{"id":10281,"date":"2021-06-02T11:00:58","date_gmt":"2021-06-02T09:00:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.umweltperspektiven.ch\/?p=4286"},"modified":"2022-02-09T11:05:30","modified_gmt":"2022-02-09T10:05:30","slug":"gummi-asphalt-fuer-eine-oekologischere-strasse","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.organisator.ch\/de\/sustainability\/2021-06-02\/gummi-asphalt-fuer-eine-oekologischere-strasse\/","title":{"rendered":"Gummi-Asphalt f\u00fcr eine \u00f6kologischere Strasse"},"content":{"rendered":"
\"Gummi-Asphalt\"
Bitumen im Blick: Lily Poulikakos leitet an der Empa die Testreihen und hilft, die Eigenschaften von Gummi-Asphalt realistisch einzusch\u00e4tzen. Bild: Gian Vaitl \/ Empa<\/figcaption><\/figure>\n

Autopendler, die \u00fcber Verkehrsstress n\u00f6rgeln, k\u00f6nnten dann und wann den Blick nach unten richten. Denn dort liegt einer, der es schwerer hat: Asphalt ertr\u00e4gt gl\u00fchende Hitze, K\u00e4ltestress und jede Menge Druck von oben. M\u00f6glichst leise soll er auch noch sein \u2013 und in Zukunft nat\u00fcrlich umweltfreundlicher.<\/p>\n

Geformt aus einer heissen Gesteinsmischung und dem Bindemittel Bitumen bei etwa 160 Grad sorgt Asphalt f\u00fcr hohen CO2-Ausstoss \u2013 durch Produktion, lange Transportwege und den Einbau. Um seine Umweltbilanz aufzubessern wird Alt-Asphalt schon heute rezykliert; k\u00fcnftig soll er in grossem Stil in neuen Bel\u00e4gen landen. Zudem lassen sich Recyclingbeton oder andere Reststoffe in ihm \u00abentsorgen\u00bb \u2013 etwa ausgediente Autoreifen, von denen es in der Schweiz reichlich gibt.<\/p>\n

Ein Innosuisse-Projekt unter Federf\u00fchrung der Empa-Abteilung \u00abBeton und Asphalt\u00bb hat erkundet, welchen Nutzen diese Idee hierzulande haben k\u00f6nnte. Konkret: K\u00f6nnen Gummipartikel die Polymere in polymer-modifiziertem Bitumen f\u00fcr hochbelasteten Asphalt ersetzen? Schliesslich verleihen Verbindungen wie das verbreitete Styrol-Butadien-Styrol dem Belag mehr Plastizit\u00e4t, eine bessere R\u00fcckverformung und eine l\u00e4ngere Lebensdauer.<\/p>\n

Der Fokus des Projekts lag auf der Praxis: Nach einigen Vorversuchen entstanden die Asphaltmischungen f\u00fcr die Experimente bei den Herstellern FBB und Weibel AG. Die Sorten orientierten sich am Ernstfall: \u00abSDA 4-12\u00bb, ein \u00abFl\u00fcster\u00bb-Deckbelag, in dem viele Luftporen die L\u00e4rmemission mindern. Und \u00abAC B22 H\u00bb, der sich f\u00fcr eine so genannte Binderschicht darunter eignet \u2013 in diesem Fall zeitgem\u00e4ss mit 30 Prozent Recyclingasphalt. Auch die ausgew\u00e4hlten Gummigranulate stammten aus der Schweiz, vom Hersteller Tyre Recycling Solutions (TRS) in Pr\u00e9verenges im Kanton Waadt.<\/p>\n

Nass oder trocken?<\/strong><\/h2>\n

Gummi-Asphalt l\u00e4sst sich mit zwei Verfahren herstellen. Bei der \u00abnassen\u00bb Methode wird das Gummigranulat dem heissen Bitumen zugef\u00fcgt; dann mischt man die Mixtur mit der definierten Gesteinsk\u00f6rnung \u2013 je nach Belag aus Sand und unterschiedlich grossen Steinen. Der Haken dabei: Die Bitumen-Gummi-Masse wird mit der Zeit weniger z\u00e4hfl\u00fcssig und das Gummi beginnt sich zu zersetzen; sie l\u00e4sst sich nur etwa 48 Stunden lang verarbeiten. Beim \u00abtrockenen\u00bb Verfahren hingegen rieseln die Gummipartikel zun\u00e4chst in die erhitzte Gesteinsmischung. Das Bitumen kommt erst sp\u00e4ter hinzu. Weil die Schweizer Fabrikanten darauf eingestellt sind, w\u00e4hlte man diesen Weg.<\/p>\n

