Niedrigtemperaturasphalt

Wie funktioniert die Herstellung temperaturgesenkter Asphalte?

Das Potenzial zur Energieeinsparung ist einer der wichtigsten Treiber: Temperaturabgesenkter Asphalt ist ein Straßenbaustoff, der derzeit stark an Bedeutung gewinnt. Technologien und Lösungen der Wirtgen Group geben Antworten auf diesen Trend – und tragen dazu bei, dass Herstellung und Verarbeitung von weniger heißem Mischgut praktisch konventionell erfolgen kann.

Als temperaturabgesenkte Asphalte – auch bekannt als Niedrigtemperaturasphalt, Warmasphalt oder Warm-Mix – bezeichnet man Mischgüter, die eine Herstellungstemperatur von 110 °C bis 130 °C aufweisen. Konventionelle Heißasphalte werden dagegen mit 140 °C bis 180 °C produziert – typischerweise mit 160 °C heißem Bitumen als Bindemittel. Die Gründe dafür, dass dieser Baustoff in vielen Ländern und Regionen mehr und mehr zum Trendthema wird, sind vielfältig.

Hohes Einsparpotenzial an Energie und CO₂

Mit temperaturabgesenktem Asphalt lassen sich wirtschaftliche Vorteile realisieren: Die Gesamtenergiebilanz dieser Mischgüter fällt wesentlich günstiger aus. Weniger Energieeinsatz bedeutet immer auch weniger Emissionen, insbesondere geht der CO₂-Ausstoß deutlich zurück. Die gesteigerte Umweltfreundlichkeit ist ein wichtiger Punkt, weshalb temperaturabgesenkter Asphalt auf der Agenda von Behörden weltweit steht. Laut dem Deutschen Asphaltverband bringt bereits eine Temperaturabsenkung um 30 °C eine Einsparung von 0,9 l Heizöl (beziehungsweise einem Brennstoff-Äquivalent) pro Tonne Fertigasphalt. Dies entspricht bei einer Tagesproduktion von 2.000 t Mischgut einer Einsparung von 1.800 l Öl – oder bis zu drei Viertel des Jahresverbrauchs eines Eigenheimes an Heizenergie. Die Reduktion an CO₂-Emissionen liegt bei 6.000 kg am Tag. Die Zahlen, die in der Praxis erreicht werden können, sind noch deutlich höher – vor allem deshalb, weil die Absenkung häufig 50 °C oder mehr beträgt.

Schaumbitumen ist das Bindemittel der Wahl, wenn es um Niedrigtemperaturasphalt geht. Benninghoven kennt sich damit bestens aus und kann die Technik auch in bestehende Anlagen integrieren.

Matthias Lenarz, Gruppenleiter Bitumen, BENNINGHOVEN

Benninghoven Mischanlagen mit optimaler Technologie für hochwertige Produktion

Die Produktmarken der Wirtgen Group machen sich bereits bei der Produktion von temperaturabgesenkten Asphalten bezahlt. Allen voran Benninghoven. Denn der Hauptbeitrag zur Energieeinsparung und Reduzierung von Emissionen liegt in der Herstellung, also in einer der Benninghoven Asphaltmischanlagen. Der Spezialist für die Herstellung und das Recycling von Asphaltmischgütern aller Art greift dabei auf jahrzehntelange Erfahrung zurück – gerade auch, was umweltfreundliche Technologien betrifft.

Eine Grundvoraussetzung für eine Temperaturabsenkung bei der Asphaltproduktion ist die Reduzierung der Bitumenviskosität. Denn eigentlich benötigt das Bindemittel Bitumen eine Temperatur von mindestens 140 °C, um das Mineral zu umhüllen. Unterhalb davon bleibt es zu zähflüssig. Um also die Viskosität temporär zu senken, hat Benninghoven verschiedene Lösungen entwickelt und erfolgreich in den Einsatz gebracht. Dazu gehören präzise Dosiersysteme für die Zugabe von flüssigen oder festen Additiven sowie das Benninghoven Schaumbitumen-Modul.

Kostengünstiges Schaumbitumen auch verfahrenstechnisch von Vorteil

Schaumbitumen ist deshalb interessant, weil bei diesem Bindemittel zur Herstellung von temperaturabgesenktem Asphalt lediglich Wasser als Hilfsstoff benötigt wird, das ohnehin an jeder Asphaltmischanlage verfügbar ist. Durch das Vermischen von heißem Bitumen mit Wasser vergrößert sich das Volumen um ein Vielfaches, man spricht auch vom Aufschäumen des Bitumens. Durch die frei gesetzte Oberflächenenergie benetzt das Bindemittel das Gestein im Mischprozess auch bei niedrigeren Temperaturen sehr gut und bewirkt geschmeidige Einbaueigenschaften.

