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Die ersten Versuche, die heißen Mischungen einzusetzen, fanden 1995 statt. 1997-1999 erschienen die ersten Fahrbahndecken, die in der WAM Foam Technologie ausgeführt wurden. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts machte die Technologie ihr Debüt in Deutschland und Frankreich. Den größten Erfolg gewann sie jedoch in den Vereinigten Staaten. Seit 2004 steigerte der Anteil der heißen Mischungen bis über 30 %. Polen hinkt auch nicht hinter und es werden immer mehr Straßenabschnitte in dieser Technologie gebaut.

Allgemeines

Die ersten Versuche, die heißen Mischungen einzusetzen, fanden 1995 statt. 1997-1999 erschienen die ersten Fahrbahndecken, die in der WAM Foam Technologie ausgeführt wurden. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts machte die Technologie ihr Debüt in Deutschland und Frankreich. Den größten Erfolg gewann sie jedoch in den Vereinigten Staaten. Seit 2004 steigerte der Anteil der heißen Mischungen bis über 30 %. Polen hinkt auch nicht hinter und es werden immer mehr Straßenabschnitte in dieser Technologie gebaut.

Bei der Herstellung der heißen Mischungen werden die speziellen Bindemittel eingesetzt. Im Forschungsinstitut  für Straßen und Brücken wurde das Forschungsprojekt "Bewertung der Haltbarkeit von heißen Mineral-Asphalt-Mischungen mit WMA Asphalten (eng. Warm Mix Asphalt)” realisiert. Die Arbeiten wurden unter Leitung Dr. Ing. Wojciech Bańkowski, des Stellvertretenden Leiters des Betriebs für Fahrbahndeckentechnologie geführt. Bei der Untersuchung wurden die WMA Asphalte, die durch LOTOS Asphalt hergestellt wurden, eingesetzt.

– Damit die heißen Mischungen eingesetzt werden können, müssen sie alle MMA Anforderungen erfüllen. Das ist die Conditio-sine-qua-non-Formel – erklärt Dr. Bańkowski.

Die Vergleichsuntersuchungen für die Verschleißschicht im Straßenunterbau wurden durchgeführt. Im ersten Fall wurde SMA 8 45/80-55 mit dem traditionellen Bindemittel in der Verdichtungstemperatur 145ºC (Referenzprobestück) mit den Probestücken mit Bindemittel WMA in Temperatur 125ºC und 105ºC verglichen. Für die Untersuchung des Straßenunterbaus wurde der Asphaltbeton AC16 P 35/50 mit dem traditionellen Bindemittel in der verdichteten Mischung bei 140ºC (Referenzprobestück) gewählt. Er wurde mit den Probestücken mit dem WMA Asphalt bei 120ºC und 100ºCverglichen. Die Probestücke wurden gemäß dem WT-2 2014 für die Straßen der Verkehrskategorie KR 5–7 vorbereitet.

– Unser Ziel war die Bestimmung des Einflusses der WMA Asphalte und der gesunkenen, technologischen Temperaturen (der Produktion im Einbau) auf die Beständigkeitseigenschaften MMA – erklärt Dr. Bańkowski.

Die Untersuchungen konzentrierten sich auch auf der Verdichtbarkeit der Mischungen, da diese Eigenschaft den größten Einfluss auf Beständigkeit der Fahrbahndecken hat. Für die Festlegung der Beständigkeit wurden drei Forschungsmethoden verwendet: Grundmethode, die bei der Projektierung der Mischungen und bei den Prüfuntersuchungen - Marschall-Stampfschuh, in der Verdichterplatte und im Gyratorverdichter - verwendet wird.

– Die korrekte Verdichtung hat einen wesentlichen Einfluss auf die Festigkeit der Mischung, ihre Witterungs- und Verkehrsbeständigkeit. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass die eingesetzten Bindemittel WMA die Verdichtbarkeit der Mischungen bei den gesunkenen Temperaturen, sowohl bei 20° C als auch bei 40° C verbessern.

In unseren klimatischen Bedingungen ein der wünschenswerten Merkmalen der Mischung ist die Witterungsbeständigkeit, die mit dem ITSR Indikator bestimmt wird. Diese Grunduntersuchung dient der Beurteilung der Festigkeit der Mischungen, die für die einzelnen Schichten verwendet werden.

