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Innovativer Straßenbelag mindert Verkehrslärm

Innovative road surface reduces traffic noise

Sabine Faßbender, M. Sc. RWTH; Univ. Prof. Dr.-Ing. habil. Markus Oeser, Aachen

Eine Texturschicht in Fertigbauweise aus Methylmethacrylat mit einer speziellen Geometrie wird in Kombination mit einer Absorptionsschicht aus Polyurethan und Gummigranulaten auf eine bestehende Asphaltschicht appliziert und mindert entstehende Geräusche, die durch den überfahrenden Verkehr verursacht werden. Der Lärm, der durch die Interaktion von Reifen und Fahrbahn entsteht, kann durch das Deckschichtsystem gemindert werden, da das System so konzipiert ist, dass die Entstehung von Lärm im Interaktionsfeld zwischen Fahrbahn und Reifen am Entstehungsort minimiert wird. Somit kann eine dauerhafte Lärmminderung im Vergleich zu üblichen Asphaltbelägen erzielt werden. Der erreichbare Lärmminderungspegel ist vergleichbar mit der Lärmminderung durch derzeit eingesetzte lärmreduzierende Asphaltbeläge, deren Nachteil allerdings eine geringe Haltbarkeit ist. Demzufolge kann durch einen schnellen Baufortschritt bedingt durch Fertigteilanwendung eine langfristige und dauerhafte Lärmreduzierung erreicht werden. Dies führt zur Minimierung der Dauer und Häufigkeit von Arbeitsstellen und fördert den stetigen Verkehrsfluss.

A prefabricated texture layer made of methyl methacrylate with a special geometry on top of an absorption layer made of polyurethane and rubber granules is applied on an existing asphalt layer and reduces the noise generated by traffic passing over it. Noise generated by the interaction of tires and roadway can be mitigated by the innovative system, as the system is designed to minimize the generation of noise in the interaction field between roadway and tires, which is the point of its origin. Thus, a permanent noise reduction can be achieved compared to conventional asphalt pavements. The achievable noise reduction level is comparable to the noise reduction achieved by currently used noise-reducing asphalt pavements, whose disadvantage is, however, a low durability. As a result, a long-term and permanent noise reduction can be achieved by a fast construction progress due to precast application. This leads to a minimization of the duration and frequency of work sites and promotes a steady flow of traffic.

Gummimodifizierung von Gussasphalt

Rubber modification of mastic asphalt

Prof. Dr.-Ing. Dieter Großhans; Patrick Feige, Berlin

Die Gummimodifizierung von Gussasphalt wurde in Ost-Berlin bereits vor ca. 40 Jahren, vor allem für Brückenbeläge und Bushaltebereiche, erfolgreich angewandt. Auf den dabei gemachten guten Erfahrungen basierend, wurden 2019 im Berliner Stadtbezirk Reinickendorf 2 Erprobungsstrecken unter Verwendung des gummimodifizierten Bitumengranulats der CTS Bitumen GmbH angelegt. Beim Bauvorhaben Eichborndamm, das sich in einer Hauptverkehrsstraße mit hohem Schwerverkehrsanteil befindet, erfolgte die Erprobung des gummimodifizierten Gussasphalts (MA 11 S) im Rahmen einer großflächigen Instandhaltungsmaßnahme. Dabei wurde die Deckschicht durch einen Gussasphalt unter Zugabe von 12 M.-% Gummimodifiziertes Bitumengranulat (GRM 40/15, bezogen auf den Bindemittelgehalt) modifiziert. Die zweite Erprobungsstrecke wurde in einem stark frequentierten Bushaltebereich auf dem Wilhelmsruher Damm angelegt. Hierbei wurde der Gussasphalt MA 11 S durch die Zugabe von 22 M.-% Gummimodifiziertes Bitumengranulat GRM 40/15 (bezogen auf den Bindemittelgehalt) modifiziert. Bei beiden Erprobungsstrecken wurde das Bitumen Nypave PX 25 (Straßenbaubitumen der Sorte 20/30 mit 
viskositätsveränderndem Zusatz) eingesetzt. Beide Erprobungsstrecken werden im Hinblick auf die Langlebigkeit (Riss- und Spurrinnenbildung) weiter beobachtet.

The rubber modification of mastic asphalt was successfully used in East Berlin around 40 years ago, especially for bridge coverings and bus stop areas. Based on the positive experience gained, 2 test routes were created in the Berlin district of Reinickendorf in 2019 using the rubber-modified bitumen granulate from CTS Bitumen GmbH. In the Eichborndamm con-struction project, which is located on a main road with a high proportion of heavy traffic, the rubber-modified mastic asphalt (MA 11 S) was tested as part of a large-scale maintenance measure. The top layer was modified by mastic asphalt with the addition of 12% by mass of rubber-modified bitumen granulate (GRM 40/15, based on the binder content). The second test route was laid out in a busy bus stop area on Wilhelmsruher Damm. The MA 11 S mastic asphalt was modified by adding 22% by mass of rubber-modified bitumen granulate GRM 40/15 (based on the binder content). The bitumen Nypave PX 25 (road construction bitumen of the 20/30 type with a viscosity-changing additive) was used on both trial tracks. Both trial tracks will continue to be monitored with regard to long-term performance (formation of cracks and rutting).

