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Wiederverwendung von Asphalt – Wie geht es weiter?

Re-use of asphalt – what happens next?

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. H. Schmidt

Bei der Erstellung von Oberbauten in Betonbauweise wird die Dicke der einzelnen Oberbauschichten in der Die Wiederverwendung von Asphalt in Heißmischgut stellt die vorbildliche Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft
auf höchstem Wertschöpfungsniveau dar. Die FGSV-Regelwerke „Technische Lieferbedingungen für Asphaltgranulat, TL AG-StB 09“ und „Merkblatt für die Wiederverwendung von Asphalt, M WA 09/13“, bilden die Randbedingungen, unter denen aufbereiteter Ausbauasphalt wiederverwendet werden kann, ab. Seit den Ausgaben 2007 der ZTV Asphalt-StB und TL Asphalt-StB ist die Wiederverwendung auch fest im bau- und liefervertraglichen Regelwerk verankert. Allerdings haben sich die Aussagen im M WA zu den maschinentechnischen Zugabemöglichkeiten seit den 80er-Jahren kaum verändert, während die asphalttechnologischen und maschinentechnischen Entwicklungen seit dieser Zeit vorangeschritten sind. Daher sind die in den Technischen Regelwerken getroffenen Aussagen zur Wiederverwendung kritisch zu hinterfragen und an den aktuellen Stand der Technik anzupassen. Als Stichpunkte hierfür sind beispielsweise zu nennen: die gleichzeitige Zugabe mehrerer Asphaltgranulate, die schonende Vorerwärmung mittels neuer Paralleltrommelsysteme, die Wiederverwendung von modifizierten Asphalten, die anstehende Wiederverwendung von Asphaltgranulaten, die schon einmal mit Ausbauasphalt hergestellt wurden, die Zugabe von weicheren Frisch-Bindemitteln oder ggf. sogar der Einsatz von Verjüngungsmitteln, welche den Einsatz von Asphaltgranulaten mit stark oxidierten Bitumenanteilen ermöglichen. Hierfür sind in den nächsten Jahren die Regelwerke anzupassen bzw. ist durch Forschung sicherzustellen, wie der Umgang mit den verschiedenen Asphaltgranulaten an der Asphaltmischanlage geregelt werden kann. Dazu gehört einerseits auch, dass der Asphaltmischguthersteller hier den notwendigen Gestaltungsspielraum bekommt, das anfallende Asphaltgranulat zielgerichtet wiederzuverwenden. Andererseits muss der Asphaltmischguthersteller auch ein Asphaltgranulat-Managementsystem betreiben, welches den verantwortungsbewussten Umgang mit dem Asphaltgranulat sicherstellt.

The re-use of asphalt in hot mixes is the exemplary implementation of a recycling management on the highest
value added level. The FGSV-regulations “Technische Lieferbedingungen für Asphaltgranulat, TL AG-StB 09“
(technical specification for reclaimed asphalt, TL AG-StB 09) and “Merkblatt für die Wiederverwendung von
Asphalt, M WA 09/13“ (notes to the re-use of asphalt, M WA 09/13) form the boundary conditions under
which reclaimed asphalt can be re-used. Since the editions 2007 of ZTV Asphalt-StB and TL Asphalt-StB the
re-use is firmly pinned in the construction and delivery contractual regulations. However, the statements in
M WA regarding the technical add-on possibilities have hardly changed since the 1980s, while the asphalt
technological and mechanical developments have proceeded since then. Therefore, the conclusions made in
the technical regulations regarding the re-use have to be critically questioned and adapted to the current
state of technology. As headwords for this are to name, for example: The simultaneous addition of reclaimed
asphalt from several stockpiles, gentle pre-heating by means of new parallel drum systems, the re-use of
modified asphalts, the upcoming re-use of asphalt, which has already been produced with reclaimed asphalt,
adding softer fresh binders or optionally even the use of rejuvenating agents which enable the use of reclaimed
asphalt with strongly oxidized bitumen proportions. For this purpose the regulations have to be adapted in the
next few years and by research it has to be ensured respectively, how dealing with the various stockpiles of
reclaimed asphalt can be controlled at the asphalt mixing plants. This also includes on the one hand that the
manufacturer of asphalt mixtures will get the necessary leeway to re-use the arising amounts of reclaimed
asphalt target-orientated. On the other hand the manufacturer of asphalt mixtures has to operate a management
system for reclaimed asphalt which ensures the responsible handling of these materials.
Wiederverwendung v

Einfluss von Kornform und Wachsmodifikation auf technische, ökonomische und ökologische Eigenschaften von Gussasphalt – Teil 1

Impact of aggregate shape and wax modification on technical, ecological and economic performance of mastic asphalt mixtures

Ass. Prof. DI Dr. B. Hofko, Dipl.-Ing. M. Dimitrov; Dipl.-Geoökol. (MSc) O. Schwab, Dipl.-Ing. F. Weiss,
Ao. Prof. Dr. A. Kaspar-Giebl, Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. H. Rechberger,
Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. H. Grothe, A-Wien

