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Steckbriefe für die Bestandsaufnahme der Nachhaltigkeit der Asphaltbauweise – ein Reiseführer durch das Regelwerk

Fact sheets for taking stock of the sustainability of asphalt construction – a travel guide through the technical regulations

Dr.-Ing. V. Rosauer, Bergisch Gladbach

Das Thema Nachhaltigkeit ist für den Asphaltstraßenbau nicht neu, wird an die Forschungen, Entwicklungen und Maßnahmen in den vergangenen Jahrzehnten (z. B. zur Verbesserung der Performanceeigenschaften der Asphaltschichten und damit der Erhöhung der Nutzungsdauer, für eine konsequente und  zunehmende Wiederverwendung von Asphaltgranulat und damit die Ressourceneinsparung oder auch zu neuen Bauweisen wie Kompaktasphalt oder lärmreduzierende Asphaltdeckschichten) und deren vielgestaltige Effekte auf die Nachhaltigkeit gedacht. Aktuell steht die Nachhaltigkeit aufgrund des politischen und gesamtgesellschaftlichen Interesses jedoch in einem besonderen Fokus und angesichts der ambitionierten Ziele für den Klimaschutz ist ein Ausruhen auf dem Erreichten und ein bloßes Beibehalten der aktuellen Praxis nicht sachgemäß. Innerhalb der AG 7 „Asphaltbauweisen“ der FGSV hat dies unter anderem dazu geführt, dass das Regelwerk mithilfe von Steckbriefen intensiv im Hinblick auf Variablen und Einflüsse bzw. Einflussmöglichkeiten auf die Nachhaltigkeit durchgearbeitet wurde, um Ansätze auf dieser Ebene für sowohl die Weiterentwicklung der Nachhaltigkeit der Asphaltbauweise zu identifizieren als auch die Optimierung bestehender Regelungen anzuregen. Die Ergebnisse dieser Revision wurden und werden zunächst AG-intern diskutiert, wenn sie nicht schon bereits bei der aktuellen Regelwerksüberarbeitung vorgesehen wurden.

The topic of sustainability is not new to asphalt road construction, considering the research, developments and measures of the past decades (e.g. to improve the performance properties of asphalt layers and thus increase the service life, for a consistent and increasing reuse of reclaimed asphalt and thus the saving of resources or also for new construction methods such as compact asphalt or noise-reducing asphalt surface courses) and their manifold effects on sustainability. However, sustainability is currently a particular focus of political and social interest and, in view of the ambitious climate protection targets, it is not appropriate to rest on one's laurels and simply maintain current practice. Within AG 7 of the FGSV, this has led, among other things, to an intensive review of the regulations with the help of fact sheets with regard to variables and influences or possibilities for influencing sustainability in order to identify approaches at this level for both the further development of the sustainability of asphalt construction methods and to encourage the optimization of existing regulations. The results of this revision have been and will initially be discussed within the working group, if they have not already been considered in the current revision of the regulations.

doi.org/10.53184/STA2-2024-1

Bewertung der Bindemitteleigenschaften von temperaturabgesenkten Asphalten im Rahmen von Kontrollprüfungen am Asphaltmischgut

Evaluation of the binder properties of temperaturereduced asphalts as part of control tests on the asphalt mix

Dr.-Ing. A. Schacht, Leichlingen
Prof. Dr.-Ing. M. Buch, Düsseldorf
A. Walter, B. Sc., Siegen

