„Präzise Dosierung gelingt mit der VÖGELE Sprühfertiger-Technik par excellence!“

Interview mit Dipl.‑Ing. Klaus Graf, Experte für lärmmindernde Asphaltbauweisen

Durch die Option, Bitumenemulsionen und Mischgut in einem Arbeitsgang aufzutragen, eignet sich der SUPER 1800‑2 mit SprayJet Modul ganz besonders für den Einbau dünner Schichten im Heißeinbau auf Versiegelung (DSH‑V). Solche Schichten reduzieren, ähnlich wie offenporiger Asphalt, den Verkehrslärm. Um diese und ähnliche Asphaltbauweisen hat sich Dipl.‑Ing. Klaus Graf verdient gemacht. Im Interview mit RoadNews geht der ehemalige Prüfstellenleiter des Instituts für Materialprüfung Dr. Schellenberg in Leipheim auf die Bedeutung der VÖGELE Sprühtechnologie für die Herstellung dieser lärmmindernden, dünnen Deckschichten ein.

Zur Person

Dipl.‑Ing. Klaus Graf beschäftigt sich seit Jahrzehnten intensiv mit dem Einbau von dünnen Asphaltschichten. Bis zu seinem Ruhestand war Herr Graf Prüfstellenleiter des Instituts für Materialprüfung Dr. Schellenberg in Leipheim. In dieser Funktion hat er dutzende Dünnschicht-Baumaßnahmen begleitet und sich ein Expertenwissen über Sprühfertiger erworben. Er ist Mitglied der Bayerischen Ingenieurekammer-Bau sowie diverser Arbeitskreise der Forschungsgesellschaft für Straßenund Verkehrswesen (FGSV), in denen er nach wie vor an der Ausarbeitung verschiedener Merkblätter mitwirkt.

RoadNews: Herr Graf, Sie beschäftigen sich seit vielen ­Jahren mit lärmmindernden Asphaltbauweisen im Straßenbau. Welche Bedeutung hat diesbezüglich der Einbau von dünnen Schichten?

Dipl.‑Ing. Klaus Graf: Darüber kann man wahrlich lange referieren, denn der Einbau von dünnen Schichten hat in den letzten Jahren deutlich an Bedeutung gewonnen. Das kommt zum einen daher, dass die öffentlichen Kassen mehr als knapp sind und deswegen die zur Verfügung stehenden Finanzmittel häufig nur für Deckschicht‑Sanierungsmaßnahmen ausreichen. Zum anderen bietet der Einbau von dünnen Schichten tolle Möglichkeiten, den steigenden Anforderungen an lärmmindernde Asphalte gerecht zu werden. Durch den passenden Belag können heute Lärmreduzierungen von gut 5 dB(A) erzielt werden. Ein weiterer Aspekt beim Einsatz von dünnen Deckschichten im Heißeinbau ist die Reduzierung der Menge an hochwertigen Gesteinskörnungen.

RoadNews: Meinen Sie dabei beispielsweise auch den Einbau im DSH‑V Verfahren?

Dipl.‑Ing. Klaus Graf: Nicht nur DSH‑V. Das ist nur eines der möglichen Verfahren. Um lärmmindernde Asphalte einzubauen, gibt es auch noch SMA LA, also »Splittmastixasphalt Lärmarm«, der erstmals 2005 in Bayern auf Autobahnen zur Anwendung kam. Ein weiterer lärmmindernder Belag mit der Bezeichnung LOA 5 D wurde 2007 erstmals in Nordrhein-Westfalen eingebaut. LOA steht für »lärmtechnisch optimierte Asphaltdeckschicht«. DSH‑V und LOA 5 D weisen ein Größtkorn von 5 mm auf, SMA LA eines von 8 mm. Die Einbaumengen variieren je nach Bauweise zwischen 30 und 60 kg/m².

RoadNews: Beim Einbau von Dünnschichtbelägen kommt ja der Frage nach Art und Verwendung des Vorspritzmittels eine große Bedeutung zu. Welche Erfahrung haben Sie hier gemacht?

