Forscher in der Schweiz arbeiten daran, den Recycling-Anteil von Asphalt zu erhöhen, um die Nachhaltigkeit im Straßenbau zu verbessern.
Die Schweiz steht vor einem Problem: Trotz Recycling fällt mehr Ausbauasphalt an, als in neuen Straßen wiederverwendet werden kann. Empa-Forscher Martins Zaumanis arbeitet daran, den Anteil von Recycling-Asphalt zu steigern. Er setzt auf angepasste Herstellungsmethoden und praxisnahe Anleitungen. Erfolgreiche Tests mit Recycling-Asphalt auf Teststrecken in Uster und auf dem Lukmanierpass zeigen vielversprechende Ergebnisse.
Recycling-Herausforderung in der Schweiz
Während der Frühling in der Schweiz für das Erblühen von Schneeglöckchen und Krokussen bekannt ist, blühen auch die Baustellen auf den Straßen des Landes auf. Überall werden Reparaturen durchgeführt und Straßen erneuert. Ein Teil des alten Asphalts aus dem Straßennetz wird recycelt, aber jährlich landen immer noch rund 750.000 Tonnen auf Deponien und bilden dort hohe schwarze Berge. Bund und Kantone, die die meisten Straßen besitzen, sind sich einig: Dieser Asphalt soll zurück in das Schweizer Straßennetz. Allerdings werden in der Schweiz kaum noch neue Straßen gebaut, da das Land bereits umfassend erschlossen ist.
Daher ist es von großer Bedeutung, dass der Anteil von Recycling-Asphalt bei Reparaturen und Straßenerneuerungen so hoch wie möglich ist. Empa-Forscher Martins Zaumanis erklärt, dass dies ein besseres Verständnis des Zusammenspiels von altem und neuem Material, angepasste Produktionsprozesse und vor allem praxisnahe Anleitungen und Instrumente erfordert. Diese Ziele wurden im Forschungsprojekt "HighRAP" verfolgt, das Zaumanis von 2019 bis Anfang 2023 gemeinsam mit dem Bundesamt für Strassen (ASTRA), dem Bundesamt für Umwelt (BAFU), den Kantonen Zürich und Graubünden sowie mehreren Industriepartnern durchgeführt hat.
Herausforderungen beim Recycling von Asphalt
Asphalt besteht aus einer Mischung von Gestein und dem Bindemittel Bitumen, das in hochbelasteten Straßen teilweise mit Polymeren modifiziert wird. Die Herausforderungen beim Recycling von Ausbauasphalt ("Reclaimed Asphalt Pavement" - RAP) liegen darin, dass das Bindemittel im Laufe der Zeit altert und steif wird, was zu Rissen führen kann. Auch die Vermischung des alten Materials mit dem neuen während des Mischprozesses kann problematisch sein. Hinzu kommt die oft unterschiedliche Zusammensetzung von RAP: Materialien aus verschiedenen Straßenschichten und unterschiedlichen Altersstufen werden zusammengeführt, und verschiedene Granulatgrößen treffen aufeinander. Die Herstellung von hochwertigem Asphalt erfordert jedoch Homogenität. Die herkömmlichen Methoden zur Mischgutentwicklung und Qualitätskontrolle stoßen beim Hinzufügen von Ausbauasphalt an ihre Grenzen.
Neuerungen auf verschiedenen Ebenen
Um den Recycling-Anteil von RAP zu erhöhen, sind Neuerungen auf mehreren Ebenen erforderlich, einschließlich des Abbaus und der Aufbereitung des alten Asphalts. Zaumanis stellt in seiner Studie neue Kriterien vor, die die Charakterisierung der RAP-Verarbeitung vereinheitlichen und die Wiederverwendung erleichtern sollen. Er liefert auch ein einfaches Rechenmodell, das die zulässige Variabilität je nach Verwendungszweck festlegt. Ein ähnliches Modell bietet er für die Dosierung von "Verjüngungsmitteln" an, die altes Bindemittel im Ausbauasphalt erweichen und wiederverwendbar machen.
Komplexität der Asphaltproduktion mit RAP
Die Produktion von Asphalt mit RAP ist aufgrund der Vielfalt der Materialien und Substanzen, die gemischt werden, komplexer als die Herstellung von neuem Asphalt. Die Unsicherheit über die tatsächlichen Eigenschaften der Materialien und ihr Zusammenspiel stellt eine zusätzliche Herausforderung dar. Zaumanis schlägt vor, leistungsorientierte Testmethoden in den Prozess einzubeziehen, um das Material auf Rissbildung oder plastische Verformung zu untersuchen.
Erfolgreiche Tests auf Teststrecken
In Uster wurde gezeigt, dass 30% RAP-Gehalt in der Deckschicht problemlos möglich sind, während traditionell auf RAP verzichtet wird. In der Binderschicht darunter sind zwischen 40 und 50% RAP möglich. Auf der Strecke über den Lukmanierpass wurden Asphaltbeläge mit 85% RAP-Gehalt in der Fundationsschicht und 70% RAP-Gehalt in den Trag- und Binderschichten erfolgreich getestet, selbst unter rauen klimatischen Bedingungen.
Ausblick und politische Entwicklung
Die beiden Teststrecken werden weiter überwacht, um das Langzeitverhalten der RAP-Asphalte zu untersuchen. Zaumanis ist optimistisch, dass die schwarzen Deponieberge in den kommenden Jahren nicht weiter anwachsen werden. Dies liegt sowohl an technologischen Fortschritten als auch an politischen Forderungen nach einem Deponierverbot für Ausbauasphalt, um die Weiterverwertung zu fördern. |
