Straßenbeläge und Straßenschäden

Vergleich Früher und Heute

Früher wurden Straßenpech beziehungsweise Straßenteer, Mischungen aus Straßenpech und Bitumen sowie andere teer- und pechhaltige Bindemittel in verschiedenen Bereichen des Straßenbaus eingesetzt. Sie dienten vor allem als Bindemittel für Schichten des Straßenoberbaus (zum Beispiel so genannte Teerasphaltbinder und Teerasphaltbeton). Während Bitumen aus Erdöl gewonnen wird, stammt Pech aus Steinkohle.

Heute wird im Straßenbau "Bitumen" als Bindemittel für Heißmischgut und als Basis für Anspritzmittel ("Bitumenemulsionen") eingesetzt. Aus Gesteinskörnungen und Bitumen wird Asphaltmischgut hergestellt, das als Baustoff für die Asphaltschichten des Straßenoberbaus dient.

Gussasphalt

Gussasphalt ist sehr verformungsbeständig, hat eine lange Nutzungsdauer und eine dauerhaft gute Griffigkeit. Aufgrund seiner langen Nutzungsdauer stellt er eine gute Wahl dar, wenn es darum geht, den Zeitraum zwischen zwei Sanierungsmaßnahmen zu verlängern. Seit einigen Jahren gibt es ihn auch in der lärmtechnisch verbesserten Variante. Die bedeutet: Wenn bei der Herstellung gewisse Randbedingungen eingehalten werden, darf er offiziell als Lärmarmer Fahrbahnbelag bei den sogenannten Lärmtechnischen Berechnungen berücksichtigt werden.

Wegen seiner dichten Struktur kann die lärmmindernde Wirkung nur über die Gestaltung der Oberfläche erfolgen. So muss die Körnung des Abstreusplittes möglichst eng gestuft sein.

Temperaturabgesenkter Asphalt

Auf den Straßen im Verantwortungsbereich von Straßen.NRW wird seit 2021 auf ausgesuchten Streckabschnitten Temperaturabgesenkter Asphalt (TA-Asphalt) systematisch erprobt. Bei der Verwendung von TA-Asphalt wird der Asphalt mit einer um mindestens 20 Grad Celsius niedrigeren Temperatur als bisher hergestellt und eingebaut. Dies wird durch die Zugabe von speziellen Additiven oder auch alternative Herstellungstechnologien erzielt. Ziel der Erprobung ist, unterschiedliche Additive oder Herstelltechnologien unter Einbaubedingungen in die Praxis zu bringen und damit Langzeiterfahrungen zu sammeln.

TA-Asphalt in Kombination mit einer Absaugeinrichtung am Straßenfertiger reduziert die potentiellen Gesundheitsgefahren für die Arbeiter*innen auf der Baustelle durch Dämpfe und Aerosole. Diese Gefährdung bei der Heißverarbeitung von Bitumen ist seit Jahren in der Diskussion.

Bis Ende 2024 werden im Zuständigkeitsbereich von Straßen.NRW 26 Baumaßnahmen mit TA-Asphalt realisiert sein, bei denen  verschiedene Additive und die Schaumbitumentechnologie zum Einsatz kommen. Die Auswertungen der Kontrollprüfungen zu den bautechnischen Eigenschaften der temperaturabgesenkten Asphaltschichten zeigen bislang keine Auffälligkeiten.

Offenporiger Asphalt oder "Flüsterasphalt"

Offenporiger Asphalt (OPA) ist derzeit die effizienteste Art, die Fahrgeräusche des Straßenverkehrs zu reduzieren. Daher wird seit mittlerweile fast 15 Jahren dieser Fahrbahnbelag genutzt, um an besonders kritischen Stellen das Abrollgeräusch der Reifen auf einer Fahrbahn deutlich zu verringern. Durch den hohen Anteil gröberer Gesteinskörner entstehen im Asphalt mehr Hohlräume (22 Vol.-%), die den Schall "schlucken", der durch die Rollgeräusche der Reifen auf der Straßenoberfläche erzeugt wird. Wegen dieser Eigenschaften wird der OPA umgangssprachlich auch als "Flüsterasphalt" bezeichnet. Allerdings hat der Offenporige Asphalt auch Nachteile: Während der normale Straßenbelag einer hoch belasteten Autobahn aus Asphalt oder Beton heute circa 20 Jahre lang hält, liegt die Haltbarkeit des OPA-Belages nur bei etwa zehn Jahren.

