Gussasphalt

Nachhaltige und komfortable Gussasphalt-Fahrbahndecken mittels Grinding-Texturierung

Maschineller Einbau des Gussasphalts

Nachhaltigkeit ist heutzutage in aller Munde. Dies gilt auch und insbesondere für die Infrastruktur. Das Straßennetz ist einer der Hauptbestandteile der deutschen Infrastruktur sowohl für den Individualverkehr jeder Privatperson als auch für den Güterverkehr. Im Straßenbau kommen überwiegend die Bauweisen mit den Materialien Beton oder Asphalt zum Einsatz. Bei der „schwarzen Bauweise“ wird in hochbelasteten Bereichen aufgrund der hohen Standfestigkeit gerne auf Gussasphalt zurückgegriffen, um auch bei höchsten Beanspruchungen dauerhafte Fahrbahndecken zur Verfügung stellen zu können.
Auch im Rosensteintunnel in Stuttgart kam Gussasphalt zum Einsatz. Dieser Tunnel besteht aus zwei Röhren mit einer Länge von je 1.300 m. Der Tunnel unterquert den Rosensteinpark und Teile des Stuttgarter Zoos Wilhelma und stellt einen Teilabschnitt der B 10 dar, die mit ca. 33.000 Kfz/Tag je Fahrtrichtung in diesem Bereich zu den hochbelasteten Strecken im Stuttgarter Raum gehört. Da der Schwerlastanteil mit ca. 10 % eine maßgebliche Größe aufweist, galt es, einen möglichst tragfähigen und formstabilen Fahrbahnaufbau herzustellen. Die Wahl fiel hierbei auf die Gussasphaltbauweise mit 3,5 cm Deckschicht MA 8 S aufgehellt auf einem Asphaltpaket aus 24,5 cm AC 32 TS und 6,0 cm AC 16 BS SG. Auf dem substanziellen Vorteil aufbauend sollte eine insgesamt dauerhafte und nachhaltige Verkehrsfläche geschaffen werden. Neben der Dauerhaftigkeit des Tragwerks selbst sind somit auch die Nutzungseigenschaften zu betrachten. Zu diesen direkt durch den Verkehrsteilnehmer wahrnehmbaren Gebrauchseigenschaften gehören bspw. Ebenheit, Griffigkeit und Helligkeit auf die im Folgenden näher eingegangen werden soll.

Ebenheit, Griffigkeit und Helligkeit
Die Ebenheit wirkt sich zu jedem Zeitpunkt direkt auf den Fahrkomfort aus. Unebenheiten werden als unangenehm empfunden und können beispielsweise an empfindlichen Gütern Schäden erzeugen. Auch der Kraftstoffverbrauch ist auf unebenen Strecken höher, als dies bei optimalen Fahrbahnoberflächen der Fall ist. Weiterhin verlängert sich die Lebensdauer der Decken durch verringerte dynamische Radlasten bei Lkw-Überrollungen.
Bei der Griffigkeit handelt es sich um eine Gebrauchseigenschaft, die insbesondere bei Notsituationen von größter Bedeutung ist. Sowohl für die Spurhaltung als auch die Länge von Bremswegen ist die Griffigkeit die maßgebliche Größe, die über die Verkehrssicherheit entscheidet. Im normalen fließenden Verkehr schenkt der Verkehrsteilnehmer der Griffigkeit folglich wenig Aufmerksamkeit. Umso dankbarer ist er, wenn im Ernstfall ausreichend Reserven vorhanden sind, um das Fahrzeug schnell und sicher zum Stehen zu bringen.

Die Helligkeit einer Fahrbahnoberfläche ist in vieler Hinsicht von Belang. Bei Dunkelheit und bei Nässe ist eine helle Verkehrsfläche angenehmer zu befahren, da diese die Sichtverhältnisse verbessert. Aber auch für den Betreiber einer Strecke ist die Aufhellung von Oberflächen von Vorteil. Speziell im Fall von permanent beleuchteten Streckenabschnitten, wie in Tunneln, reduzieren helle Oberflächen den Energiebedarf. Dies ist sowohl aus volkswirtschaftlicher Sicht als auch aus umweltpolitischen Gründen von Vorteil.

Texturierung mittels Grinding
Um eine bezüglich den zuvor aufgeführten Oberflächeneigenschaften optimale Textur zu erhalten, entschied man sich im Rosensteintunnel für eine Texturierung mittels Grinding. Diese Technik ist bisher hauptsächlich aus der Betonbauweise bekannt und hat sich dort seit langem bewährt. Es werden hierbei mittels Diamantscheiben, die auf einer Welle eng nebeneinander angeordnet sind, feine Rillen in die Fahrbahnoberfläche eingeschnitten. Das Ergebnis ist eine in vielerlei Hinsicht verbesserte Oberfläche.

