Wenn die Lufttemperatur auf 40 Grad klettert, heizt sich eine Asphaltdecke auf über 60 Grad auf. Das Bindemittel Bitumen erweicht, die Tragfähigkeit sinkt, und unter der Last des Schwerverkehrs bilden sich Spurrinnen. Die naheliegende Erklärung lautet, dass die Hitze schuld ist. Sie greift zu kurz.

Warum Asphalt bei Hitze nachgibt

Bitumen ist ein temperaturabhängiges Bindemittel. Bei niedrigen Temperaturen verhält es sich spröde, bei hohen Temperaturen elastisch bis weich. Steigt die Oberflächentemperatur über 60 Grad und kommen hohe statische oder langsam rollende Lasten hinzu, etwa durch dichten Lkw-Verkehr oder lange Stauzeiten, beginnt das erweichte Bindemittel zu fließen. Das Korngerüst verschiebt sich, und im Radspurbereich entstehen bleibende Verformungen. Diese Spurrinnen sind nicht nur ein optisches Problem. Sie sammeln bei Regen Wasser, erhöhen die Aquaplaninggefahr und können die Griffigkeit verringern.

Die entscheidende Frage ist deshalb nicht, ob Asphalt im Sommer warm wird, denn das lässt sich nicht verhindern. Die Frage ist, wie viel Verformung er bei dieser Wärme zulässt. Und genau dieser Widerstand wird nicht erst im Hochsommer festgelegt, sondern Monate oder Jahre vorher, beim Einbau.

Die Hitzebeständigkeit von Asphalt entsteht beim Einbau

Ob eine Deckschicht der sommerlichen Belastung standhält, hängt maßgeblich von ihrem Hohlraumgehalt ab. Der Geologe Bernd Dudenhöfer bringt es auf die drei wichtigsten Faktoren für dauerhafte Standardasphaltschichten, und alle drei lauten Hohlraumgehalt. Eine Schicht mit zu hohem Luftporengehalt ist schlechter verdichtet, weniger tragfähig und damit anfälliger für bleibende Verformungen unter Last. Genau hier zeigt sich, warum die spätere Hitzebeständigkeit eine Frage der Einbauphase ist.

Der Hohlraumgehalt entsteht aus der Verdichtung, und die Verdichtbarkeit hängt direkt an der Mischguttemperatur. Wie eng dieser Zusammenhang ist, zeigen die Untersuchungen von Richter aus dem Jahr 1997 zur Marshall-Verdichtung.

• Bei 150 Grad Mischguttemperatur sind rund 27 Schläge nötig, um den geforderten Verdichtungsgrad von 98 Prozent gemäß ZTV Asphalt zu erreichen
• Bei abgesenkten 120 Grad sind für dieselbe Verdichtung bereits über 100 Schläge erforderlich
• Bei 100 Grad lässt sich die Mindestverdichtung von 98 Prozent selbst mit erheblichem Aufwand nicht mehr erreichen, stattdessen droht Kornzertrümmerung

Das macht deutlich, weshalb die ZTV Asphalt eine Einbautemperatur von mindestens 150 Grad fordert. Sinkt das Mischgut darunter, lässt sich die nötige Dichte praktisch nicht mehr herstellen. Eine Stelle, die zu kalt eingebaut wurde, bleibt für die gesamte Nutzungsdauer eine Schwachstelle.

Temperatursegregation als unterschätztes Risiko

In der Praxis liegt das Problem selten in einer durchgehend zu niedrigen Temperatur. Es liegt in der ungleichmäßigen Verteilung innerhalb derselben Lieferung. Diese Temperatursegregation entsteht, wenn das Mischgut beim Transport an der Oberfläche und an den Muldenwänden abkühlt und so kalte Bereiche bildet, die in der Fachsprache als kalte Nester bezeichnet werden.

