SMA im kommunalen Bereich · SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 33 Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und Fugen Aufgabe von Nähten, Anschlüssen und Fugen

Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 1

SMA im kommunalen Bereich

Dr.-Ing. Viktor RootZuB Ingenieurgesellschaft für Zuschlag- und Baustofftechnologie mbHwww.zubgmbh.de


Straßennetz in Deutschland

0 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 300.000 350.000 400.000 450.000 500.000

Autobahnen

Bundesstraßen

Landesstraßen

Kreisstraßen

Gemeindestraßen

Gesamtstraßennetz Deutschland: 687.873 km Quelle: Der Elsner 2013

Gemeindestraßen

Kreisstraßen

Bundesstraßen

Autobahnen

Landesstraßen

457.171

91.710

86.474

39.673

12.845

km


ADAC Sonderdruck: Effizienz im kommunalen Straßenbau, 2012


Quelle: www.ksta.de

Image des kommunalen Straßenbaus…


Häufige Schäden…


Mögliche Ursachen Ungeeigneter Unterbau / Untergrund

Fehlende Erkundungsuntersuchungen

Ungeeigneter Asphaltoberbau Fehlehrhafte Planung

Zweckfremder Einsatz des Asphaltmischgutes Planung der Asphaltmischgutart / -sorte für den vorgesehenen

Verwendungszweck

Inhalt (Qualität) der Eignungsnachweise Verantwortung des Auftragnehmers

Tatsächliche Beanspruchung Unterdimensionierung des Straßenoberbaus

Mängel in der Qualität bei der Herstellung Unzureichende / fehlende Qualitätssicherung Mangelnde Straßenerhaltung

Verantwortung des Straßenbaulastträgers


Beanspruchungsanalyse:

Oft besondere Beanspruchungen!!!


Besondere Anforderungen an den Einbau:


Weitere Besonderheiten im kommunalen Straßenbau Frühe Verkehrsfreigabe / freie Mobilität für

Anwohner Aufgrabungen und Einbauten in

Verkehrsflächen Anlagen des ruhenden Verkehrs Höhenanbindung und Zwangspunkte Aufstellflächen vor LSA Verkehrsflächen mit kleinen Kurvenradien /

hohen Schubbeanspruchungen Rad- und Gehwege Anwohner Belange (gestalterische Aspekte /

Elemente)


Autofahrer

Kommunen

Anwohner

Vorhandensein eines verkehrssicheren Straßenzustandes, d.h. die Fahrbahn muss griffig, eben und ohne Schlaglöcher sein!

Hohe Nutzungsdauer zur Vermeidung von BaustellenStaukosten 100 Mrd.€/Jahr bzw. 34 €/h und Person

Minimierung des Erhaltungsaufwandes aufgrund des geringen Erhaltungsbudgets undverantwortungsvoller Verbrauch unserer natürlichen Ressourcen

Leise Straßen Keine Baustellen vor der HaustürFreie Mobilität

Anforderungen an den kommunalen Straßenbau


Die geeignete Asphaltbauweise ermöglicht:

Erhöhte Nutzungsdauer

Geringe Erhaltungskosten

Aufrechterhaltung der Verkehrssicherheit

und der Nutzungskomforts

Weniger Baustellen und des

Baustellenverkehrs

Der Qualität der Planung und der Ausführung der Asphaltbauweise besondere Aufmerksamkeit widmen!


Systematik des Technischen Regelwerks im Asphaltstraßenbau in Deutschland

Quelle: ZTV BEA-StB, Handbuch und Kommentare


Eigenüber-wachungs-prüfungen

Kontroll-prüfungen

Asphaltmischgutherstellen und liefern

Asphaltbefestigungherstellen

ATV(VOB C)

DIN ENbzw.