– Obwohl die Vergleichsprobestücke in niedrigeren Temperaturen verdichtet wurden, kann man sagen, dass sie im Vergleich zu den Referenzprobestücken nicht verdichtet waren. Trotzdemerhielt man die guten Ergebnisse: ≥90 % für die Verschleißschicht und ≥70 % für die Unterbauschicht – erklärt W. Bańkowski.

Für die Festlegung der Ermüdungsbeständigkeit und der Steife wurden die funktionellen Eigenschaften der Mischungen vor und nach der technologischen und Betriebsalterung untersucht.

Die Untersuchung der Ermüdungsbeständigkeit hat eine besondere Bedeutung im Falle der Unterbauschicht. In allen Alterungszuständen waren die Ermüdungsparameter der WMA Mischungen, besonders der Mischungen, die bei der gesunkenen Temperatur 20ºC verdichtet wurden, wesentlich besser. Im Falle der Senkung der Temperatur bei 40ºC wurden die Unterschiede kleiner, ihre Ergebnisse waren den Vergleichsmischungen gleich.

Die Steife als Parameter wird bei der Projektierung der Konstruktion verwendet.

– Die Vergleichung dieses Merkmals beweist keine wesentlichen Unterschiede zwischen den kalten und heißen Mischungen. Wir haben dagegen die Unterschiede im viskoelastischen Verhalten der Mischungen mit WMA Anteil bemerkt, die einen größeren Anteil der klebrigen Phase hatten. Wir haben die Ergebnisse der Steife und der Ermüdung verbunden und die gleiche Tendenz beobachtet. Die Mischungen mit dem größeren Anteil der klebrigen Phase hatten die besseren Ermüdungsergebnisse.

Die gleichen Ergebnisse hatten wir nach der Untersuchung der Niedertemperatur-Rißbildungbeständigkeit. In jedem Alterungszustand, in jeder Variante, hatten die WMA Mischungen die besseren Ergebnisse. Die Unterschiede waren gering, in den Grenzen 1–3ºCunter den Laborbedingungen und bei den extremen Temperaturen der Rißbildung (-30ºC). Unter den realen Bedingungen jeder Grad des Unterschiedes auf dieser Ebene, besonders für die Verschleißschicht, bildet einen wesentlichen Unterschied - erklärt W. Bańkowski.

Auch andere Vorteile der heißen Mischungen sind bekannt. Sie können in zwei Gruppen geteilt werden: die, die mit der Produktions- und Ausführungsphase und die, die mit der Phase des Gebrauchs der Fahrbahndecke verbunden sind. Die Senkung der technologischen Temperatur bedeutet den niedrigeren Verbrauch des Kraftstoffes und die niedrigeren Produktionskosten und, was auch erwähnenswert ist, die Begrenzung der CO2Emission und der Emission von anderen Stoffen. Das ist von Bedeutung nicht nur für die Umwelt, sondern auch für die Person, die bei der Produktion beim Einbau der Mischungen (wenig Dunst) arbeitet.

– Der Einsatz von WMA Asphalten, die eine bessere Durchführbarkeit haben, ermöglicht den Einbau in die korrekte Verdichtung der Mischungen bei den niedrigeren Temperaturen. Das ist eine wichtige Information nicht nur für den Auftragsnehmer, der vor dem Einfluss der kritischen Bedingungen (niedrigere Lufttemperatur, längere Transportzeit) Angst hat, sondern auch für den Bauherrn, der eine potentiell dauerhaftere Fahrbahndecke erhält und dadurch die Instandhaltungskosten beschränken kann – so Dr. Bańkowski.

Es ist kein Geheimnis, dass das Geld für die Straßenreparaturen immer noch fehlt. In dieser Situation müssen schon auf der Planungsetappe die Instandhaltungskosten berücksichtigt werden. Es gibt die Technologien, die die Lebensdauer der Fahrbahndecken verlängern. Man muss sie nur suchen.

Die Durchführung einer gründlichen Analyse der Lebensdauer des Fahrbahnaufbaus ermöglichte die Bestimmung der potenziellen wirtschaftlichen Vorteile für die Bauherren. 

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