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Asphalt

Straße, Asphalt, Decke

Asphalt ist eine Mischung aus Bitumen & Gestein. Asphalt kommt in unterschiedlicher Körnung zum Einsatz. Die erste Verwendung von Asphalt, wurde mittels archäologischen Ausgrabungen auf 1200 v. Christus datiert.

Asphalt bezeichnet eine natürliche oder technisch hergestellte Mischung aus dem Bindemittel Bitumen und Gesteinskörnungen, die im Straßenbau für Fahrbahnbefestigungen, im Hochbau für Bodenbeläge, im Wasserbau und seltener im Deponiebau zur Abdichtung verwendet wird. Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen sind Asphaltbefestigungen in verschiedenartige Schichten unterteilt. Hierbei werden Asphalttrag-, Asphaltbinder- und Asphaltdeckschichten unterschieden. Je nach Dicke und Lage liefern sie ihren Anteil zur Tragfähigkeit der Gesamtkonstruktion, sofern alle Schichten zu einem kompakten Baukörper verbunden sind. Asphalt verhält sich chemisch nahezu inert (träges Reaktionsverhalten) und weist ein thermoplastisches Verhalten auf.

Die Festigkeit von Asphalt wird von den Temperaturverhältnissen bestimmt. Bei tiefen Temperaturen (Winter) verhält er sich elastisch, bei hohen Temperaturen (Sommer) dagegen viskoelastisch. Dieses Temperaturverhalten hat unmittelbaren Einfluss auf Elastizitäts- und Schubmodul des Asphalts. Der Elastizitätsmodul beschreibt die Spannung im Asphalt, die infolge einer lastbedingten Verformung auftritt. Er schwankt zwischen 1000 N/mm² im Sommer und 9000 N/mm² im Winter. Der Schubmodul gibt die Spannungen wieder, die infolge von Schubverformungen im Asphalt erzeugt werden.

Die Werkstoffkennwerte von Asphalt sind abhängig von dem Mischungsverhältnis und den Eigenschaften der beiden Bestandteile Bitumen und Gesteinskörnung. Das Mischungsverhältnis liegt grob bei 95 % Gesteinskörnung und 5 % Bitumen, dieses Verhältnis kann jedoch nach oben oder unten geringfügig verändert werden. Die beigegebene Menge (sogenannter Bindemittelgehalt) und die Härte (also die Bindemittelsorte) des Bitumens verändern das Materialverhalten wesentlich. Die Bindemittelsorte bestimmt weiter auch den Erweichungspunkt, welcher mit dem Ring- und Kugelversuch nachgewiesen werden kann, die Bindemittelhärte wird mit der Nadelpenetration ermittelt.

Die Gesteinskörnung übernimmt die Stützfunktion im Asphalt und muss in ihrer Korngrößenzusammensetzung, der sogenannten Sieblinie, auf die Belastung abgestimmt werden. Fehlen gewisse Korngrößen, also Kornanteile, in der Sieblinie, wie beispielsweise im offenporigen– oder Splittmastixasphalt, so spricht man von einer Ausfallkörnung.

Um ein gutes Tragverhalten zu erzielen, ist die Kornzusammensetzung so einzustellen, dass eine möglichst dichte Gesteinsmischung entsteht. Zusammen mit einer sachgemäßen Verdichtungbeim Einbau wird so ein hohlraumarmer Asphalt erstellt (Ausnahme offenporiger Asphalt). Des Weiteren müssen die Gesteinskörnungen frostbeständig und im Falle einer Asphaltdeckschichtpolierresistent sein.

Asphalt ist wasserundurchlässig, wenn der Hohlraumgehalt ≤ 2–3 Vol.-% ist. Asphalte zeigen auch, wenn sie durchströmt werden, keine Erosionserscheinungen; die Adhäsion zwischen Mineralstoff und Bitumen sowie die Kohäsion des Bitumens verhindern dies.

Der Baustoff Asphalt trägt heutzutage den wesentlichen Anteil an den Baustoffen für die Fahrbahnoberfläche von Straßen. So waren nach Angaben aus dem Jahr 2005 beispielsweise in der Bundesrepublik Deutschland 95 % aller befestigten Straßen mit einer Deckschicht aus Asphalt versehen. Bei genauerer Betrachtung erkennt man, dass dort ungefähr 75 % der Gemeinde- und Stadtstraßen sowie der Bundesautobahnen eine Fahrbahnoberfläche aus Asphalt haben. Die übrigen 25 % besitzen eine Pflaster- oder Betondecke. Auf deutschen Bundesstraßen wird fast ausschließlich Asphalt verwendet.

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