Die Technologie hinter dem Schaumbitumen-Modul ist ein wichtiger Vorteil für Betreiber von Asphaltmischanlagen. Dabei wird die Wiegemischsektion lediglich um diese Anlagenoption erweitert. Sie besteht aus einer Bitumenpumpe, einer Expansionskammer, Verrohrung und Eindüsbalken sowie einer Wasserdosierung. Durch das Benninghoven „Plug & Work“-Konzept ist das Schaumbitumen-Modul auch an bestehenden Anlagen jederzeit nachrüstbar: Blinddeckel am Mischerkasten und Bitumenwaage entfernen und Schaumbitumenmodul ergänzend montieren – fertig. In Verbindung mit der schonenden und hochwertigen Materialbehandlung von Benninghoven entstehen so temperaturabgesenkte Asphalte, die mit konventionellen Mischgütern mithalten können.

Temperaturabgesenkter Asphalt von Benninghoven

Die angestrebte Temperaturabsenkung bei der Asphaltproduktion gelingt durch die temporäre Reduzierung der Bitumenviskosität, welche durch die Zugabe von Wasser bzw. Additiven erreicht werden kann. Eine geringe Viskosität von Bitumen kann einerseits durch die Technologie Schaumbitumen bzw. die Zugabe von Additiven erreicht werden.

Mehr erfahren

Lösungen von Vögele für den Einbau von temperaturgesenktem Asphalt

Auch beim Einbau stellen sich viele Bauunternehmen, die bislang nahezu ausschließlich mit konventionellen Heißmischgütern zu tun hatten, die Frage: Wie verhält sich temperaturabgesenkter Asphalt bei der Verarbeitung durch Straßenfertiger? Vögele beschäftigt sich bereits seit Langem mit diesem Thema, erforscht und erprobt den Einbau verschiedener solcher Mischgüter – und gibt praxistaugliche Antworten.

Die Vorteile beim Einbauprozess beginnen bei Vögele bereits vor dem Fertiger. Die Beschicker der PowerFeeder Serie – der MT 3000-3i Standard und der MT 3000-3i Offset – sind bei der Verarbeitung von temperaturabgesenkten Asphalten essenziell. Der Grund: Sie entladen einen kompletten LKW mit 25 t Mischgut in nur 60 Sekunden. In Verbindung mit einem Zusatzbehälter des Fertigers werden insgesamt bis zu 45 t Material bevorratet. Ein stoppfreier Einbau ist dadurch sichergestellt. Dies legt die Grundlage für ein möglichst großes Zeitfenster für die Verdichtung, das bei Niedrigtemperaturasphalt besonders kritisch ist. Dazu trägt auch eine effektive Bandheizung bei, die den Asphalt während des Transports zum Fertiger auf Temperatur hält.

Wertvolle Beiträge für einen erstklassigen Einbau leistet auch die Technik von Vögele. Eine patentierte Innovation der SUPER Fertiger ist dabei besonders bedeutsam: der beheizte Schneckenbock. „Das Bauteil sitzt genau an der Stelle, an dem das Material auf die Verteilerschnecke fällt und querverteilt wird. Dessen Beheizung verhindert Anhaftungen effektiv“, führt Bastian Fleischer, Produktmanager von Vögele, die Vorteile der exklusiven und wartungsarmen Lösung aus.

Elektrisch beheizt sind bei allen Bohlen auch sämtliche Komponenten, die Materialkontakt haben. Als vorteilhaft beim Einbau erweist sich insbesondere der Einsatz der Vögele Hochverdichtungstechnologie. Dabei sorgen impulshydraulisch beaufschlagte Pressleisten für hohe Vorverdichtungswerte, was ebenfalls das Zeitfenster für die Walzen verlängert. Darüber hinaus hat Vögele konkrete Technologien entwickelt und bereits im Einsatz, die wertvolle Beiträge für die Verarbeitung von temperaturabgesenkten Asphalten leisten: WITOS Paving Plus und RoadScan.

Vögele Technik ist optimal geeignet für die Verarbeitung temperaturabgesenkter Asphalte. Die Heizung verhindert zuverlässig Anhaftungen – und WITOS Paving Plus optimiert die Prozesse.

Bastian Fleischer, Produktmanager, VÖGELE

Für hohe Prozesssicherheit bei Logistik und Einbau: WITOS Paving Plus

Eine besondere Bedeutung bei der Verarbeitung temperaturabgesenkter Mischgüter spielt die Baustellenlogistik. Denn die größte Herausforderung auf der Baustelle ist das Zeitfenster für die Verdichtung: Gerade Niedrigtemperaturasphalte werden mit zunehmender Viskosität verdichtungsunwilliger und es gilt, den Prozess bei möglichst hoher Materialtemperatur abzuschließen. Weil diese Asphalte jedoch weniger heiß hergestellt werden, muss beim Transport und auf der Baustelle selbst ein Rad ins andere greifen, um den Walzen möglichst viel Verdichtungszeit zu lassen. Um diese komplexen Prozesse erfolgreich zu managen und damit ein hochwertiges Ergebnis abzuliefern, leistet WITOS Paving Plus wertvolle Dienste. Dabei handelt es sich um eine vernetzte Systemlösung zur Prozessoptimierung und Dokumentation von Vögele, die aus fünf aufeinander abgestimmten Modulen für die unterschiedlichen Prozessbeteiligten besteht – vom Mischmeister über den Lkw-Fahrer bis zum Bauleiter.

