Die Asphaltschichten auf unseren Straßen müssen durchschnittlich alle 15 Jahre erneuert werden. Ein hoher Prozentsatz des Ausbauasphalts fließt bereits heute erneut in den Straßenbau. Allerdings wird das Material mit der Zeit hart und spröde. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung prüft daher, ob biobasierte Verjüngungsmittel dazu beitragen können, dass Altasphalt dauerhaft elastisch bleibt.
Nach Zahlen des Deutschen Asphaltverbands werden in Deutschland über 80 % des Ausbauasphalts wiederverwendet. Die Wiederverwendung im Straßenbau funktioniert allerdings nur, wenn man dem aufgebrochenen oder aufgefrästen Altmaterial noch etwas hinzufügt. Die bisherige Praxis sieht so aus, dass man einfach „frisches“ Bitumen zumischt. Dadurch lässt sich die notwendige Viskosität und Elastizität wiederherstellen, um das Ausbaumaterial erneut auf der Straße verarbeiten zu können.
Problemsituation
Die bisherige Praxis hat aber eine Reihe von Nachteilen. So muss man zum Beispiel bei jeder erneuten Wiederverwendung des Asphalts den Bitumenanteil erhöhen. Zugleich ist der zulässige Bitumengehalt von Asphalt aber begrenzt. Außerdem wird der Ausbauasphalt – trotz Frischbitumen – mit der Zeit härter und spröder, was die Gefahr von Rissen und anderen Schäden in der Fahrbahndecke erhöht.
Unterm Strich heißt das, dass die Asphalt-Wiederverwendung mit der bisherigen Variante nur in wenigen Zyklen möglich ist. Hinzu kommt, dass das fossile Bindemittel Bitumen nicht gerade nachhaltig ist und in Zukunft auch nicht mehr ausreichend zur Verfügung stehen dürfte. Schließlich ist Bitumen ein erdölbasiertes Produkt. Das bisherige Verfahren verschlechtert mit jedem neuen Zyklus die CO2-Bilanz von Ausbauasphalt – eben weil der Bitumenanteil kontinuierlich steigt.
Vor dem Hintergrund der geschilderten Problematik sucht die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) nach Alternativen. Im Projekt „Postcarbone Straße“ erforscht sie die Frage, ob sich Asphalt durch Hinzufügen von biobasierten Verjüngungsmitteln – statt frischem Bitumen – häufiger und gleichzeitig nachhaltiger wiederverwenden lässt. An dem Projekt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird, beteiligen sich neben der BAM auch die Ruhr-Universität Bochum und die Technische Universität Berlin.
Verjüngungskur für Straßen
„Wir möchten die Grenzen verschieben und einen Weg aufzeigen, wie sich Asphalt mithilfe nachhaltiger Rejuvenatoren deutlich länger wiederverwenden lässt“, erläutert BAM-Mitarbeiterin Sandra Weigel. Die Expertin für Bindemittel im Straßenbau leitet das DFG-Projekt. Das Wort „Rejuvenatoren“ ist der wissenschaftliche Begriff für Verjüngungsmittel. Darunter versteht man im Asphalt spezielle Öle, die man zerkleinertem Ausbauasphalt hinzufügt, um das im Altmaterial enthaltene Bindemittel weniger zähflüssig zu machen.
Die Forschenden des Projekts „Postcarbone Straße“ suchen nach biobasierten Verjüngungsmitteln und haben hier zum Beispiel die Öle aus Kiefernharz oder Cashewkernen im Blick. Untersuchungen in einem Vorprojekt haben jedoch gezeigt, dass deren positive Wirkung bisher auf maximal vier Wiederverwendungszyklen begrenzt ist. Das Projekt zielt aber auf einen möglichst unbegrenzten Wiederverwendungskreislauf. Die Aufgabe besteht daher nun darin, biobasierte Rejuvenatoren derart zu modifizieren, dass das Ziel doch möglich wird.
Die Forschenden wollen nach eigenen Angaben „modellhaft einen speziell modifizierten biobasierten Rejuvenator“ entwickeln, „der die verjüngende Funktion von Frischbitumen übernehmen kann“. Entscheidend für die Langzeitwirkung sei, wie sich das Material mit dem vorhandenen Altbitumen im Asphalt vermischt. Nur bei einer möglichst vollständigen Vermischung könne die Viskosität und Elastizität des Materials dauerhaft erhalten bleiben.
„Bisher lässt sich dieser Vermischungsgrad nicht zuverlässig bestimmen und das Verjüngungsmittel daher nicht zielgerichtet anpassen“, räumte Projektleiterin Sandra Weigel Ende Oktober in einer BAM-Pressemitteilung ein. Es bleibt also noch einiges zu tun.
Zum Hintergrund: Die Forschenden nutzen die Infrarotspektroskopie sowie erstmals auch Infrarot-Lichtleiter, um in die jeweiligen Mischungen aus Altbitumen und Verjüngungsmittel gewissermaßen „hineinschauen“ zu können und ein genaues chemisches Verständnis des Materials zu gewinnen.
Baustoff-Fachwissen verständlich erklärt: Jetzt Newsletter abonnieren!
Der BaustoffWissen-Newsletter bringt Sie thematisch immer auf den neuesten Stand. Sie erhalten die Branchen-News dann zwei Mal monatlich.