Die steigenden Anforderungen an unsere Verkehrsinfrastruktur, an die Umweltgerechtheit, Nachhaltigkeit und Resilienz, erfordern eine grundsätzliche Fortentwicklung im Asphaltstraßenbau. Der Ressourceneinsatz, der Bedarf an Primärenergie, die bautechnische und funktionale Performance der Verkehrsinfrastrukturen, das Recyclingpotenzial des Bauwerks und der Baustoffe sowie auch Aspekte des Arbeits- und Umweltschutzes sind heute zentrale Fragen. Dies wird zukünftig weiter an Bedeutung gewinnen! Vor dem Hintergrund entstehender Dämpfe und Aerosole bei der Heißherstellung und -verarbeitung von Asphaltmischgütern ist die Absenkung der Herstellungs- und Verarbeitungstemperaturen von Asphalt durch die Zugabe von viskositätsverändernden Zusätzen zum Asphaltmischgut ein wesentlicher Faktor, um dem Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) für Arbeiten mit heißem Asphaltmischgut von 1,5 mg/m³ ab dem 1.1.2025 gerecht zu werden. Den Einfluss der Zugabe sowie auch der Temperaturreduzierung auf die Performance sowie die bautechnische und funktionale Lebensdauer der Straßeninfrastrukturen gilt es, im Besonderen aus Sicht der Straßenbaulastträger, noch genauer zu spezifizieren. Aber auch die „üblichen Anforderungen, Grenzwerte und Toleranzen“ an Asphalte im Rahmen der Erst- und Kontrollprüfungen sowie der Werkseigenen Produktionskontrolle bedürfen einer grundlegenden Evaluation. Dem folgend wurden im Rahmen dieser Ausarbeitung am Beispiel eines polymermodifizierten Bindemittels mögliche Einflussgrößen und Zusammenhänge auf die rheologischen Eigenschaften der im Rahmen von Kontrollprüfungen zurückgewonnenen Bindemittel unter Variation des Zugabeanteils der viskositätsvermindernden Zusätze zum Bindemittel und der gewählten Herstellungs- und Verarbeitungstemperatur eingehend untersucht.

The increasing demands on our road infrastructure, the environmental friendliness, sustainability and resilience, require fundamental further development in asphalt road construction. The use of resources, the need for primary energy, the structural and functional performance of the asphalt construction, the recycling potential of the structure and the building materials as well as aspects of occupational safety and environmental protection are key questions today. This will become even more important in the future! Given the vapors and aerosols that arise during the hot production and processing of asphalt, lowering the production and processing temperatures of asphalt by adding viscosity-changing additives to the asphalt is an essential factor in achieving the occupational exposure limit for work with hot asphalt mixes of 1.5 mg/m³ from January 1, 2025. The influence of the addition and the temperature reduction on the performance as well as the structural and functional lifespan of our asphalt roads needs to be specified even more precisely, especially from the perspective of the road construction authorities. But the “usual requirements, limit values and tolerances” for asphalts as part of the initial and control tests as well as the factory production control also require a fundamental evaluation. As part of this work, using the example of a polymer-modified binder, possible influencing variables and relationships on the rheological properties of the binders recovered in control tests were examined in detail by varying the proportion of viscosity-reducing additives added to the binder and the selected manufacturing and processing temperature.

doi.org/10.53184/STA2-2024-2

Neue Entwicklungen bei der Zustandserfassung von Radwegen

New developments in recording and assessment of the structural condition of cycle paths

Prof. Dr.-Ing. U. Stöckert; T. Merkens, M. Eng., Aachen
Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. V. Jakobi, Essen

Ziel der Bundesregierung ist es, die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2030 um mindestens 55 % im Vergleich zum Jahr 1990 zu reduzieren. Um dieses Ziel zu erreichen, muss auch der Verkehrssektor einen wesentlichen Beitrag leisten. Das Radfahren als moderne und nachhaltige Mobilitätsform ist dabei ein wichtiger Bestandteil der angestrebten Mobilitätswende. Für die Steigerung der Attraktivität des Fahrradfahrens sind nicht nur der Aus- und Neubau der Radinfrastruktur von Bedeutung. Auch die dauerhafte Bereitstellung sicherer Radwege in einem guten baulichen Zustand ist unerlässlich. Voraussetzung dafür ist eine reproduzierbare Zustandserfassung und -bewertung der bestehenden Radverkehrsinfrastruktur als Basis für die effiziente Durchführung von baulichen Erhaltungsmaßnahmen. Grundlagen dafür werden im aktuell laufenden Forschungsprojekt „Erfassung und Bewertung des baulichen Zustandes von städtischen Radverkehrsanlagen“ erarbeitet, das im Forschungsprogramm Stadtverkehr (FoPS) vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert wird. Auf Basis bautechnischer Begutachtungen wurden relevante Zustandsmerkmale zusammengestellt, die eine Bewertung des baulichen Zustandes von Radwegen, der Verkehrssicherheit und des Fahrkomforts ermöglichen. Die Ergebnisse fanden Eingang in die Entwicklung einer geeigneten Erfassungstechnik und den Aufbau eines Messfahrzeuges, das im September 2023 erstmals in verschiedenen Städten und Gemeinden zum Einsatz kam.

