Current findings on warm mix asphalt with foamed bitumen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. M. Radenberg; M. Sc. G. Bus, Bochum

Mit dem AiF-Forschungsprojekt (AiF/IGF-Vorhaben Nr.: 21769 N/1), das über das Deutsche Asphaltinstitut, DAI (AiF-Forschungsvereinigung) eingereicht und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert wird, soll ein Nachweis erbracht werden, dass ein hinreichender Absenkungseffekt der Misch- und Verdichtungstemperatur durch den Einsatz von Schaumbitumen auch bei einer Zugabe von Asphaltgranulat in praxisüblichem Umfang erreicht werden kann. Dazu werden Temperaturbereiche angestrebt, die dem sogenannten Warmasphalt (100 bis 150 °C) zugeordnet werden. Der Nachweis wird im Labor und im großtechnischen Maßstab erbracht. Die Untersuchungen erfolgen an Asphalttrag-, Asphaltbinder- und Asphaltdeckschichtmischgut im Labormaßstab und im großtechnischen Einsatz. Die bisherigen Erkenntnisse zeigen, dass im Vergleich zu den jeweiligen Referenzasphalten die bei abgesenkter Temperatur hergestellten Warmasphaltmischungen mit Schaumbitumen ein Absenkungspotenzial von 10 bis 30 Kelvin aufweisen. Selbst bei einem Asphaltgranulat-Gehalt von 80 M.-% in einem Asphalttragschichtmischgut lässt sich noch ein positiver Effekt des dann nur sehr geringen Schaumbitumenanteils nachweisen. Dabei scheint der Effekt insbesondere bei den Schaumbitumenvarianten vorzuliegen, die mit besonderen Additiven zur Schaumstabilisierung versehen werden. Zudem scheint sich der aus der Literatur bekannte Effekt einer zeitlich verzögerten Steifigkeitsentwicklung mit dem Nachweis durch wiederholte Untersuchungen im dynamischen Spaltzugschwell-Versuch nicht zu bestätigen (Prüfungen nach 1, 14 und 28 Tagen), wobei für ein abschließendes Fazit noch einige Auswertungen und der Abgleich mit der Praxis fehlen.

The AiF research project (AiF/IGF Project No.: 21769 N/1), submitted via the German Asphalt Institute, DAI (AiF Research Association) and funded by the German Federal Ministry of Economics and Climate Protection (BMWK), is intended to provide evidence for an achievability of a sufficient reduction effect of the mixing and compaction temperature by the use of foamed bitumen even with the addition of reclaimed asphalt to a degree that is usual in practice. For this purpose, temperature ranges are aimed at which are assigned to the so-called warm asphalt (100 to 150 °C). The verification could be provided in the laboratory and on an industrial scale. The tests are being carried out on asphalt base, asphalt binder and asphalt wearing course mixes on both laboratory and industrial scale. The findings to date show that, compared with the respective reference asphalts, the hot asphalt mixtures with foamed bitumen produced at reduced temperatures have a reduction potential of 10 to 30 Kelvin. Even at an RAPcontent of 80 wt.% in an asphalt base course mix, a positive effect of the then only very low foamed bitumen content can still be demonstrated. The effect seems to be particularly pronounced for the foamed bitumen variants which are provided with special additives for foam stabilisation. In addition, the effect of a delayed stiffness development known from the literature does not seem to be confirmed by repeated investigations in the indirect dynamic tensile test (tests after 1, 14 and 28 days), although some evaluations and a comparison with practice are still missing for final conclusions.

doi.org/10.53184/STA1-2023-1

The road to sustainability – Potentials and implementations in road construction technology

Hon.-Prof. Dr.-Ing. U. Zander, Bergisch Gladbach

Der Straßenbau in Deutschland muss sich zukünftig deutlich stärker noch als bislang auf die Nachhaltigkeit in allen Prozessen der Herstellung der Baustoffe, der Errichtung des Bauwerks und der Entsorgung beim Ausbau von Schichten der Verkehrsbefestigung ausrichten. Die Erfordernisse des Klimaschutzes haben zu europäischen Regelungen und nationalen Umsetzungen geführt, die aller Voraussicht nach zu einem grundlegenden Wandel der Branche führen werden und die Wirtschaftlichkeit als allein bestimmendes Maß für die Bautätigkeit ablösen wird. Das prioritäre ökologische Nachhaltigkeitsziel ist der Klimaschutz, das wesentliche Beiträge durch die Reduzierung von Treibhausgasemissionen erhalten soll. In diesem Bereich kann der Straßenbau signifikate Potenziale  erschließen und sich somit positiv auf die in der Taxonomie-Verordnung genannten Ziele ausrichten und an den darin postulierten Investitionsschwerpunkten partizipieren. Darüber hinaus ist die Kreislaufwirtschaft und damit die Ressourcenschonung ein für den Straßenbau weiterhin zu optimierender  Tätigkeitsbereich. Somit sind die Reduzierung von Temperaturen in allen Bereichen des Straßenbaus, der qualitativ hochwertige Umgang mit Baustoffen und deren effizienter Einsatz und vor allem die Steigerung von Nutzungsdauern für die Gesamtbefestigung und alle einzelnen Aufbauschichten bedeutsame Ziele, die kurzfristig angegangen und im Regelwerk umgesetzt werden müssen.