Dipl.‑Ing. Klaus Graf: Klar ist, dass ohne Versiegelung der Unterlage beim Dünnschichteinbau nichts geht. Ob nun Emulsionen vom Typ C60BP1‑S oder C67BP5‑DSH-V verwendet werden. Wichtig ist, dass der Emulsionsauftrag in konstanten Mengen über die gesamte Fläche aufgetragen und der Emulsionsfilm vor dem Überbauen mit Asphalt nicht beschädigt, also aufgerissen wird. Deshalb bin ich ja auch ein Fan und Befürworter der neuen Sprühfertiger-Technik. Diese ermöglicht es, dass der Asphalt direkt im Anschluss an das Aufsprühen der Emulsion eingebaut wird. Ein »Aufwickeln« des Emulsionsfilms durch die Reifen der Transportfahrzeuge, des Beschickers oder des Fertigers wird dadurch vermieden. Dazu kommt, dass auch die Menge der Emulsion exakt gesteuert werden kann. Und das ist extrem wichtig, weil die Menge der benötigten Emulsion in hoher Abhängigkeit von der Beschaffenheit der zu überbauenden Schicht und auch der Qualität des Asphalts steht. So ist es verständlich, dass beispielsweise eine gefräste Fläche eine andere Emulsionsmenge erfordert, als dies beim Überbauen einer frischen oder neu eingebauten Binderschicht der Fall ist. Das erfüllt die VÖGELE Sprühfertigertechnik par excellence. Hier lassen sich die Sprühmengen von 0,2 kg/m² bis über 1,6 kg/m² einstellen. Und genau das ist in der Praxis wichtig.

RoadNews: Von vielen Praktikern im Straßenbau wird immer wieder eine Frage gestellt: Was passiert eigentlich mit dem Wasser, das in der Emulsion enthalten ist, wenn direkt nach dem Aufsprühen der Emulsion der Straßenfertiger den Asphalt einbaut? Das Wasser muss doch irgendwohin!

Dipl.‑Ing. Klaus Graf: Das ist eine sehr gute Frage. Die Antwort fällt sehr differenziert aus, weil das stark von der verwendeten Emulsion und der einzubauenden Asphaltmischgutart abhängig ist. Zum Beispiel beträgt der Wasseranteil bei der C60BP1‑S ca. 40 %, bei der C67BP5‑DSH‑V ca. 33 %. Wenn nun die auf 70 bis 80 °C vorgeheizte Emulsion auf die untere Schicht aufgetragen wird, beginnt das darin enthaltene Wasser sofort zu verdampfen. Und da wir beim Dünnschichteinbau im Regelfall einen Asphalt verwenden, der halbdurchlässig (semipermeabel) ist, kann die nach dem Einbau noch enthaltene Restfeuchtigkeit durch die offene Struktur des Asphalts entweichen. Der Emulsion wird also das Wasser entzogen und es bleibt nur noch ein Bitumenfilm übrig. Diese Besonderheit, bei der von der Emulsion durch Kontakt mit dem Gestein nur noch ein festhaftender Bitumenfilm übrig bleibt, wird in der Fachsprache »Brechen der Emulsion« genannt.

RoadNews: Und wie ist es beim sogenannten Haftkleber?

Dipl.‑Ing. Klaus Graf: Haftkleber gibt es in dieser Form in Deutschland nicht mehr. Die ZTV Asphalt‑StB 07 (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt) sieht außer der Verwendung von polymermodifizierter Emulsion auch die fluxmittelhaltige Emulsion vom Typ C40BF1‑S vor. Diese verfügt über weniger Bitumen, dafür aber über mehr Wasser und auch über ein Fluxmittel (eine Verarbeitungshilfe zur Verringerung der Viskosität). Das war früher der Haftkleber. Diese Emulsion kommt in Bauklassen mit niedriger Verkehrsbeanspruchung zum Tragen, also den Bauklassen IV bis VI. Und weil hier die Beanspruchung geringer ist, wird auch deutlich weniger Emulsionsmenge benötigt. Der dünnere Auftrag erlaubt dann ein schnelleres Verdampfen des Wassers, als dies bei größeren Emulsionsmengen der Fall ist. Grundsätzlich empfehle ich, die C40‑Emulsion bevorzugt in den warmen Sommermonaten zu verwenden, weil dann das Emulsionswasser leichter verdunsten kann.