Umsetzungsdokument

Auftrag-nehmer RAP Stra

TL Asphalt-StB

Erst-prüfung

Werkseigene Produktions-

kontrolle

Überwachung Zertifizierung

Asphaltmischgut-Konzept /

Eigenschaften

ZTV BEA-StBZTV Asphalt-StB

Bauprodukt Bauausführung

Bauvertrag

DIN EN


Straßen mit hoher Belastung Bk100 (über 32 Mio. äq. Achsübergänge) Bk32 (über 10 Mio. bis 32 Mio. äq. Achsübergänge) Bk10 (über 3,2 Mio. bis 10 Mio. äq. Achsübergänge) Bk3,2 (über 1,8 Mio. bis 3,2 Mio. äq. Achsübergänge)

Straßen mit mittlerer bis geringer Belastung Bk1,8 (über 1,0 Mio. bis 1,8 Mio. äq. Achsübergänge) Bk1,0 (über 0,3 Mio. bis 1,0 Mio. äq. Achsübergänge) Bk0,3 (bis 0,3 Mio. äq. Achsübergänge)

Belastungsklassen nach den RStO 12Fortschreibung der RStO 01

15Dr.-Ing. Viktor Root

SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf

Zuordnung gemäß ZTV Asphalt-StBZweckmäßige Asphaltmischgutarten / -sorten in Abhängigkeit von der zu erwartenden Beanspruchung


Hohe Verformungsbeständigkeit

Hohe Verschleißfestigkeit

Dauerhaftigkeit

Gute Rissbeständigkeit bei Kälte und

mechanischer Beanspruchung

Grobkörnige Oberflächentextur

Ausgeprägte Makrorauheit

Warum SMA bei hoher Verkehrsbelastung?



Gestein

Splittskelett

+Mastix

Füller + Sand + Bitumen

Stabilisierender ZusatzBsp. Cellulosefaser

S plittM astixA sphalt

SMA – Grundkonzept und Ausgangsbaustoffe



Splittmastixasphalt – SMA

Mastix-Füller/Bitumen/Faser

grobeGesteinskörnung

feineGesteinskörnung

Asphaltgefüge als Splittgerüst mit Ausfallkörnung



Asphaltbeton – AC

grobeGesteinskörnung

feineGesteinskörnung

Asphaltgefüge als gleichmäßig gestuftes Gesteinskörnungsgemisch



SMA 11 D S AC 11 D S



S M A A C



x m

Stabilität im Splittmastixasphalt



Bezeichnung SMA 11 S(TL Asphalt-StB 07)

SMA 8 S(TL Asphalt-StB 07)

SMA 5 S(ZTV BEA-StB 09)

SMA 8 N(TL Asphalt-StB 07)


Baustoffe

Gesteinskörnungen (Lieferkörnungen)

Anteil gebrochener Kornoberflächen

C100/0; C95/1; C90/1

C100/0; C95/1; C90/1

C100/0; C95/1; C90/1

C90/1 C90/1

Widerstand gegen Zertrümmerung LA20 LA20 LA20 LA20 LA20

Widerstand gegen Polieren

PSVangegeben(51)

PSVangegeben(51)

PSVangegeben(48)

PSVangegeben(48)

PSVangegeben(48)

Mindestanteil feiner Gesteinskörnung mitECS 35 in %

100 100 100 50 50

Kornform von groben Gesteinskörnungen SI20 / FI20 SI20 / FI20 SI20 / FI20 SI20 / FI20 SI20 / FI20

SMA Anforderung gemäß TL Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09 (Gesteinskörnungen)



BezeichnungEinheit SMA 11 S

(TL Asphalt-StB 07)





Zusammensetzung Asphaltmischgut

Gesteinskörnungsgemisch

Siebdurchgang bei

16 mm M.-% 100

11,2 mm M.-% 90 - 100 100 100

8 mm M.-% 50 - 65 90 - 100 100 90 - 100 100

5,6 mm M.-% 35 - 45 35 - 55 90 - 100 35 - 60 90 - 100

2 mm M.-% 20 - 30 20 - 30 30 - 40 20 - 30 30 - 40

0,063 mm M.-% 8 - 12 8 - 12 7 - 12 7 - 12 7 - 12

Mindest-Bindemittelgehalt (Faktor α) Bmin 6,6 Bmin 7,2 Bmin 7,4 Bmin 7,2 Bmin 7,4

Stabilisierender Zusatz M.-% 0,3 - 1,5 0,3 - 1,5 0,3 - 1,5 0,3 - 1,5 0,3 - 1,5

SMA Anforderung gemäß TL Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09 (Zusammensetzng)