Durch Temperaturabsenkung in der Gussasphalt-Produktion ist es möglich, Kosten und Energieverbrauch
sowie den Ausstoß gesundheitsrelevanter Aerosole über den gesamten Lebenszyklus zu verringern. Die
Wachsmodifizierung von Bitumen zur Temperaturabsenkung ist eine Methode, die inzwischen in den Stand
der Technik übergegangen ist. In einem interdisziplinären Forschungsprojekt an der TU Wien wurde eine
effiziente Alternative zur Temperaturabsenkung von Gussasphalt entwickelt. Dazu wurden umfangreiche
Untersuchungen zum Gebrauchsverhalten und zur Partikelemission sowie eine Lebenszyklusanalyse an
verschiedenen temperaturabgesenkten Gussasphalten durchgeführt und mit einem Referenz-Mischgut
verglichen. Zur Anwendung kamen eine Bitumenmodifizierung mittels Amidwachs sowie die neu entwickelte
Methode, bei der Kantkorn gezielt durch Rundkorn ersetzt wird. Dabei zeigt sich, dass für beide Methoden
eine Temperaturabsenkung von 30 °C erreicht werden kann. Werden beide Methoden kombiniert, also
Wachsmodifikation und Einsatz von Rundkorn, so kann die Temperatur um 50 °C abgesenkt werden. In Bezug auf
das Gebrauchsverhalten zeigt sich, dass der Widerstand gegen bleibende Verformungen nicht durch die Kornform
beeinflusst wird, und dass die Amidwachs-Modifikation zu einer Verdopplung des Verformungswiderstands
führt. Der Widerstand gegen Kälterisse wird weder durch die Kornform noch durch Amidwachs-Beigabe
beeinflusst. Die Emissionsanalyse zeigt, dass mehr als 80 % der bei der Produktion ausgestoßenen Partikel
kleiner als 2,5 μm sind. Aus der Sicht der Lebenszyklusanalyse ist die Hauptmotivation für Temperaturabsenkung
die deutliche Verringerung der Partikelemissionen. Bei 50 °C Absenkung reduzieren sich die PM10-Emissionen
um 80 %. Zudem können 20 % der Produktionsenergie eingespart werden. Der Einsatz von Wachs reduziert
Energiekosten bei der Produktion, erhöht jedoch bei Berücksichtigung der Materialkosten die Gesamtkosten.
Insgesamt legen die untersuchten Varianten nahe, dass der Einsatz von Wachsadditiven als kontrovers, der
Ersatz von Kantkorn durch Rundkorn als vorteilhaft einzustufen ist.

Temperature reduction of mastic asphalt (MA) mixtures has the potential to decrease cost and energy demand
as well as health-relevant emissions of particulate matter throughout the life cycle. The state-of-the-art
method for temperature reduction is wax modification of the bituminous binder to reduce its viscosity. In
this paper, the results of an extensive study on mechanical performance, particulate matter emission and
life-cycle analysis of temperature-reduced MA are presented. Therefore, a reference MA is compared to three
temperature-reduced MAs: a state-of-the-art reduction by modification with amide wax and an alternative
method by substituting crushed by rounded aggregates. For both methods, a temperature reduction of 30 K
can be realized. In addition, a combination of both methods, wax modification and use of rounded aggregates,
is investigated, for which a reduction of 50 K is possible. The results show that the resistance to permanent
deformation is not decreased by using rounded aggregates and that it can be doubled by employing amide
wax regardless of the aggregate shape. Resistance to low-temperature cracking is affected by neither of the
employed methods for temperature reduction. Emission analysis reveals that more than 80 % of the emitted
particulates are below 2.5 μm. From a life cycle perspective, a main benefit of temperature-reduced MAs is
the significant decrease in particulate emissions, and that a reduction of 50 K reduces PM10 emissions by
80 %. Also, up to 20 % of production process energy can be saved when the mixing temperature is reduced
by 50 K. Application of a wax additive reduces process energy costs, but increases the total life cycle costs.
Based on the considered scenarios, the application of additives is controversial and the substitution of crushed
aggregates by round aggregates seems to be beneficial.

