fertiger

− Vibration aus, Tamper minimal− Kein Stillstand

� Kein Walzmaß

PMA - Porous Mastix Asphalt

Versuchsstecke 90.000 m²A 553 Brühl

EinbautechnikVerschiedene Beschicker, Einbaugeschwindigkeiten, Thermofahrzeug

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PMA - Porous Mastix Asphalt

Einbaudokumentationu.a. Videoaufzeichnung

PMA - Porous Mastix Asphalt

A 3 Lohmar 20133 Probefelder - Gussasphaltkocher - mod. MPK20 - Probe körper WSV - Füller ?

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PMA - Porous Mastix Asphalt

A 3 Lohmar 2013

Lärmminderung identisch

Diskussionsbedarf

PMA - Porous Mastix Asphalt

� …

� Probenahme für Mischgutzusammensetzung

� Probenahme für Mischgutzusammensetzung fertiger Schicht

� Qualitätssicherung beim Einbau (Temperatur, Kerne etc.)

� Verantwortlichkeiten Lieferant/Einbauer

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ZWOPA – u. a. Verwindungsbereich

Zwopa

2006…

… 2013

ZWOPA - Rückblick2006

ZWOPA Heiß auf Kalt

250.000 m²

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ZWOPA - Rückblick

Fertige r 1 Fertige r 2

1 2 3 4

5 6 7 8

3 2 2 2

.

.

.

.

2 2 2 3

E in fahrt

Anzah l der Ü bergän geStatis che V erd ich tung , ge ringer Hundegang5 km /hW alz feld länge zunächs t ca. 30 m

A usfahrt

Untere SchichtWalzschema

ZWOPA - Rückblick

Fertiger 1 Fertiger 2

1 2 3 4

5 6 7 8

8 7.

.

.

Einfahrt

Anzahl der ÜbergängeStatische Verdich tung, ger inger Hundegang5 km/hW alzfeldlänge zunächst ca. 60 m

Ausfahrt

Obere SchichtWalzschema

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ZWOPA - Verwindungsbereich

Bachelorarbeit FH Münster Ruthenstroth

A 43 Marl

ZWOPA - Verwindungsbereich

Konstruktion

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ZWOPA - Verwindungsbereich

Abdichtungsebene MA

Abstreuung ?

Untere Schicht

ZWOPA – Verwindungsbereich

Obere Schicht Anschluss an Rinne

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ZWOPA – Verwindungsbereiche A 43

36 Sekunden

Funktionstest

ZWOPA – Verwindungsbereiche A 43

Ungünstige Randbedingungen

Brücken-tafel

Hat der Planer auch über den Einbau nachgedacht?

?

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ZWOPA – Verwindungsbereiche

ZWOPA – Verwindungsbereiche

Tendenziell negative Erfahrungen zur

Dauerhaftigkeit bis zum Totalschaden

bei häufigem Winterräumdienst

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� PA-Mischgut• Schwierige Herstellung in

Kleinmengen

� PA-Einbau• In Kleinflächen besonders

anspruchsvoll

� PA-Beläge• Besonders anfällig gegen

mechanische Beschädigungen• Besonders anfällig in

Kurvenbereichen• Besonders anfällig hinter

Unebenheiten (Erhaltung)• Erneuerung besonders kritisch

ZWOPA – Verwindungsbereich

� Merkblatt M OPA 2013• Chancen und Risiken

OPA -

� PA-Mischgut• Schwierige Herstellung in

Kleinmengen

� PA-Einbau• In Kleinflächen besonders

anspruchsvoll

� PA-Beläge• Besonders anfällig gegen

mechanische Beschädigungen• Besonders anfällig in

Kurvenbereichen• Besonders anfällig hinter

Unebenheiten (Erhaltung)• Erneuerung besonders kritisch

ZWOPA – Verwindungsbereich

� Merkblatt M OPA 2013• Chancen und Risiken

OPA -

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SMA La

SMA La

2010…

…2012

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SMA LaSMA La

Ablaufplan Probefeld

SMA La

Verschiedene Walzschemen

SMA-Walz-

schema

OPAWalz-

schema

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SMA La

Planung und Ausführung des Probefeldes

SMA LaBeobachtung beim Einbau

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SMA La

Beobachtung beim Einbau

SMA La

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

0 2 4 6 8 10 12

Hohlraumgehalt fertige Schicht

SMA-Schema

OPA-Schema

Linear (SMA-Schema)

Linear (OPA-Schema)

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SMA La

Einbau anspruchsvoll

PrüfungenPrüfungen nach ZTV Asphalt bekannte Bauweisen � 4 Mischgutteilproben je Entnahmestelle

• Kontrollprüfung• Rückstellprobe• Einbauer• Lieferant

� 2 Teilproben Bohrkerne (2 bis 4 Kerne)• Kontrollprüfung• Einbauer

� ZTV Asphalt -StB

Mischguteimer Bohrkern

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Prüfungen Prüfungen bei unbekannten Bauweisen

� bis zum 3. LKW ändert sich häufig die Temperatur

� die Prüfgrundsätze bleiben erhalten� aber andere Probeköperhöhen,

Begrenzungsflächen � je Walzübergangszahl mind. 2 Kerne � Wiederholung im Probefeld � Mischgutuntersuchungen� …

� 2 Wochen Bearbeitungszeit

� 10.000 bis 20.000 €

Mischguteimer Bohrkern

Schichtdickenbewertung

� Bekannte Bauweisen – geregelte Vorgehensweisen• aber Hintergründe nicht allen (Planer – Ausschreiber – Lieferant - Einbauer – Laboren… ) bekannt

� Vielzahl neuer Bauweisen – häufig lärmmindernd • LOA D, PMA, SMA La, OPA Verwindungsbereich , OPA …• Mischgutlieferant

− Problematik der Erstprüfung− aber bekannte Baustoffe, Laborversuche

• Einbauer− kaum Laborerprobung möglich− Probefelder – viel Erfahrung erforderlich− Walzmaße - Schichtstärken

• Vergleichbarkeit der Prüfergebnisse nicht immer geben− Wiederhol- und Vergleichbarkeit

• Planer berücksichtigt gelegentlich nicht die Einbaubarkeit• Hohe Risikoverlagerung an die AN

� Innovationen werden begrüßt

� Partnerschaftlicher Umgang – Fachkompetenz auf allen Seiten erforderlich

Zusammenfassung

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Heijmans Oevermann GmbH

Robert-Bosch-Straße 7 – 948153 MünsterFon +49 251 7601-0Fax +49 251 7601-345

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