„Eine Verbesserung der Lebensdauer kann durch eine Erhöhung des Bitumengehalts im

Asphaltmischgut erzielt werden. » Dickere Bindemittelfilme «

Je mehr Bitumen. . . . . . desto länger die Zeit für Alterung.“

Hirsch, Dr. V., Ripke, Dipl.-Ing. O. – Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), 2008



Bezeichnung SMA 11 S(TL Asphalt-StB 07)





Asphaltmischgut

minimaler Hohlraumgehalt MPK Vmin 2,5 Vmin 2,5 Vmin 2,0 Vmin 1,5 Vmin 1,5

maximaler Hohlraumgehalt MPK Vmax 3,0 Vmax 3,0 Vmax 3,0 Vmax 3,0 Vmax 3,0

Hohlraumfüllungsgrad % ist anzugeben

ist anzugeben

ist anzugeben

ist anzugeben

ist anzugeben

proportionale Spurrinnentiefe % ist anzugeben

ist anzugeben – – –

SMA Anforderung gemäß TL Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09


Schichteigenschaften SMA 11 S(ZTV Asphalt-StB 07)

SMA 8 S(ZTV Asphalt-StB 07)


SMA 8 N(ZTV Asphalt-StB 07)

SMA 5 N(ZTV Asphalt-StB 07)

Einbaudicke cm 3,5 - 4,0 3,5 - 4,0 2,0 – 3,0 2,0 - 3,5 2,0 - 3,0

Einbaumenge kg/m² 85 - 100 85 - 100 30 - 50 50 - 85 50 - 75

Verdichtungsgrad % ≥ 98 ≥ 98 ≥ 98 ≥ 98 ≥ 98

Hohlraumgehalt Vol.-% ≤ 5,0 ≤ 5,0 ≤ 5,0 ≤ 5,0 ≤ 5,0

SMA Anforderung gemäß ZTV Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09


Maßgebliche Einflüsse auf die Qualität und Nutzungsdauer einer Asphaltbefestigung

Dickendimensionierung der Konstruktion

Asphaltmischgutzusammensetzung / -herstellung

Einbau und Verdichtung der einzelnen Asphaltschichten

Temperatur der Unterlage

Tragfähigkeit der Unterlage

Maschineller Einbau – Handeinbauflächen minimieren (Zwickel)

Verbund zwischen den einzelnen Asphaltschichten


AsphalttechnologieZusammenhang zwischen Schichtdicke und Größtkorn

Mindest-Einbaudicke für jede Schicht oder Lage einer Asphaltschicht (ZTV Asphalt-StB):2,5-fache der oberen Siebgröße


Unterlage einer AsphaltschichtVorbereitung und Prüfung der un- / gebundenen UnterlageAbschnitt 3.2 der ZTV Asphalt-StB 07

Erforderliche Eigenschaften der Unterlage Profil- und höhengerechte Lage Tragfähig Verformungsbeständig Ebenheit Sauberkeit kein geschlossener Wasserfilm, trocken,

schnee- und eisfrei (gebundene Unterlage)

Prüfung, Abnahme und Übergabe der Unterlage rechtzeitig vor dem Asphalteinbau!


Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und FugenVorbereitung und HerstellungAbschnitt 3.3 der ZTV Asphalt-StB 07

Bitumenemulsion gemäß TL BE-StB zum Ansprühen der Unterlage Polymermodifizierte Bitumenemulsion C60BP1-S

KationischBindemittelgehalt 58-62 %

StraßenbaubitumenZugabe von Polymeren

Brechklasse 1zur Herstellung von Schichtenverbund

Grundlagen für qualitativ guten Schichtenverbund Abdecken von Einbauten und Einfassungen Möglichst frühzeitig ansprühen Maschinelles ansprühen mit Rampenspritzgerät Gleichmäßig ansprühen und Dosierungsmenge

beachten Ansprühen mit Hand nur in Ausnahmefällen …jedoch nicht so!!!


Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und FugenHerstellung von Nähten, Anschlüssen und FugenBegriffsbestimmung:

Nähte Kontaktflächen, die beim bahnenweisen Einbau von Asphaltmischgut mit

vergleichbaren Eigenschaften nebeneinander sowie bei Arbeitsunterbrechungen hintereinander entstehen

Anschlüsse Kontaktflächen zwischen Asphaltschichten /-lagen

aus Asphaltmischgut mit unterschiedlichen Eigenschaften (z.B. Walzasphalt / Gussasphalt), zwischen Asphaltschichten und Einbauten

Anschlüsse werden in Asphaltdeckschichten als Fuge ausgebildet

Fugen Vorgesehene Zwischenräume in den Anschlüssen

zwischen zwei Asphaltschichten oder Asphaltschichten und Einfassungen / Einbauten


Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und FugenAufgabe von Nähten, Anschlüssen und Fugen

Nähte und als Fuge ausgebildete Anschlüsse Verhindern das Eindringen von

Oberflächenwasser, Tausalz, Schmutz etc. in die Asphaltbefestigung

Dauerhafte Verklebung von zwei Kontaktflächen

Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und Randausbildung beeinflussen sich gegenseitig und müssen daher

immer im Zusammenhang zum Gesamtaufbau betrachtet werden


Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und FugenHerstellung von Nähten, Anschlüssen und FugenZTV Asphalt-StB 07, Abschnitte 3.3.2-3.3.4

Nähte Längsnähte als Verbund von Asphaltschichten bei 2 Einbaubahnen Quernähte als Verbund von Asphaltschichten bei Arbeitsunterbrechungen

Quelle: DAV-Leitfaden

Nähte Querschnittsschwächung im Asphaltoberbau 15 bis 30 cm gegeneinander versetzen!!!


Qualität der Bauausführung Herstellung von Nähten, Anschlüssen und FugenZTV Asphalt-StB 07, Abschnitte 3.3.2-3.3.4

Quelle: Dipl.-Ing. A. Otto


Qualität der Bauausführung Temperaturverteilung im Einbaustreifen des StraßenfertigersMessungen mit Wärmebildkamera


Aktuelle Entwicklungen basierend auf dem SMA-Prinzip

Lärmmindernder Splittmastixasphalt SMA LA Asphaltdeckschicht für gute Lärmminderung auch

bei geringen Fahrgeschwindigkeiten

Asphaltbinder nach dem Splittmastixprinzip SMA B S Dichter, dauerhafter und prozesssicher Asphaltbinder

für Verkehrsflächen besonderen Anforderungen

Asphaltdecktragschicht ADTS Dichter, dauerhafter und prozesssicher Asphaltbinder

für Verkehrsflächen besonderen Anforderungen


Lärmverursacher in kommunalen Straßen


Lärmmindernder Splittmastixasphalt – SMA LA Erfahrungen mit dieser Bauweise seit 2005

SMS 5 LA und SMA 8 LA

Signifikante Lärmminderung ab ca. 50 km/h(insbesondere PKW-Reifen)

Hoher Verformungswiderstand

Prozesssicheres Asphaltmischgut

Keine besondere Anforderungen an Einbautechnologie und Baustoffe

Keine zusätzlichen Entwässerungseinrichtungen erforderlich


Bisheriger Kenntnisstand zur Zusammensetzung

Kennwert SMA 8 LA SMA 8 S

Hohlraumgehalt MPK [Vol.-%] 9 – 11 2,5 – 3,0

Bindemittelgehalt [M.-%] ≥ 6,6 ≥ 7,2

Bindemittelart 40/100-65 A 25/55-55 A

Anteil > 2mm 80 – 85 70 – 80

Abstumpfung nein ja

Hohlraum BK [Vol.-%] 9 – 14 ≤ 5

Walzverdichtung statisch statisch /dynamisch

Quelle: Dipl.-Ing. M. Schellenberger

Lärmmindernder Splittmastixasphalt – SMA LA„Sonderbelag“ – nicht in der TL / ZTV Asphalt-StB 07 enthalten…demnächst E LAD


Asphaltbinder nach dem Splittmastixprinzip –SMA 16 B S (…demnächst E AlABi)