Die Gussasphaltrandstreifen wurden mit abgesandeter Oberfläche hergestellt. Der maschinell zwischen den Randstreifen hergestellte Gussasphalt wurde mit planmäßig 5 mm Überhöhung hergestellt (Bild 1). Durch das Grinding wurden diese 5 mm wieder abgetragen und höhengleich zu den Randstreifen eine wasserableitende Ebene erzeugt.
Laut Regelwerken dürfen Unebenheiten von Fahrbahndecken auf einer Messstrecke von 4,00 m einen Wert von 4 mm nicht überschreiten. Im Vergleich hierzu können mit Grinding in der Regel Maximalwerte von 2 mm eingehalten werden. Dies erhöht den Fahrkomfort und senkt die Belastung auf die Körper der Fahrzeuginsassen bzw. Güter. Der geringere Kraftstoffverbrauch durch verringerten Rollwiderstand bei Grinding-Oberflächen ist ein zusätzlicher Vorteil.
Durch das Schneiden der Oberfläche werden feine Strukturen (Bild 1) erzeugt. An der Oberfläche vorhandenes überschüssiges Bitumen wird entfernt. Des Weiteren wird die Gesteinskörnung angeraut. Alle drei Aspekte erhöhen die Griffigkeit der Oberfläche und somit die Verkehrssicherheit.

Aufhellung der Asphaltoberfläche bringt einige Vorteile
Durch die helle Gesteinskörnung in der Gussasphaltrezeptur, führt das Grinding zum sofortigen Aufhellen der Oberfläche (Bild 2). Dies ist zum einen auf das zuvor beschriebene Entfernen überschüssigen Bitumens und zum anderen auf das Anschneiden der Gesteinskörnung zurückzuführen. Die Fahrbahnoberfläche ist so vom Beginn der Nutzung an aufgehellt. Die positiven Eigenschaften können sofort genutzt werden. Es muss nicht in den ersten Jahren durch Überrollen das ummantelnde Bitumen von der hellen Gesteinskörnung abgefahren werden. Besonders bei spurgeführtem Verkehr kann das nach Nutzungsbeginn unschöne optische Fahrspuren erzeugen.

Die Landeshauptstadt Stuttgart als Bauherr für den Rosensteintunnel beschritt von Beginn an den innovativen Weg. So wurde diese Bauweise als Pilotprojekt für die Landeshauptstadt gewählt. Zum Start wurde gemeinsam mit dem Prüfinstitut IFM Dr. Schellenberg Rottweil GmbH die Gussasphaltrezeptur abgestimmt. Um die Qualität zu sichern, wurde eine Probefläche im Vorfeld erstellt, gegrindet und die lichttechnischen Eigenschaften untersucht.

Im Rosensteintunnel war die LEONHARD WEISS GmbH & Co. KG für die Herstellung der Gussasphaltdecke verantwortlich. Die Grinding-Arbeiten wurden durch den Nachunternehmer Otto Alte-Teigeler GmbH (OAT) ausgeführt. Durch die langjährige Erfahrung aller am Bau Beteiligten Partner konnte so eine optimale Verkehrsfläche erzeugt werden. Das Ergebnis ist bisher vielversprechend und reiht sich in die innovativen Bauprojekte ein, bei denen mit Grinding die Asphaltoberfläche optimiert wurde.

Es ist zudem ein hervorragendes Beispiel für nachhaltige Verkehrsflächen, da bereits bei der Planung und Ausführung unter anderem die Folgekosten durch Beleuchtung und Kraftstoffverbrauch beachtet und somit positiv beeinflusst wurden. Zudem wurden bei einzelnen Messungen Lärmminderungen von über 3 dB(A) ermittelt.
Es fehlen aufgrund der gerade erst eingeführten Bauweise noch Erfahrungen zur Dauerhaftigkeit. Die bisher angelegten Pilotstrecken stimmen jedoch positiv, dass Grinding eine zusätzliche Möglichkeit bieten könnte, Oberflächeneigenschaften zu optimieren, und für die in vielen Bereichen bewährte Gussasphaltbauweise eine Bereicherung darstellt.

Verfasser
Oliver Zscherpe
Bereichsleiter
o.zscherpe(at)leonhard-weiss.com

Leonhard Weiss GmbH & Co. KG
D- 73037 Göppingen
www.leonhard-weiss.com

01.04.2021