Ingenieurbauwerke – Konzepte zur leistungsfähigen Sensordatenüberwachung

Bridge structures – Conception for high-capable sensor data monitor

Dipl.-Ing. E. Kempkens, Bergisch Gladbach
Dr.-Ing. F. Sawo, Karlsruhe

Derzeit beruht das Erhaltungsmanagement von Brücken vornehmlich auf turnusmäßigen visuellen Bauwerksprüfungen. Schäden werden häufig erst entdeckt, wenn sie offensichtlich sind – was unwirtschaftlich ist. Schäden und kritische Reaktionen des Bauwerks kündigen sich allerdings oftmals schon im Inneren der Struktur, in nicht einsehbaren Bereichen und durch die tatsächlich vorliegenden, aber oft nicht genau bekannten Einwirkungen auf das Bauwerk an. Bestands- und Neubau-Brücken sollten daher in der Lage sein, bereits frühzeitig und ergänzend zu den Bauwerksprüfungen Auskunft über ihren Zustand und dessen Entwicklung geben zu können. Benötigt werden hierzu flexible und modular anpassbare Systeme zur messtechnischen Unterstützung in und am Bauwerk, differenzierte Bewertungsverfahren und ein entsprechend erweitertes Erhaltungsmanagement. Hinsichtlich einer messtechnischen Instrumentierung am Bauwerk sind zum einen leistungsfähige und dauerhafte Sensorik zur Erfassung von Einwirkungen und Bauteilreaktionen an diesem sowie zum anderen eine intelligente Messdatenverarbeitung zur Plausibilisierung, Fusion, Interpolation und Reduktion von Sensordatenströmen vor Ort erforderlich. Der Beitrag fasst im Rahmen aktueller Forschung untersuchte Ansätze und Realisierungsmöglichkeiten zur Sensordatenanalyse und -überwachung – wie sie insbesondere zur Sicherstellung belastlastbarer, stark fehlerminimierter Zustandsinformationen erforderlich sind – unter praktischen Gesichtspunkten einer Umsetzung bei der Überwachung von Brückenbauwerken zusammen. Verschiedene Verfahrensansätze werden hinsichtlich Einsatzbereich, Aufwand und Nutzen diskutiert. Die gewonnenen Erkenntnisse sind von allgemeiner Bedeutung und daher auf andere Bereiche des Erhaltungsmanagements von Infrastruktur übertragbar.

At present, bridge maintenance management typically consists of regular visual building inspections.
Structural damage frequently remains undiscovered until it becomes clearly visible – a situation which
makes little economic sense. However, it is often the case that damage and critical reactions to a bridge’s
internal structure occur in inaccessible and concealed places, and are caused by actual but often unknown
effects on the construction. Existing as well as newly-constructed bridges should therefore be able to provide
information about their condition and development at an early stage in addition to the building inspections.
To achieve this, flexible and adaptable modular systems are required in and on the bridge structures to provide
measurement-technology support, together with differentiated evaluation procedures and a correspondingly
enlarged maintenance management programme. On the one hand, the instrumentation required must consist of
capable and durable sensor technology to register the exposure on the structures and the reactions of individual
structural components, on the other hand smart measurement data processing to ensure the plausibility, fusion,
interpolation and reduction of sensor data streams in situ is necessary. This article summarizes approaches
and prospects of realization to a high-capable sensor data analysis and monitoring concept – especially in
the context of needed securing reliable information with a minimized margin of error about the condition of
a structure – which have been examined in the context of current research with a focus on practical aspects
of implementation monitoring bridge structures. The discussion examines various methodical approaches with
regard to areas of application and input-to-benefit-ratio. The findings of this article are of general interest
and therefore transferable to other areas of infrastructure maintenance management.
Konzepte zur leistungsfäh

Bilanzierung der Landesstraßen im Saarland

Accounting of state roads in the Saarland

Dr. rer. oec. C. Marettek, Saarbrücken;
Dipl.-Betriebsw. (FH) A. Becker, Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) A. Hoffmann, Betriebswirt (WA Dipl.-Inh.) P. Lang, Neunkirchen

Überörtliche Straßen werden in der Bundesrepublik Deutschland bislang nur von drei Bundesländern, die ihre
Landesstraßen bewertet haben, in Bilanzen dargestellt: Das Land Hessen war bereits 2001 bis 2003 als Vorreiter
mit einem Sachwertverfahren zu Wiederbeschaffungskosten gestartet, in dem eine bestimmte Landesstraße
als ein einziges Wirtschaftsgut betrachtet und fortgeschrieben wurde. Danach hat Rheinland-Pfalz nacheinander
zwei verschiedene Bewertungsmethoden angewendet, zuletzt zwischen 2006 und 2008 ein Vier-Komponenten-
Modell. Schließlich wurde im Saarland 2009 bis 2012 ein Zwei-Komponenten-Modell realisiert, das zwischen
den Komponenten „Decke“ und „Straßenkörper“ differenziert und im Fachbeitrag vorgestellt wird. Vor dem
Hintergrund der aktuellen Diskussion um eine mögliche Infrastrukturgesellschaft des Bundes, für die möglicherweise
die Bundesfernstraßen aufgenommen und bewertet werden könnten, besitzt das Thema eine besondere
Aktualität. Das saarländische Projekt war ein gemeinsames Projekt des zuständigen Landesbetriebs mit Wirtschaftsprüfern
und Ingenieuren.

Within the Federal Republic of Germany state roads are not presented in balance sheets except of three federal
states: Between 2001 and 2003 Hesse was the first state using areplacement cost method in which a specific
state road was treated as a single asset. Then, Rhineland-Palatinate used consecutively two different methods.
Between 2006 and 2008 this state assessed a four component method. Finally, Saarland used a two
component method in order to separate wearing courses from base courses. This model is presented in the
article. Considering the current discussion of establishing an infrastructure company for the federal state road
network this subject is highly relevant. The Saarland project was a joint project of the responsible state operation
with consultants and engineers.
Bilanzierung der Landess