One goal of the German government is to reduce greenhouse gas emissions by at least 55 per cent by 2030 compared to 1990. In order to achieve it, the transport sector must also make a significant contribution. Cycling as a modern and sustainable type of mobility is an important part of the intended mobility transition. To increase the attractiveness of cycling, not only the expansion and new construction of cycling infrastructure are important. The permanent provision of safe cycle paths in a good structural condition is also essential. The prerequisite is a reproducible procedure to assess the condition of existing cycling infrastructure as a basis for the efficient implementation of maintenance measures. Against this background, the Federal Ministry of Digital and Transport has been funding the research project "Recording and Assessment of the Structural Condition of Urban Cycle Paths" as part of the Urban Transport Research Programme (German: FoPS). Based on the structural assessment, relevant condition characteristics were identified, which enable an evaluation of the structural condition of cycle paths, road safety aspects and riding comfort. The results were used for the development of a suitable recording technology and the conceptual design of a measurement vehicle, which was used for the first time in various cities and municipalities in September 2023.

doi.org/10.53184/STA2-2024-3

 

Anforderungen an den Polierwiderstand von Sand

Sand polishing resistance requirements

Univ.-Prof. Dr.-Ing. C. K. V. Schulze, Siegen
P. Rückert M. Eng., Berlin

Die Nachhaltigkeit von Straßen und deren Beitrag zur Verkehrssicherheit ist mit einer dauerhaften, ausreichenden Griffigkeit verbunden. Das Ziel des Forschungsvorhabens FE 06.0116 war es, anhand von Laborversuchen praxisgerechte Anforderungen an den Polierwiderstand von feinen Gesteinskörnungen bzw. an das Griffigkeitspotenzial von Asphaltmischgut auszuarbeiten. Die Regelungen der TL Asphalt-StB 07/13 sehen asphaltsortenspezifische Anforderungen an den Polierwiderstand der feinen und groben Gesteinskörnung vor. Dabei wird der Polierwiderstand der feinen Gesteinskörnung stellvertretend an der groben Gesteinskörnung bestimmt, was oftmals zu nicht zutreffenden Ergebnissen führt. Weiterhin dürfen nur Gesteinskörnungen > 2 mm eingesetzt werden, die der Kategorie PSVangegeben42 und höher entsprechen. Dies kann zum Ausschluss geeigneter Gesteinskörnungen führen. Im Forschungsprojekt FE 06.0116 wurde durch eine systematische Variation der Zusammensetzung des Gesteinskörnungsgemisches verschiedener Asphalte der Einfluss des Polierwiderstandes der feinen Gesteinskörnung auf das Griffigkeitspotenzial des Asphaltmischgutes analysiert. Unter Berücksichtigung der Gesichtspunkte Griffigkeitspotenzial, Dauerhaftigkeit, Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und Verfügbarkeit von Rohstoffen wurden praxisgerechte Anforderungen an das Griffigkeitspotenzial von Asphaltmischgut (FAP90.000) ausgearbeitet.

The sustainability of roads and their contribution to road safety is linked to a durable, adequate skid resistance. The aim of the FE 06.0116 research project was to develop practical requirements for the polishing resistance of fine aggregates and the skid resistance potential of asphalt mixtures on the basis of laboratory tests. The regulations of TL Asphalt-StB 07/13 stipulate asphalt type-specific requirements for the polishing resistance of fine and coarse aggregates. The polishing resistance of the fine aggregate is determined by using the coarse aggregate as a representative, which often leads to inaccurate results. Furthermore, only aggregates > 2 mm may be used that correspond to PSV 42 and higher. This can lead to the exclusion of suitable aggregates. In the FE 06.0116 research project, the influence of the polishing resistance of the fine aggregate on the skid resistance potential of the asphalt mix was analyzed by systematically varying the composition of the aggregate mix of different asphalts. Taking into account the aspects of skid resistance potential, durability, sustainability, resource saving and availability of raw materials, practical requirements for the skid resistance potential of asphalt mixes (FAP90.000) were developed.