Zum Einsatz kommt dieser spezielle Fahrbahnbelag allerdings fast ausschließlich auf hoch belasteten Autobahnen, weil sich in der Regel nur dort die Herstellung wirklich lohnt. Je schneller die Hohlräume verschmutzen, desto schneller lässt die gute Wirkung nach. Durch Schmutzeintrag von anderen (benachbarten) Baumaßnahmen, Aufgrabungen, landwirtschaftlichen Verkehr etc. kann die Verschmutzung außerhalb von Autobahnen besonders schnell einsetzen.

Hitze und Blow Ups

Egal, ob die Fahrbahn aus Beton oder Asphalt ist, auch lang anhaltende Hitze schadet den Straßen in der Regel nicht. In seltenen Fällen kann es dennoch zu Verformungen oder zur Bildung von Spurrinnen in der Fahrbahn kommen. Die üblichen Asphaltmischungen haben einen Anteil an Luftporen in Höhe von vier bis acht Prozent. Sie sollen das Bindemittel Bitumen aufnehmen, wenn es sich bei starker Erwärmung ausdehnt. Hat der Asphalt allerdings zu wenige Poren, kann sich das Bitumen nicht in den Hohlräumen ausdehnen und drückt die Gesteinskörnungen auseinander. Das Bitumen wirkt dann sogar wie ein Schmiermittel; die Gesteinskörnungen verschieben sich und im Extremfall können Spurrinnen oder andere Verformungen entstehen.

Bei so genannten Blow-Ups bekommen die Betonplatten von Fahrbahnen Risse, brechen auf beziehungsweise schieben sich gegenseitig hoch, so dass die Straße schlimmstenfalls gesperrt werden muss, oder zumindest als Vorsichtsmaßnahme ein Geschwindigkeitslimit verhängt wird. In Nordrhein-Westfalen hat es solche Fälle in den vergangenen Jahren quasi nicht gegeben. Lediglich auf der A57 bei Goch gab es vor einigen Jahren einen Blow-Up, der aber schnell repariert wurde. Eine Betonfahrbahn besteht aus vielen einzelnen Betonplatten, die durch kunststoffbeschichtete Dübel miteinander verbunden sind. Und bei Beton handelt es sich um "arbeitendes Material": Je nach Temperatur dehnt sich die Platte aus oder zieht sich zusammen. Dehnungsfugen von etwa zwei Millimeter Stärke zwischen den einzelnen Betonplatten gleichen diese Bewegungen im Normalfall aus. Erreichen die Temperaturen jedoch Spitzenwerte und bleibt auch die Abkühlung über Nacht aus, können unter Umständen starke Spannungen zwischen den einzelnen Betonplatten entstehen, die dann zu Wölbungen und Rissen in der Fahrbahn führen.

Frostschäden

Frostschäden an Straßen entstehen im Winterhalbjahr in Form blasenförmiger Aufwölbungen, wenn Wasser durch eine defekte Oberfläche ins Innere eindringt. Bei Frost vergrößert sich das Volumen des Wassers um bis zu zehn Prozent. Schmilzt das Eis beim nächsten Sonnenschein, hinterlässt es einen Hohlraum. Wiederholen sich diese Temperaturwechsel, werden schließlich Teile des Materials durch "Frostsprengung" abgetrennt.

Ist die Oberfläche erst einmal aufgebrochen, schreitet der Zerstörungsprozess schnell voran, weil nun noch mehr Wasser eindringen und gefrieren kann; dazu kommt die mechanische Beanspruchung, insbesondere der Bruchränder, durch den Verkehr. Daher vergrößert sich ein Frostaufbruch von einer Aufwölbung oder einer breiteren Spalte bis hin zu einem größeren Loch, indem die offenen Ränder wegbrechen und sich neue Risse im Material öffnen.

Ein kreisförmig aufgebrochener Straßenbelag vergrößert und vertieft sich im Laufe einiger Tage bis Wochen zu großen Schlaglöchern. Davon betroffen sind vor allem Fahrbahnen, auf denen viele LKW unterwegs sind. Denn die Belastung durch eine 10-Tonnen-Achse eines LKW entspricht in etwa der von 160.000 PKW-Achsen.

Als Sofortmaßnahme wird häufig so genannter Kaltasphalt aufgebracht. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um eine langfristige Lösung. Trotz des Kaltasphaltes können sich die Löcher im Laufe der Zeit weiter vergrößern. Wenn dann auch die unteren Schichten in Mitleidenschaft gezogen werden, muss der Straßenbelag großflächig saniert werden.