Wie kritisch das ist, hat Willoughby in mehrjährigen Feldversuchen quantifiziert. Temperaturunterschiede unterhalb von 14 Grad bleiben für die Verdichtbarkeit folgenlos. Kältere Bereiche darüber hinaus verdichten messbar schlechter und behalten einen höheren Luftporengehalt. Untersuchungen der TU Wien an Bohrkernen bestätigen die Folge für die Hitzebeständigkeit. Material aus zu kalt eingebauten Bereichen zeigte beim Verformungsindikator des Bitumens und in der Beständigkeit gegen bleibende Verformungen deutlich schlechtere Werte. Geprüft wird diese Verformungsbeständigkeit über die zyklische triaxiale Druckschwellprüfung, die das Spurbildungsverhalten bei hohen Temperaturen abbildet. Damit schließt sich der Kreis zur Sommerhitze. Eine Stelle mit erhöhtem Hohlraumgehalt verformt sich unter Wärme und Last schneller als eine sauber verdichtete Nachbarstelle.

Das gilt nicht uneingeschränkt. Spurrinnen hängen auch von der Mischgutrezeptur, der Bitumensorte, der Verkehrsbelastung und dem Alter der Decke ab, und ab einem gewissen Alter sind sie eine normale Folge hoher Beanspruchung. Die Einbauqualität entscheidet nicht allein, aber sie setzt die Obergrenze dessen, was eine Decke später aushalten kann.

Was homogene Temperatur beim Transport sichert

Wenn die Temperaturhomogenität beim Einbau über die spätere Lebensdauer mitentscheidet, rückt die Übergabe des Mischguts in den Fertiger in den Mittelpunkt. Bei konventionellen Kippmulden gelangt zuerst das oberflächlich abgekühlte Material in den Fertiger, wodurch große Temperaturdifferenzen entstehen, die laut den Messungen häufig über 20 Grad liegen und im Extremfall bis zu 70 Grad erreichen.

Die Abschiebetechnik geht einen anderen Weg. Statt zu kippen, schiebt ein Schild das Material scheibchenweise aus der Mulde in den Fertiger. Dabei vermischen sich kühlere Randzonen wieder mit dem heißen Kern, und die Temperaturverteilung über die Einbaubreite wird gleichmäßiger. Ein gemeinsames Projekt mit der TU Darmstadt hat diesen Effekt nachgewiesen. Mischgut aus thermoisolierten Mulden mit Abschiebetechnik zeigte an der eingebauten Schicht eine geringere Streuung in der Temperaturverteilung, und die Oberflächentemperaturen in den so belieferten Bereichen lagen systematisch höher.

Der Fliegl ASW Asphaltprofi Thermo verbindet diese beiden Prinzipien, die thermoisolierte Mulde und das Abschiebesystem. Für die fachliche Bewertung sind folgende Eigenschaften relevant.

• Wärmeisolierung mit einem Lambdawert unter 0,028 W/m°K und einer Dämmschicht von teilweise über 70 mm
• Temperaturstabilität im Dauereinsatz von über 200 Grad, sodass die Mischguttemperatur selbst an den Muldenwänden über den geforderten 150 Grad bleibt
• laufende Durchmischung von Temperatur und Korngefüge während des gesamten Abladevorgangs durch die scheibchenweise Übergabe

So bleibt das Mischgut über die ganze Entladedauer gleich temperiert, kalte Nester werden vermieden, und der Fertiger arbeitet ohne Stillstand weiter. Was an dieser Stelle homogen ankommt, lässt sich anschließend gleichmäßig verdichten. Genau diese gleichmäßige Verdichtung ist es, die der Decke im darauffolgenden Sommer Widerstand gegen Spurrinnen gibt.

Wo Sie ansetzen können

Wenn Sie als Vergabestelle oder ausführendes Unternehmen die Lebensdauer Ihrer Strecken absichern wollen, lohnt der Blick auf die Anlieferung, lange bevor die erste Hitzewelle kommt. Mehrere Behörden definieren die Kombination aus thermoisolierter Mulde und Abschiebetechnik bereits als verbindliche Anforderung in ihren Leistungsverzeichnissen. Die technischen Details zum ASW Stone LKW Thermo und zum Asphaltprofi Thermo finden Sie unter der Fliegl Baukom Website. Für eine Einschätzung zu Ihrem konkreten Projekt sprechen Sie uns gern direkt an. Wir zeigen Ihnen, welche Wärmebildauswertungen und Referenzberichte aus vergangenen Projekten der TU Wien und TU Darmstadt dazu vorliegen.