Dichter Asphaltbinder mit hoher Prozesssicherheit

keine Entmischungsneigung

hoher Verformungswiderstand

gute Ermüdungsbeständigkeit

temporäre (zwischenzeitliche) Nutzung durch den Verkehr

geeignet als Unterlage für alle Deckschichten


Asphaltbinder nach dem Splittmastixprinzip –SMA 16 B S (…demnächst E AlABi)


Kennwert SMA 16 B S AC 16 B S

Hohlraumgehalt MPK [Vol.-%] 3,0 – 4,0 5,5 – 6,5


Bindemittelart 10/40-65 A 25/55-55 A

Grobkornanteil [M.-%] 27 – 37 20 – 30

Schichtdicke [cm] 6,0 – 10,0 5,0 – 9,0

Hohlraum BK [Vol.-%] 1,5 – 5,5 ---

Zusatz (Bindemittelträger) [M.-%] ≥ 0,2 ---


Asphaltdecktragschicht ADT S

Erfahrungen mit dieser Bauweise seit 2008

Bk1,8 / Bk1,0 / Bk0,3

einschichtige Bauweise

guter Verformungswiderstand

dichte Asphaltschicht


Asphaltdecktragschicht ADTS


Kennwert ADTS 16 AC 16 TD

Hohlraumgehalt MPK [Vol.-%] 3,0 – 3,5 1,0 – 3,0


Bindemittelart 50/70 50/70; 70/100

Grobkornanteil [M.-%] 32 – 34 10 – 20

Kornanteil > 2 mm [M.-%] 71 – 73 50 - 70

Schichtdicke [cm] 4,0 – 8,0 5,0 – 10,0

Hohlraum BK [Vol.-%] 2,0 – 6,0 ≤ 6,5

Zusatz (Bindemittelträger) [M.-%] ≥ 0,2 ---


Neuer Leitfaden

„Asphalt im kommunalen Straßenbau“

ist in Bearbeitung!

Download auf www.asphalt.de

DAV – Leitfaden


Stadt: Giengen

Bauweise: SMA 5 S

Einbaujahr: 2006

Praxisbeispiel


Stadt: Berlin

Bauweise: SMA 8 S

Einbaujahr: 2012

Belastungsklasse:

Bk3,2 (III)

Praxisbeispiel


Stadt: Berlin

Bauweise:

SMA 8 S mit SMA Binder

Einbaujahr: 2008

Belastungsklasse:

Bk10 (II)

Praxisbeispiel


Stadt: Frankfurt/M

Bauweise:

SMA 11 S

Einbaujahr: 2011

Belastungsklasse:

Bk3,2 (III)

Praxisbeispiel


Stadt: Frankfurt/M

Bauweise:

SMA 11 S

Einbaujahr: 2009

Belastungsklasse:

Bk10 (II)

Praxisbeispiel


Stadt: Ingolstadt

Bauweise: SMA 8 LA

Einbaujahr: 2008

Belastungsklasse:

Bk3,2 (III)

Praxisbeispiel


Stadt: Chemnitz

Bauweise: SMA 8 LA

Einbaujahr: 2009

Belastungsklasse:

Bk32 (I)

Praxisbeispiel


Stadt: Baden-Baden

Bauweise: SMA 5 LA

Einbaujahr: 2012

Belastungsklasse:

Bk10 (II)

Praxisbeispiel


Stadt: Freudenthal

Bauweise: Decktragschicht

Einbaujahr: 2010

Belastungsklasse:

Bk1,0 (IV)

Praxisbeispiel


Stadt: SchwetzingenBauweise: SMA 8 S farbig mit Gk aus 100 % QuarzitEinbaujahr: 2010Belastungsklasse: Bk3,2 (III)

Praxisbeispiel


Vielen Dankfür Ihre

Aufmerksamkeit und Geduld!

Technisches Regelwerk -bildet den vertraglichen und technischen Rahmen für die Planung und Ausführung von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise.

Hinzukommen müssen: Fachwissen Sachverstand Erfahrung und Sorgfalt

…erst dann führen die Baumaßnahmen zum gewünschten Erfolg!!!

Documents

SMA im kommunalen Bereich · SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 33 Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und Fugen Aufgabe von Nähten, Anschlüssen und Fugen