Schaumbitumen

Kaltrecycling mit dem Bindemittel Schaumbitumen ist eine weltweit etablierte Technologie und rückt immer mehr in den Fokus von Straßenbaubehörden und Bauunternehmen für die Instandsetzung sowie den Neubau von Straßen. Kaltrecycling mit Schaumbitumen ermöglicht die Herstellung von flexiblen und dauerhaften Tragschichten. Diese bilden im Straßenoberbau die perfekte Grundlage für den abschließenden Asphaltüberbau mit reduzierter Schichtdicke. Schaumbitumen wird mit Hilfe modernster Technik aus ca. 175 °C heißem Normalbitumen erzeugt. Die Herstellung sowie die Zugabe des Schaumbitumens in ein Mineralstoffgemisch erfolgen innerhalb der WIRTGEN Recycler exakt über mikroprozessorgesteuerte Einsprühanlagen.

Schaumbitumen leitet sich vom „Schäumen“ des Bitumens ab: Dies beinhaltet das Eindüsen einer geringen Menge Wasser sowie Luft unter hohem Druck in erhitztes Bitumen, das dadurch aufschäumt und sich auf das 20-fache seines ursprünglichen Volumens ausdehnt. Der Schaum wird dann direkt über Einsprühdüsen einem Mischer zugegeben und optimal mit feuchten und kalten Baustoffen verarbeitet. Der neue Baustoff – häufig unter Wiederverwendung von Asphaltfräsgut hergestellt – wird dann als BSM (bitumenstabilisiertes Material) bezeichnet.

Durch Voruntersuchungen mit der mobilen Laboranlage WLB 10 S kann die Schaumbitumenqualität bereits vor Baubeginn im Baustofflabor exakt definiert werden. Dank einfachster Bedienung können Parameter wie Wassermenge, Luftdruck und Temperatur schnell variiert werden. Die Qualität des Schaumbitumens wird vor allem durch die Parameter „Expansion“ und „Halbwertszeit“ beschrieben. Mit der mobilen Schaumbitumen-Laboranlage WLB 10 S und dem Zweiwellen-Zwangsmischer WLM 30 haben wir unsere jahrelange Anwendungserfahrung in modernste Labortechnik umgesetzt. Mit Hilfe der modernen Maschinen lassen sich im Handumdrehen geeignete Probekörper herstellen.

Die Mischung macht's

Die WIRTGEN Schaumbitumen-Laboranlage WLB 10 S erfüllt folgende Aufgaben:

• Generelle Überprüfung der verwendeten Bitumensorten hinsichtlich der Eignung für den Aufschäumprozess.
• Optimierung des Aufschäumprozesses durch angepasste Temperatur und Wasserzugabe.
• Herstellung der Mischgüter mit unterschiedlichen Bitumenzugabemengen im Labor.

Für die Mischgutherstellung im Straßenbaulabor wird die WLB 10 S direkt mit dem Zweiwellen-Zwangsmischer WLM 30 verbunden. Das erzeugte Schaumbitumen wird in den laufenden Mischprozess des WLM 30 eingesprüht. Die Baustoffe werden verlustfrei und präzise vermischt. In kürzester Zeit entstehen somit Mischgüter zur Herstellung von Probekörpern.

In der Anwendung zeichnet sich das BSM-Mischgut durch seine einfache Verarbeitung aus. In ausreichend feuchtem Zustand steht es zeitlich unbegrenzt für die anschließenden Verdichtungsmaßnahmen zur Verfügung. Ein entscheidender Faktor ist weiterhin, dass BSM-Schichten unverzüglich nach Fertigstellung temporär für den Verkehr freigegeben werden können. Die Kaltrecyclingschicht wird häufig lediglich mit einer dünnen Asphaltdeckschicht überzogen, die als Verschleißschicht dient. Im Fokus der Instandhaltungsarbeiten steht auch nur die Asphaltdeckschicht, während die Kaltrecyclingschicht davon unberührt bleibt. Dies wiederum macht sich durch geringe Kosten für den Straßenunterhalt bezahlt.

Materialstruktur

Mit Schaumbitumen hergestellte Kaltmischgüter verhalten sich so wie Baustoffe mit konstanter innerer Reibung der Partikel zueinander, jedoch mit sprunghaft erhöhter Kohäsion (Bindekraft) und Festigkeit. Dieses Material wird auch als BSM (bitumenstabilisiertes Material) bezeichnet. BSM-Mischgut ist keine Umhüllung der Körnung, sondern ein homogenes Einmischen des Bitumens vorgesehen – in der Regel 1,5 M% bis 2,5 M% des Baustoffgemischs. Nach abschließender Verdichtung zeichnet sich dieser Baustoff durch gute flexible Eigenschaften mit hoher Tragfähigkeit aus. Er hat sich bereits weltweit bewährt. Mit Schaumbitumen behandeltes Material zeichnet sich durch optimale Festigkeit und Tragfähigkeit aus.

