Prüfverfahren für Asphaltfahrbahnen
Neues Hinweispapier erschienen
Der FGSV Arbeitskreis 7.4.2 beschäftigte sich mit Prüfverfahren zur Beurteilung der Befahrbarkeit von Walzasphaltdeckschichten auf Basis einer wissenschaftlichen Arbeit an der TU Braunschweig, eines abgeschlossenen Forschungsvorhabens der Ruhr-Universität Bochum und ergänzenden Erprobungen im Baufeld.
Schnell wurde klar, dass weder die Zeitspanne nach dem Einbau noch der Temperaturverlauf während der Abkühlphase hinreichende Kriterien zur Befahrbarkeit sind.
Berücksichtigt wurde bei der Auswertung auch der Einsatz von viskositätsverändernden Zusätzen, die sowohl Verarbeitungseigenschaften des Asphaltmischgutes, als auch den Zeitpunkt der Befahrbarkeit beeinflussen.
Im Ergebnis bildete sich dabei das in den H VVA beschriebene Verfahren heraus (siehe auch "Hinweise zur Verkehrsfreigabe von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt", H VVA, Ausgabe 2022), in dessen Mittelpunkt das Modifizierte Leichte Fallgewichtgerät steht, da dieses der Zielsetzung und den Gegebenheiten auf den Baustellen am besten geeignet ist.
ABZ-Stellenmarkt
Bitum härtet nach physikalischen Gesetzen ab. Werden dem Bitumen spezielle organische Zusätze (beispielsweise Wachse) zugegeben, entsteht ein viskositätsverändertes Bitumen.
Hierdurch lässt sich beim Asphalteinbau die Temperatur absenken und nach dem Walzvorgang eine frühere Steifigkeit erwarten.
Eine Betrachtung des Abkühlvorgangs vor dem Hintergrund der Elastizitätstheorie zeigt, dass die plastischen Eigenschaften unter dynamischer Belastung, also die bleibenden Verformungen, gegen Null gehen, während die elastischen Verformungsanteile überwiegen. Der Übergang vom vorwiegend viskosen zum vorwiegend elastischen Verformungsverhalten der eingebauten Walzasphaltdeckschicht in der Abkühlphase bildete die Grundlage für das Prüfgerät.
Es gibt zahlreiche Prüfverfahren im Labor, bei denen der Asphalt anhand von Bohrkernen, die auf der Baustelle direkt nach dem Einbau gezogen werden, auf Eignung und Zusammensetzung beurteilt wird.
In diesem Prozess bleibt die Frage nach dem Verformungsverhalten der verdichteten Walzasphaltdeckschicht, also der Erstbefahrung, jedoch völlig offen.
Eine Verkehrsfläche aus Walzasphalt wird vorwiegend dynamisch belastet. Aus diesem Grund wurde zur Beurteilung des Verformungsverhaltens die dynamische Stempeleindringmethode mit dem Modifizierten Leichten Fallgewichtsgerät gewählt.
Ein Fallgewicht fällt entlang einer Führungsstange in ein Federpaket, das einen Kraftstoß von 9,4 kN auf einen Prüfstempel mit 50 mm Durchmesser überträgt.
Die Eindringtiefe des Prüfstempels (Setzung) ist abhängig von dem Verformungsverhalten des Asphaltes. Das Verformungsverhalten vollständig abgekühlter Walzasphaltdeckschichten zeigt (unabhängig von Asphaltmischgutsorte) über einen großen Temperaturbereich bei einer Belastung von 4,5 MN/m² Setzungswerte (elastische Verformungen) unter 0,3 mm.
Daher wurde dieser Wert als Referenzwert für die Verkehrsfreigabe in die Berechnung des Freigabekennwertes herangezogen.
Um den Einfluss der Abstreumaterialien auf die Setzung zu minimieren, erfolgen an jedem Prüfpunkt fünf Belastungsstöße und es wird der Mittelwert aus fünf Messwerten ausgewertet. Dieser wird mit dem Referenzwert verglichen und im Ergebnis als Freigabekennwert AVF [%] ausgegeben.
Liegt der Mittelwert der fünf Messwerte eines Messpunktes unter dem Referenzwert, so werden die für den AVF geforderten 100% erreicht und die Walzasphaltdeckschicht wäre an diesem Punkt theoretisch schon befahrbar. Diese Prüfpunkte verteilen sich über ein repräsentatives Messfeld mit drei Messstationen mit je fünf Messpunkten. Alle Messpunkte müssen den geforderten Freigabekennwert erreichen.