In the future, road construction in Germany will have to focus much more strongly than before on sustainability in all processes related to the production of building materials, the construction of the structure and the disposal of waste when removing layers of road pavements. The requirements of climate protection have led to European regulations and national implementations that will in all likelihood lead to a fundamental change in the industry and replace economic efficiency as the sole determining factor for construction activity. The priority ecological sustainability goal is climate protection, which should receive significant contributions through the reduction of greenhouse gas emissions. In this area, road construction can tap significant potential and thus positively align itself with the goals stated in the Taxonomy Ordinance and participate in the investment priorities postulated therein. In addition, the circular economy and thus the conservation of resources is an area of activity that must continue to be optimised for road construction. Thus, the reduction of temperatures in all areas of road construction, the high-quality handling of building materials and their efficient use and, above all, the increase of service life for the entire pavement and all individual superstructure layers are important goals that must be addressed in the short term and implemented in the regulations.

doi.org/10.53184/STA1-2023-2

Progress in Systematic Maintenance Management with the Update of the „Recommendations for the Maintenance Management of Municipal Roads“ (E EMI)

Prof. Dipl.-Ing. B. Best, Nürnberg

Das erste Erscheinen der „Empfehlungen für das Erhaltungsmanagement von Innerortsstraßen“ (E EMI) liegt mittlerweile 20 Jahre zurück, das Erscheinen der ersten Fortschreibung 10 Jahre. Der Arbeitskreis „Erhaltung kommunaler Straßen“ der FGSV beschäftigt sich daher derzeit mit einer weiteren Fortschreibung dieses grundlegenden Regelwerks für die kommunale Straßenerhaltung. In den vergangenen 20 Jahren haben zahlreiche Kommunen Erfahrungen gesammelt und geteilt, die in die Fortschreibung einfließen werden. Insbesondere die Entwicklungen im Bereich der EDV schaffen heute Möglichkeiten zur Erfassung und Verarbeitung großer Datenmengen, die in den Anfängen der systematischen kommunalen Straßenerhaltung noch undenkbar waren. Auch die Handhabung der EDV-Systeme ist mittlerweile wesentlich einfacher und komfortabler geworden, da sich grafische Anwendungsoberflächen weitgehend durchgesetzt haben. Für die Anwender der E EMI hat der Arbeitskreis die Reihen K 1 (Grundlagen), K 2 (Zustandserfassung), K 3 (Auswertung) und K 4 (Rechnergestützte Erhaltungsplanung) der zugehörigen Arbeitspapiere geschaffen. Mit den Arbeitspapieren wurden die E EMI erläutert und mit Beispielen illustriert. Die langjährige Anwendung der Verfahren und Methoden hat dazu geführt, dass die Inhalte der Arbeitspapiere in aktualisierter und fortgeschriebener Form den Stand der Technik widerspiegeln. Deshalb werden mit der jetzt laufenden Fortschreibung der E EMI die Inhalte der Arbeitspapiere in den Regelwerkstext integriert. Redaktionelle Neuerung ist die Überführung der E EMI in neun in sich abgeschlossene Einzelbände. Thematisch orientieren sich die Bände an den bestehenden E EMI und den Arbeitspapieren. Neu hinzu kommen Bände für die Erfassung und Bewertung der Substanz, um Grundlagen für ein fundiertes Erhaltungsmanagement mit qualifizierten Maßnahmevorschlägen zu schaffen. Die Fortschreibung nimmt auch die Ergebnisse verschiedener Forschungsprojekte aus dem „Forschungsprogramm Stadtverkehr“ auf. Die redaktionelle Neufassung der E EMI in neun Einzelbände erlaubt nicht nur einen zielgerichteten Zugriff auf aktuell benötigte Informationen, sondern schafft auch eine einfachere Möglichkeit, künftig Fortschreibungen in kürzeren Zeitabständen vorzunehmen.

The AiF research project (AiF/IGF Project No.: 21769 N/1), submitted via the German Asphalt Institute, DAI (AiF Research Association) and funded by the German Federal Ministry of Economics and Climate Protection (BMWK), is intended to provide evidence for an achievability of a sufficient reduction effect of the mixing and compaction temperature by the use of foamed bitumen even with the addition of reclaimed asphalt to a degree that is usual in practice. For this purpose, temperature ranges are aimed at which are assigned to the so-called warm asphalt (100 to 150 °C). The verification could be provided in the  laboratory and on an industrial scale. The tests are being carried out on asphalt base, asphalt binder and asphalt wearing course mixes on both laboratory and industrial scale. TThe "Recommendations for the Maintenance Management of Municipal Roads" (E EMI) were first published 20 years ago, the first update was issued 10 years ago. Therefore, the working group "Maintenance Management of Municipal Roads" of the Road and Transportation Research Association (FGSV) is currently editing a further update of this fundamental set of rules for the maintenance management of municipal roads. In the past 20 years, numerous municipalities have gathered and shared experience that are to be included in the update. In particular, developments in the field of IT nowadays create possibilities for recording and processing large amounts of data. The handling of IT systems has also become much easier and more comfortable as graphic user interfaces have become widely accepted. For the application of the E EMI, the series of the associated working papers K 1 (Basics), K 2 (Condition Assessment), K 3 (Evaluation) and K 4 (Computer-aided Maintenance Management) are available. With these working papers, the E EMI are interpreted and illustrated with examples. Many years of application of the procedures and methods have led to the fact that the working papers reflect the state of the art. The current update of the E EMI will therefore comprise the contents of the working papers. Furthermore, the editorial innovation is the transfer of the E EMI into nine self-contained individual volumes. Thematically, the volumes are based on the existing E EMI and the working papers. Volumes for the condition monitoring and evaluation of the structural substance are newly added in order to create a basis for sound maintenance management with qualified proposals for rehabilitation measures. The update also incorporates the results of various research projects financed by the "Urban Transportation Research Programme" (FOPS). The editorial reorganisation of the E EMI into nine individual volumes not only allows targeted access to currently required information, but also creates an easier possibility to carry out updates at shorter intervals in the future.

doi.org/10.53184/STA1-2023-3