doi.org/10.53184/STA2-2024-4

Das neue Merkblatt für Verkehrsflächenbefestigungen mit Großformaten

The new information sheet for traffic area pavements with large formats

Dipl.-Ing. D. Ulonska, Bonn

Die Bauweise mit Großformaten wurde innerhalb der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) erstmals 2013 in einem Merkblatt beschrieben. Die überarbeitete Fassung mit einigen Änderungen und Neuerungen liegt mit dem Titel „Merkblatt für Flächenbefestigungen mit Großformaten“ (M FG) als Ausgabe 2022 vor. Nach wie vor gilt die Bauweise mit Großformaten als Stand der Technik. Sie ist keine Regelbauweise, wie z. B. die in den „Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien zur Herstellung von Verkehrsflächen mit Pflasterdecken, Plattenbelägen sowie von Einfassungen“ (ZTV Pflaster-StB 20) beschriebenen Bauweisen. Großformatbeläge haben häufig eine hervorgehobene gestalterische Funktion. Darüber darf jedoch die Bautechnik nicht außer Acht gelassen werden. Für das Erreichen einer möglichst langen Nutzungsdauer, bei gleichzeitiger Minimierung des Erhaltungsaufwandes, ist es daher notwendig, allen bautechnischen Erfordernissen in ausreichendem Maße Rechnung zu tragen. Die Grenze der Verkehrsbelastung für eine Befestigung mit einem Großformatbelag ist grundsätzlich die Belastungsklasse Bk1,8 gemäß den „Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen“ (RStO 12). Der Geltungsbereich des neuen M FG wurde um die gebundene Bauweise für den Großformatbelag erweitert. Neu ist ebenso die Verringerung der Mindestdicke für ein Befestigungselement mit der Bezeichnung „Großformat“ von 120 mm auf 100 mm. Das neue M FG befasst sich intensiver als das Vorgängerregelwerk mit der Qualität der Unterlage, weil hierzu erfahrungsgemäß in der Vergangenheit viele Fehler gemacht wurden. So werden sowohl die Themen, die sich mit der Festlegung der Dicke für die einzelnen gebundenen oder ungebundenen Schichten befassen, als auch die Aspekte Verdichtungsqualität und ausreichende Wasserdurchlässigkeit relativ ausführlich behandelt. Zudem wird im M FG empfohlen, Prüfungen zum Nachweis der Eignung der oberen fertiggestellten Tragschicht bauvertraglich zu vereinbaren. Ein Beispiel für einen entsprechenden Prüfplan sowie weitere zweckdienliche Hinweise werden gegeben.

The construction method with large format paving elements was first described in a information sheet by the German Road and Transportation Research Association (FGSV) in 2013. The revised version with some changes and innovations is available as the 2022 edition with the title “Information sheet for surface pavings with large format paving elements” (M FG). The construction method with large format paving elements is still considered as state of the art. It is not a standard construction method, such as the construction methods described in the “Additional technical conditions of contract and directions for the construction of traffic area surfaces with block pavements, slab pavements and edgings” (ZTV Pflaster-StB 20). Large format pavings often have an emphasized design function. However, construction technology should not be ignored. In order to achieve the longest possible working life while minimizing maintenance costs, it is therefore necessary to take all structural requirements into account to a sufficient extent. The traffic load limit for a pavement with a large format elements is generally load class Bk1.8 in accordance with the “Guidelines for the standardisation of pavement structures of traffic areas” (RStO 12). The scope of the new M FG has been expanded to include the bonded construction method for large format surfacings. Also new is the reduction in the minimum thickness for an element called “large format” from 120 mm to 100 mm. The new M FG deals more intensively with the quality of the substrate than the previous information sheet because experience has shown that many mistakes have been made in this regard in the past. The topics that deal with the structural design of the thickness of the individual bonded or unbound layers as well as the aspects of compaction quality and sufficient water permeability are treated in relatively detail. In addition, the M FG recommends that tests to prove the suitability of the upper roadbase be agreed upon in the construction contract. An example of a corresponding test plan and other useful information are provided.

doi.org/10.53184/STA2-2024-5

Die Geschichte der Arbeitsgruppe 4 „Infrastrukturmanagement“ der FGSV – 90 Jahre Fahrzeug und Fahrbahn

Dr.-Ing. Christoph Dröge, Essen
Dr.-Ing. Sven-Martin Nielsen, Köln

Die Arbeitsgruppe (AG) 4 „Infrastrukturmanagement“ der FGSV blickt auf eine 90jährige Vergangenheit zurück. Es ergibt sich in der Rückschau ein interessanter Blick auf die verschiedenen Wurzeln eines Gremiums, das solche grundlegenden Regelwerke wie die RStO, die RDO, die ZTV ZEB, die RPEStra, die E EMI, das Arbeitspapier (AP) 9 oder das AP Tragfähigkeit, die TP Griff oder die TP Eben hervorgebracht hat – für Themen wie Dimensionierung, Zustandserfassung- und -bewertung, Management der Straßenerhaltung (PMS), Griffigkeit und Ebenheit, aber auch Flugbetriebsflächen.