Herstellung und Begriffserklärung
1. Bitumen
Bitumen ist fester Bestandteil der Baustoffindustrie und besitzt eine vielseitige technische Verwendung (jedoch wird 70% der Bitumenproduktion im Straßenbau verwendet). Bitumen entsteht bei der Aufbereitung (Destilation) geeigneter Erdöle und besteht aus verschiedenen organischen Substanzen.
2. Teer
Die neue Bezeichnung ist Steinkohlenteerpech. Es bestehen große Unterschiede in stofflicher Hinsicht als auch im Gebrauchsverhalten (z. B. Geruch, thermoviskoses Verhalten). Häufig wird Teer und Bitumen verwechselt.
3. Asphalt
Er besteht aus einem Gemisch aus Bitumen und Mineralstoffen. Asphalt wird vorwiegend durch technische Herstellung in stationären Anlagen hergestellt, kommt aber auch als Naturasphalt vor.
Verwendung von Bitumen bzw. Asphalt im Straßenbau
1. Bitumensorten
1.1 Prüfverfaren für bitumenhaltige Bindemittel
- DIN 1995: Anforderungen für bitumenhaltige Bindemittel für den Straßenbau
- DIN 52000 - DIN 52048: Prüfung bitumenhaltiger Bindemittel
- Nadelpenetration
- Erweichungspunkt Ring und Kugel (Ermittlung der Temperatur, bei der eine definierte plastische Verformung erreicht wird)
- Brechpunkt nach FRAASS (Verhalten des Bitumens bei tiefen Temperaturen)
- Erweichungspunkt nach KRAEMER-SARNOW
1.2 Eigenschaften der Bitumensorten
B 200 |
B 80 |
B 65 |
B 45 |
B 25 |
weicher |
< |
- |
> |
härter |
Hauptsächliche Verwendung im Straßenbau: mittlere bis härtere Sorten von B 200 bis B 65. Die Auswahl der Sorten erfolgt nach der Mischgutart und der gewünschten späteren Festigkeitseigenschaft. Zu beachten ist, daß die Verarbeitungstemperatur mit der Härte der Bitumensorte ansteigt.
Gegenüberstellung weich-hart:
Weiches Bitumen:
- Erleichtert das Einbauen und Verdichten
- Begünstigt Nachverdichtung unter Verkehr
- Verringert die Rißempfindlichkeit dünner Konstruktionen bei Überlastung
Begünstigt aber Verformuingen unter Schwerverkehr im Sommer
Härteres Bitumen:
- Erhöht die Verformungsbeständigkeit
- Höherer Verdichtungsaufwand
- Verkürzte Verarbeitungsfrist
- Größere Einbaudicken zur besseren Verdichtbarkeit
2. Mischgutzusammensetzung
Die Menge (%-mäßiger Anteil) des Bitumens richtet sich nach der Verkehrsbelastung und dem Kornaufbau (Größe der Körner). Das Mischgut besteht aus etwa 82-97 Massen-% aus Mineralstoffen, der Rest aus Bindemitteln
Mineralstoffe:
- Natursand und / oder Brechsand
- Kies und / oder Splitt (gebrochenes Korn ist schwer verdichtbar, unter Verkehr wenig Verformung)
- Füller (Feinstanteile <0,09 mm)
der Eigenfüller ist der in den verwendeten Mineralstoffkörnungen enthaltene Füller. Der Fremdfüller ist der in Form von Gesteinsmehlen oder anderen feinstkörnigen Mineralstoffen gesondert hergestellte Füller Der Füller hat die Aufgabe die Korngrößenabstufung im Feinbereich zu verbessern, den Hohlraumgehalt des Mischgutes zu verringern, den Bitumen zu versteifen und er sorgt für eine bessere Stabilisierung bei höheren Temperaturen.
3. Mischgutarten
Hinsichtlich der Kornzusammensetzung werden 5 Mischgutarten unterschieden (vorallem bei den Tragschichten)
4. Aufbau des Straßenkoffers
a) Bauklassen
Grundlage für die Bemessung (Dimensionierung) des Straßenkoffers sind:
- Die Straßenart (Abhängig von der Höhe der Verkehrsbelastung)
- Schlechter Untergrund (Nordhang), welcher einen Zuschlag bei den Kofferstärken bewiken kann
Grobunterscheidung des Aufbaus
- Oberbau: Deckschicht, Binderschicht, Tragschicht
- Unterbau: künstlich hergestellter Dammkörper
- Untergrund: natürlich anstehender Boden
b) Deckschicht
Die Anforderungen für die Deckschicht:
Ebenheit, Griffigkeit, Verschleißfestigkeit, Abdichtung für untere Schichten gegen Niederschläge, hohlraumarmigkeit, verformungsbeständigkeit
Die Schichtdicken betragen zwischen 3 und 5 cm.
Sie bestehen meistens auf Asphaltbeton , Gußasphalt, Asphalmastix oder Splittmastixasphalt.
Die verwendeten Korngrößen sind 0/5, 0/8, 0/11, 0/16
c) Binderschicht
Anforderung für die Binderschicht ist die Verformungsstabilität Die Aufgabe besteht darin, die Unebenheiten der Asphalttragschicht auszugleichen und aus dem Verkehr stammende Schubkräfte aufzunehmen. Die Schichtdicken sind zwischen 4 und 8 cm. Sie setzt sich aus hohlraumreichen Asphalbeton zusammen mit größerem Splittanteil in folgenden Korngrößen 0/11, 0/16, 0/22.
d) Tragschicht (incl. Frostschutzschicht)
Anforderungen sind hier die Verteilung der Kräfte sowie die Frostsicherheit.
Die Schichtdicke ist abhängig von der Tragfähigkeit der Unterlage und der Verkehrsbelastung.
Die Schichtdicken sind zwischen 5 und 18 cm. Sie sollten aber aus einbautechnischer Sicht Dicken von 8 cm nicht unterschreiten.
Verwendete Korngrößen: 0/22, 0/32.