RoadNews: Heißt das also, dass die Emulsion unabhängig vom Typ beim Einbau »brechen« kann, so wie es in der ZTV Asphalt gefordert wird?

Dipl.‑Ing. Klaus Graf: Auf alle Fälle. Man muss aber natürlich richtig damit umgehen. Es ist zwingend erforderlich, dass die Maschinentechnik es ermöglicht, die passende Emulsionsmenge fein dosiert aufzutragen. Wird beispielsweise von der C40 zu viel aufgetragen, so kann es passieren, dass das Wasser nicht rechtzeitig verdampft. Das Bitumen fängt dann an zu schäumen und kann durch die Deckschicht an die Oberfläche treten. Diese wird überfettet und verliert an Griffigkeit. Das ist natürlich ein ungewünschter Effekt, den es zu vermeiden gilt. Dies gelingt mit der passenden Maschinentechnik und dem nötigen Know‑how. Damit lassen sich lärmreduzierte Dünnschichtbeläge auf Versiegelung langlebig und wirtschaftlich herstellen.

RoadNews: Und wie verhält sich das bei dichten, also nichtoffenporigen Asphalten?

Dipl.‑Ing. Klaus Graf: Auch das geht. Nur ist es hier noch wichtiger, dass die passende Emulsionsmenge gesprüht wird, damit das Wasser rechtzeitig verdampfen kann. Aber beim Einbau dünner Schichten im Heißeinbau auf Versiegelung kommen eigentlich immer semipermeable Asphaltdeck­schichten zum Einsatz, sodass sich im Normalfall die Frage nach dem Einsatz bei dichten Asphalten nicht so häufig stellt. Im Einzelfall sollte die Machbarkeit mithilfe eines Probefeldes verifiziert werden.

Ein ganz wichtiger Tipp an alle Praktiker ist folgender: Die abgefräste Fläche sollte immer sehr gut gereinigt und auch das Reinigungswasser abgesaugt werden. Für die ­Qualität des neuen Belages ist es unabdingbar, dass Schmutz und Reinigungswasser möglichst vollständig von der zu überbauenden Unterlage entfernt werden. Geometrisch anspruchsvolle ­Flächen wie Zwickel an Verkehrsinseln oder bei ­Einmündungen sowie Bereiche um Wassereinläufe sollten vorab von Hand vorgespritzt werden. Wenn das berücksichtigt wird, die richtige Maschinentechnik zum Einsatz kommt sowie die geeignete Emulsionsart und die passenden Emulsionsmengen ­aufgetragen werden, sind die Voraussetzungen für langlebige dünne und lärmarme Deckschichten sehr gut.

Wie das Wasser aus der Bitumenemulsion entweicht

[1] Vorbereitete Grundlage in Form einer gefrästen Fläche oder einer neu eingebauten Binderschicht.

[2] Auftragen der Bitumenemulsion mit dem #SUPER 1800‑2 mit SprayJet Modul#: Der Fertiger arbeitet im Sprühmodus und bringt exakt die benötigte Emulsionsmenge auf – vorgewärmt auf eine Temperatur von 70 bis 80 °C.

Sofort setzt eine chemische Reaktion ein, die als »Brechen der E mulsion« bezeichnet wird. Dabei wird der Emulsion Wasser entzogen, übrig bleibt ein festhaftender Bitumenfilm.

[3] Die Einbaubohle baut direkt im Anschluss die dünne Schicht aus offenporigem Asphalt ein. Das heiße Mischgut lässt noch mehr Wasser verdampfen.

[4] Eventuell noch verbliebenes Wasser in der Emulsion verdunstet durch die »offenen Poren« der Asphaltschicht.

Übersicht der Emulsionstypen für lärmmindernde Dünnschichten

C67BP5‑DSH‑ V ist eine kationische, polymermodifizierte Bitumenemulsion mit einem Brechverhalten der Klasse 5. Dies bedeutet, dass die Emulsion bei Kontakt mit dem Untergrund sehr schnell bricht. Das Brechverhalten und der hohe Bitumenanteil der Emulsion sind ideal beim Einbau dünner Schichten im Heißeinbau auf Versiegelung (DSH‑ V).

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