Kaltrecycling in situ

Kaltrecycling mit Schaumbitumen wird unterteilt in die Verfahren in-situ (= vor Ort) sowie in-plant (= in der Anlage). Beim Kaltrecycling in-situ granuliert ein Kaltrecycler den schadhaften Fahrbahnbelag und mischt Schaumbitumen sowie je nach Erfordernis zusätzlich Zement und Wasser homogen ein. So entsteht in einem Arbeitsgang ein neues Baustoffgemisch (BSM). Die Kaltrecycler für das Verfahren in-situ sind mit einem leistungsfähigen Fräs- und Mischrotor sowie einer Einsprühanlage ausgestattet. Einige Maschinentypen verfügen zudem über eine Bohle für Einbau und Vorverdichtung des neuen Baustoffgemischs.

Baustoffe in-situ

Grundsätzlich lassen sich alle ungebundenen Baustoffe – wie auch Asphaltfräsgut – mit Schaumbitumen verarbeiten. In einem Arbeitsgang granulieren WIRTGEN Recycler die Asphaltschicht inklusive der darunter liegenden Schicht und vermischen diese in-situ mit Schaumbitumen. Nach der Verdichtung entsteht so eine hochwertige bituminöse Tragschicht für höchste Verkehrsbelastungen.

Kaltrecycling in plant

Beim Kaltrecycling in-plant wird abgetragener Fahrbahnbelag zu der mobilen Kaltmischanlage in der Nähe der Baustelle transportiert. Dort wird das Fräsgut zusammen mit Schaumbitumen sowie je nach Bedarf zusätzlich Zement und Wasser homogen zu einem neuen, sofort einbaufähigen Kaltmischgut (BSM) aufbereitet. Es kann dann entweder direkt profilgenau eingebaut oder für späteren Einbau auf Halde gelagert werden.

Modernes Einsprühsystem

Beste Qualität ist sicher: So sorgt die thermostatgeregelte Heizeinrichtung für die optimale Betriebstemperatur des gesamten Einsprühsystems vor und während der Schaumbitumenerzeugung. Dadurch entfällt ein aufwändiges Spülen des Systems bei Einsatzunterbrechung oder Arbeitsende. Die Kontrolle des Aufschäumvorgangs und der Zugabemengen erfolgt mikroprozessorgesteuert.

Fräsgranulat in plant

Das mit einer WIRTGEN Kaltfräse erzeugte Fräsgranulat kann in der Regel unverzüglich nach Gewinnung weiterverarbeitet oder dauerhaft auf Halde gelagert werden. Die mobile WIRTGEN Kaltmischanlage KMA 220 stellt aus diesem Ausgangsstoff in-plant Kaltmischgut für den folgenden Wiedereinbau mit einem VÖGELE Asphaltfertiger her.

Aufbuch- und Neumaterial

Aufbruch-, Recyclingbaustoffe und Neumaterial werden unter Verwendung von entsprechender Brech-und Siebtechnik aufbereitet und können anschließend durch die Kaltmischanlage KMA 220 mit Schaumbitumen vermischt werden. Jeder Straßenbaustoff mit geeigneter Stückgrößenverteilung lässt sich mit Schaumbitumen verarbeiten.

Geringe Gesamtkosten

Aufgrund des geringen Bindemittelbedarfs, der Verwendung von Asphaltfräsgut und der hohen Zeitersparnis sind diese Bauweisen hinsichtlich der Herstellungskosten besonders wirtschaftlich. Die Gesamtkosten werden zusätzlich durch die Reduzierung des Asphaltüberbaus signifikant gesenkt. Aber auch die Instandhaltungskosten sind äußerst gering. Denn BSM-Schichten tendieren nicht zur Rissbildung wie vom Alterungsverhalten gewöhnlicher Asphaltschichten bekannt. Dies hat den entscheidenden Vorteil, dass bei Bedarf nur die obere, dünne Asphaltdeckschicht erneuert werden muss. Ein kostenintensiver Austausch des gesamten Asphaltpakets entfällt. Aufgrund der vorteilhaften Bauweise und der außergewöhnlichen Materialeigenschaften kommt BSM verstärkt auch bei „Public-Private Partnership“-Projekten (PPP) zum Einsatz.

100%ige Wiederverwertung

Aufgrund seiner zahlreichen Vorzüge nimmt das Schaumbitumen eine exponierte Stellung unter den Bindemitteln ein. Asphaltgranulat kann zusammen mit Schaumbitumen zu 100 % recycelt werden – dabei spielt es auch keine Rolle, ob es sich im kalten Zustand befindet. Die Verarbeitung ohne Erhitzung der Ausgangsstoffe birgt ein enormes CO2-Einsparpotenzial. Geringe Zugabemengen von nur 1,5 % bis 2,5 % der Gesamtmenge verursachen nur geringfügige Kosten. Straßenbaubitumen ist weltweit verbreitet und kann direkt, ohne zusätzliche Aufbereitung verwendet werden. Material, das mit Schaumbitumen gemischt wird, kann umgehend eingebaut, verdichtet und wieder für den Verkehr freigegeben werden. So sind Bauzeiten und Verkehrsbehinderungen minimal.

Ökologische Straßensanierung

Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz stehen nicht im Widerspruch zueinander. Die ressourcenschonende Schaumbitumen-Technologie in Kombination mit der umweltfreundlichen WIRTGEN Maschinentechnik bestätigt unsere Devise. Das Verfahren greift auf recyceltes Material zurück – lediglich Bindemittel werden beigemischt. Zudem entfallen gegenüber dem kompletten Neubau umweltbelastende Lkw-Transporte.