Telematiklösung erleichtert Einbauprozess temperaturabgesenkter Asphalte

Von besonderer Bedeutung für Niedrigtemperaturasphalt-Baustellen sind die Module Materials und Transport. WITOS Paving Materials integriert die Mischanlage in das System, wodurch die Bestellung von Mischgut dynamisch erfolgen kann: Das System meldet, wenn ein Mischgut-LKW zur Baustelle losfahren soll. Auch der Lieferschein wird vorab digital an den Bauleiter versendet.

Ist ein Mischgut-LKW zur Baustelle unterwegs, meldet das Modul WITOS Paving Transport die erwartete Ankunftszeit auf der Baustelle an. Bauleiter erhalten diese und weitere Informationen im Modul WITOS Paving JobSite. Sie wissen zu jeder Zeit, wie viele Tonnen Mischgut aktuell unterwegs sind und können schnell auf die aktuelle Logistiksituation reagieren. Dadurch kann der Einbau einfach im Fluss gehalten werden – und damit auch die Verdichtung.

Wie Temperatur beim Einbau überwachen und dokumentieren

Bei der Kontrolle und Einhaltung eines konstanten Temperaturfensters des Mischguts hat sich eine weitere Vögele Lösung etabliert: RoadScan. Dabei misst eine Infrarotkamera präzise und flächendeckend den geforderten Bereich hinter der Einbaubohle des Straßenfertigers auf 10 m Breite. Die Vorteile zeigen sich bei der Verarbeitung von temperaturabgesenktem Asphalt besonders deutlich: Das System macht Einbauqualität mess- und beweisbar, indem es die Temperatur unmittelbar nach dem Einbau misst und dokumentiert, was etwa bei einer Überprüfung durch den Auftraggeber wichtig sein kann.

Hightech von VÖGELE

Mit WITOS Paving Plus und RoadScan steuern Einbauteams die Materialzufuhr und Bauunternehmer haben einen Nachweis zur Hand, dass im korrekten Zeitfenster eingebaut wurde.

Mehr erfahren

Maschinen für die Verarbeitung von temperaturabgesenkten Asphalten

An die Verdichtung stellen temperaturabgesenkte Asphalte hohe Ansprüche. Schließlich gilt es, die Leistung im Vergleich zu Heißasphalt in einem kürzeren Zeitfenster zu bewerkstelligen. Um möglichst schnell die erforderliche Verdichtungsenergie in das Material einzuleiten, arbeiten die Tandemwalzen hier deshalb in der Regel dynamisch, also mit aktiver Vibration oder Oszillation.

Hamm hat darüber hinaus eine weitere Technologie im Portfolio, die für Niedrigtemperaturasphalt-Baustellen wie geschaffen ist: den HCQ Navigator. Das System steigert die Effizienz und zugleich die Qualität. Das ist möglich, weil den Walzenfahrern live auf einem Panel-PC in ihrer Kabine eine Verdichtungslandkarte angezeigt wird. Sie visualisiert, an welchen Punkten bereits ausreichend verdichtet wurde und an welchen noch nicht. Zusätzlich werden Umgebungsdaten wie Asphalttemperatur und -steifigkeit aufgezeichnet und dargestellt. In der Summe sind dadurch weniger Überfahrten notwendig.

Lösungen zum Verdichten temperaturabgesenkter Asphalte

Ergänzend zum HCQ Navigator bietet Hamm mit WITOS HCQ die Möglichkeit, den gesamten Verdichtungsprozess aus der Ferne live zu verfolgen. Den Nutzern von WITOS HCQ stehen die gesammelten Prozessdaten über das WITOS Portal der Wirtgen Group in Echtzeit zur Verfügung. Zudem können diese Daten später für Analysen und die Dokumentation verwendet werden.

Zusammengenommen macht die Wirtgen Group mit ihren anlagen- und maschinentechnischen Voraussetzungen den Einstieg in den zukunftsträchtigen Baustoff temperaturabgesenkter Asphalt einfach und prozesssicher.

"Der HCQ Navigator visualisiert, an welchen Punkten bereits ausreichend verdichtet wurde und wo noch nicht. Dadurch sind weniger Überfahrten notwendig – ein echter Mehrwert, wenn das Zeitfenster klein ist"

Dr. Axel Mühlhausen, Product Manager Digital Solutions, HAMM

Mehr erfahren