Bitumen-Trends: neue und existierende Technologien

In ganz Europa werden kontinuierlich und zahlreich Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten durchgeführt, insbesondere auch wenn es darum geht zu evaluieren, wie Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel auf verschiedene Weise positiv beeinflusst werden können - von Technologien, Zusammensetzungen über Produktionsmethoden zu Techniken.

Dieser Beitrag betrachtet einige wesentliche Entwicklungen zu zwei wichtigen Säulen, die mit einander im Zusammenhang stehen: Nachhaltigkeit und Gebrauchsverhalten.

Nachhaltigkeit

Nachhaltigkeit ist definiert als  „Erfüllung heutiger Bedürfnisse ohne Beeinträchtigung der Möglichkeiten zukünftiger Generationen, ihre eigenen Bedürfnisse zu erfüllen”. Hier blicken wir vor allem auf Entwicklungen, die den Verbrauch nicht-erneuerbarer natürlicher Ressourcen minimieren und CO₂-Emissionen verringern.

In den vergangenen Jahren hat die Verwendung von Ausbauasphalten (reclaimed asphalt, RA) signifikant zugenommen. In Deutschland, wo der Anteil von Ausbauasphalten in Asphaltmischgut seit 2013 bei über 25 % liegt, werden nahezu 90 % der ausgebauten Asphalte in Heißasphaltmischgütern wiederverwendet – und stellen so eben die genannten 25 % der Asphaltproduktion eines Jahres dar. Auch in anderen Ländern nimmt der Anteil zugegebener Ausbauasphalte zu, in Frankreich beispielsweise auf 18,4 % im Jahr 2017.

Straßenbau stellt etwa 80-85 % der Verwendung von Bitumen in Europa dar. Die Verwendung von Ausbauasphalten im Straßenbau wird wichtig bleiben und so lange eine realistische und wichtige Option sein, wie Ausbauasphalte verfügbar sind.

Aktuell laufen in Europa Forschungsvorhaben zur Entwicklung bitumenhaltiger Bindemittel und von Additiven für Bitumen, die die Verwendung erhöhter Anteile von Ausbauasphalten ermöglichen, damit auch diese Asphaltmischgüter den Anforderungen an das Gebrauchsverhalten von Asphalten genügen.

Beispielsweise werden spezielle Bindemittel entwickelt für mehrfach ausgebaute und wiederverwendete Ausbauasphalte. Sie sprechen insbesondere die Alterungseffekte aus der Produktion von Heißasphaltmischgut, dessen Transport und Einbau sowie der Exposition gegenüber UV und anderen Umweltfaktoren während der Liegedauer der Straßen an – alles Einflussfaktoren für die Eigenschaften der Bitumen.

Andere Forschungsbereiche sind hoch-modifizierte PMB (polymermodifizierte Bitumen), weiche Bitumen, die Verwendung von Zusätzen oder auch Verjüngungsmitteln.

Auch die Erhaltung von Fahrbahnbefestigungen mit Technologien, die Bitumenemulsionen verwenden, einschließlich der Techniken und Formulierungen der Bitumenemulsionen werden weiterentwickelt. Dazu gehören auch Anwendungen neuer, auf erneuerbaren Fluxmitteln basierender Techniken für Oberflächenbehandlungen und Versiegelungen.

Nicht zu vergessen die Weiterentwicklung von Asphaltbauweisen, die niedrigere Verarbeitungstemperaturen ermöglichen.

Gebrauchsverhalten

Auch Möglichkeiten der Verbesserungen des Gebrauchsverhaltens von Bitumen im Betrieb, d.h. bei der Nutzung von Asphaltstraßen sind Blickrichtungen der Forschung.

Lärmreduzierung ist eine Forderung u.a. von Anliegern, deren Umsetzung allerdings natürlich nicht zu Lasten der physikalischen und mechanischen Anforderungen an das Gebrauchsverhalten der Asphaltstraße erfolgen darf.

Zahlreiche interessante Forschungsaktivitäten thematisieren weitere Verwendungsmöglichkeitem von Polymeren zur Modifizierung von Bitumen, vor allem mit Blick auf Lösungen gegen Lärm und Verschmutzung aus Verkehr in Städten. In Frankreich werden beispielsweise neue Asphaltkonzepte mit hohen Hohlraumgehalten entwickelt, die die Schallabsorption positiv beeinflussen. In der Schweiz wird intensiv geforscht und geprüft, um die Dauerhaftigkeit von lärmreduzierenden Asphalten zu verbessern.

Die Verwendung von viskositätsmodifizierten Bindemitteln - sei es auf Basis von Straßenbaubitumen oder PMB - ist in Deutschland seit Jahren ein wichtiges Thema, wo PMB bereits mehr als 30 % der Bindemittel im Straßenbau ausmachen. Der Fokus lag folglich auf der Entwicklung der nächsten Generation von Bindemitteln und neuer Ansätze für rheologische Prüfverfahren zur Ansprache des Gebrauchsverhaltens. Ein Beispiel ist der Bitumen-Typisierungs-Schnell-Verfahren (BTSV), das anstelle herkömmlicher Prüfverfahren zur Charakterisierung von unmodifizierten und modifizierten Bindemitteln im erhöhten Gebrauchstemperaturbereich verwendet werden kann.

In den Niederlanden wurde das umfangreiche Forschungsprogramm Asphalt Impuls initiiert, an dem Auftraggeber, Baufirmen, Bitumenindustrie, Asphalthersteller, Prüflabore usw. beteiligt sind. Das Projekt „Grip on Bitumen“ wird untersuchen, was getan werden kann, um die Bindemittel weiter zu verbessern und ein besseres Verständnis der Gebrauchsverhaltens von Asphaltmischgütern zu bekommen.

Währenddessen wird in Großbritannien an der Entwicklung eines Premium-Asphaltdeckschicht-Systems (PASS) für das strategische Straßennetz gearbeitet; angestrebt wird die Minimierung der Hohlraumgehalte, ohne die Texturtiefe oder die Dauerhaftigkeit negativ zu beeinflussen, die Erprobung auf einer Autobahn steht bevor. Es besteht darüberhinaus der Bedarf an einer Spezifikation für Warmasphaltmischgut.

Zusammenfassung

Die Forschung und Entwicklung im Bereich Bitumen ist breit gefächert. Aktuelle Trends umfassen Bindemittel und Zusatzstoffe, mit denen der Anteil an wiederverwendeten Asphalten in Fahrbahnbefestigungen erhöht werden könnte, die bessere Formulierungen und Anwendungstechniken für Emulsionen ermöglichen, um Straßenerhaltung zu verbessern, sowie Projekte zur Lärmreduzierung, Dauerhaftigkeit und Griffigkeit.

Unsere Industrie kann zu Recht stolz auf die lange Geschichte von Bitumen sein, aber vor allem können wir mit Zuversicht in die Zukunft blicken – auch durch die umfangreiche Forschung und Entwicklung, die europaweit durch und für die Branche betrieben wird, insbesondere in Bezug auf Nachhaltigkeit und Dauerhaftigkeit.