Temperaturabgesenkter Asphalt – Das neue Merkblatt

Temperature-reduced asphalt – the new fact sheet

Dr.-Ing. Verena Rosauer, Essen

In der neuen, nun dritten Ausgabe von dem „Merkblatt für Temperaturabsenkung von Asphalt“ (M TA) wurden die Klassifikation der viskositätsveränderten Bitumen berücksichtigt und die Hinweise zur Viskositätsveränderung von Asphalt mit viskositätsveränderten Bitumen oder viskositätsverändernden Zusätzen ergänzt und aktualisiert. Hierzu zählt im Wesentlichen, dass Empfehlungen für die Anwendung von viskositätsveränderten Bitumen und Bitumen mit viskositätsverändernden Zusätzen in Abhängigkeit von der Belastungsklasse gegeben werden, wobei auch die Zugabe von Asphaltgranulat berücksichtigt wurde, einheitliche Verdichtungstemperaturen für die Marshall-Probekörper aus viskositätsverändertem Walzasphalt festgelegt wurden und die Äquisteifigkeitstemperatur mit Phasenwinkel als wesentlicher Kennwert zur Prüfung der viskositätsveränderten Bitumen und resultierenden Bindemittel anstelle des Erweichungspunktes Ring und Kugel herangezogen wird. Ferner werden die erforderliche Berücksichtigung der Rahmenbedingungen und der Unterlage beim temperaturabgesenkten Einbau verdeutlicht und im Hinblick auf die möglichen Auswirkungen der Viskositätsveränderung auf das Gebrauchsverhalten des Asphalts bei Wärme und Kälte entsprechende Prüfungen angeraten. Damit spiegelt das neue M TA den aktuellen Erfahrungsstand wider und bietet wichtige Informationen zur Qualitätssicherung.

In the new, now third edition of the fact sheet for temperature reduction of asphalt (M TA), the classification of viscosity-modified bitumen has been considered and the notes on viscosity modification of asphalt with viscosity-modified bitumen or viscosity-modifying additives have been amended and updated. This essentially includes that uniform compaction temperatures have been specified for Marshall-specimens of viscosity-modified rolled asphalt, recommendations are given for the application of viscosity-modified bitumen and bitumen with viscosity-modifying additives depending on the load class, whereby the addition of reclaimed asphalt was also taken into account, and the equivalent stiffness temperature with phase angle is used as the essential characteristic value for testing viscosity-modified bitumen or resulting binders instead of the softening point ring and ball. Furthermore, the essential consideration of the given conditions and the base for temperature-reduced paving is clarified and appropriate testing is advised in terms of the possible effects of the viscosity change on the performance of the asphalt under heat and cold. Thus, the new M TA reflects the current state of experience and provides important information for quality assurance.

Einbau von Walzasphalt unter Verwendung eines Sprühfertigers

Paving rolled asphalt using a spray paver

M. Sc. Moritz Middendorf, Darmstadt; Dipl.-Ing. Nina Flottmann, Bergisch Gladbach; Dr.-Ing. Stefan Böhm, Darmstadt

Ein guter Schichtenverbund zwischen Asphaltschichten ist eine wesentliche Voraussetzung für eine ausreichende Dauerhaftigkeit einer Asphaltbefestigung. Seit vielen Jahren werden im Straßenbau aus diesem Grund Ansprühmittel zur Verklebung von Asphaltschichten und -lagen eingesetzt. Das aufgebrachte Ansprühmittel muss vor dem Einbau der folgenden Asphaltschicht oder -lage gebrochen und das Emulsionswasser verdunstet sein. Appliziert wird das Ansprühmittel mit manuellen oder automatischen Verfahren. Bei nicht in den Bauprozess integrierten Verfahren besteht die Gefahr der Verschmutzung und des Ablösens des aufgesprühten Ansprühmittels durch Baustellenverkehr. Die dadurch herabgesetzte Wirkung des Ansprühmittels kann zu einer Reduzierung des Verbunds führen. Durch Einsatz eines Straßenfertigers mit integrierter Sprühvorrichtung (Sprühfertiger) kann diesem Problem begegnet werden. Merkmale dieses Verfahrens sind, dass Sprühen und Einbauen in einem Arbeitsgang erfolgen. Dadurch wird die Gefahr der Verschmutzung der Oberfläche deutlich verringert, allerdings hat die als Ansprühmittel eingesetzte Bitumenemulsion kaum Zeit, vollständig zu brechen. Im Rahmen eines BMVI/BASt-Forschungsvorhabens wird der Einsatz von Sprühfertigern auf herkömmliche Asphaltschichten aus Walzasphalt zurzeit untersucht. Der Projektabschluss ist zum Jahresende 2021 vorgesehen. Ziel der Untersuchung ist es, insbesondere die Problematik der Blasenbildung aufgrund der geringen Brechzeit der Bitumenemulsion zu analysieren. Die Analyse erfolgt durch den Abscherversuch nach Leutner und dem bildgebenden Verfahren der Asphaltpetrologie.

A good layer bond between asphalt layers is an essential prerequisite for sufficient durability of an asphalt pavement. For this reason, spray-on agents have been used for many years in road construction to bond asphalt layers and courses. The spray applied must be broken up and the emulsion water evaporated before the subsequent asphalt layer or ply is laid. The spray is applied by manual or automatic methods. If methods are not integrated into the construction process, there is a risk of contamination and detachment of the sprayed-on adhesive by construction site traffic. The resulting reduction in the effectiveness of the spray can lead to a reduction in the bond. This problem can be countered by using a road paver with an integrated spraying device (spray paver). Features of this method are that spraying and paving are done in one operation. This significantly reduces the risk of soiling the surface, but the bitumen emulsion used as a spraying agent hardly has time to break down completely. The use of spray finishers on conventional asphalt layers made of rolled asphalt is currently being investigated as part of a research project. The aim of the study is to analyze in particular the problem of bubble formation due to the short breaking time of the bitumen emulsion. The analysis is carried out using the shear test according to Leutner and the imaging method of asphalt petrology.