Die Erfahrungen bei der Herstellung waren beim Baustoffhersteller FBB in Bauma positiv. \u00abKein Problem\u00bb, sagt Christian Gubler, Vorsitzender der Gesch\u00e4ftsleitung, \u00abdas war einfach.\u00bb Die Partikel wurden durch eine Klappe hindurch in die Gesteinsmischung geworfen \u2013 in S\u00e4cken, die sich bei der hohen Temperatur aufl\u00f6sen. \u00abSo wie wir das auch machen, wenn wir Farbstoffe hinzugeben, zum Beispiel f\u00fcr roten Asphalt\u00bb, erkl\u00e4rt Gubler. Auch bei der Berner Weibel AG gab es keine Schwierigkeiten. \u00abDas Handling war problemlos\u00bb, sagt Samuel Probst, Leiter bitumin\u00f6se Baustoffe und Belagswerke.<\/p>\n

Stresstests unter Wasser, K\u00e4lte, Druck<\/strong><\/h2>\n

Die fertigen Produkte untersuchte ein Empa-Team um Asphaltspezialistin Lily Poulikakos vom Mikro- bis hin zum Grossmassstab. Neben Standardtests auf Bitumengehalt und Luftporen zeigten Aufnahmen mit dem Elektronenmikroskop, ob und wie sich die Gummipartikel in der Asphaltmatrix aufl\u00f6sen und verteilen.<\/p>\n

Im Spaltzug-Test barsten Probek\u00f6rper unter Druck von oben \u2013 je einer nass und trocken, um zu ermitteln, wie empfindlich sie auf Wasser reagieren. Wie sich das Material bei winterlicher K\u00e4lte verh\u00e4lt, zeigten Reissversuche bei minus 12 Grad. Schliesslich der Faktor Verkehr: Im \u00abHamburg Wheel Tracking\u00bb-Test erduldeten Proben in 50 Grad heissem Wasser 10\u2019000 \u00dcberfahrten eines gut 70 Kilogramm schweren Stahlrades \u2013 ein harter Test auf Spurrillen. In die gleiche Richtung zielte ein Empa-eigener Simulator: Er setzte Bel\u00e4ge von 1,20 Metern L\u00e4nge in acht Stunden 60\u2019000 langsamen Reifen-\u00dcberfahrten mit hohen Lasten aus.<\/p>\n

Die Analysen zeigten: Feinheiten entscheiden. So h\u00e4ngt zum Beispiel die optimale Dauer zwischen dem Mischen und dem Einbau auf der Strasse stark von Art und Menge des gew\u00e4hlten Gummigranulats ab. Im Vergleich mit dem altbekannten Polymerbitumen-Asphalt erf\u00fcllten die Deckschicht-Asphalte mit 0,7 oder 1 Prozent Gummi die Anforderungen mehrheitlich. Der Widerstand gegen Risse durch K\u00e4lte war bei einem Prozent Gummi deutlich gr\u00f6sser als beim Polymerbitumen-Asphalt. Bei der Wasserempfindlichkeit erf\u00fcllten die Baustoffe die Schweizer Anforderungen, allerdings mit einer Ausnahme. Und im Empa-eigenen Reifenlastsimulator entstanden in den Gummi-Asphalten zwar kleine, aber tiefere Spuren als im Polymerbitumen-Belag.<\/p>\n

Fazit: Trotz einiger Nachteile erf\u00fcllte der Gummi-Asphalt die Anforderungen letztlich sicher. \u00abEr ist auf jeden Fall f\u00fcr weitere Untersuchungen f\u00fcr den Einsatz im Strassenbau geeignet\u00bb, res\u00fcmiert Empa-Forscherin Poulikakos. Auch beim Hersteller TRS zeigt man sich mit den Ergebnissen zufrieden: \u00abWir haben damit eine professionelle Best\u00e4tigung bekommen\u00bb, sagt Sonia Megert, Chief Operating Officer. \u00abDas war eine sehr gute Zusammenarbeit. Auch bei Problemen hat die Empa schnell eine L\u00f6sung gefunden.\u00bb<\/p>\n

Dass damit nur ein erster Schritt getan ist, ist freilich allen Partnern klar. Das Labor entspricht trotz aller M\u00fchen nicht den realen Verh\u00e4ltnissen, erkl\u00e4rt Poulikakos. Die Experimente geben zwar einen detaillierten Eindruck, doch wie sich die jahrelange Belastung in der Realit\u00e4t auswirkt, \u00abist dann doch eine andere Sache\u00bb, so die Spezialistin. \u00abDie Wahrheit liegt letztlich auf der Strasse.\u00bb<\/p>\n

Drei Versuchsstrecken<\/h2>\n

Just dort fanden bereits weitere Schritte statt. In den Kantonen Jura und Waadt errichtete die Weibel AG mit Gummigranulat-Asphalt zwei Teststrecken auf Kantonsstrassen. \u00abEin Rauasphalt auf einer mittelstark belasteten Strecke\u00bb, erl\u00e4utert Samuel Probst, \u00abund ein Deckasphalt auf einer relativ hoch belasteten Strasse. Es sollten ja echte H\u00e4rtetests sein.\u00bb<\/p>\n

Anders als bei fr\u00fcheren Erfahrungen mit dem \u00abnassen\u00bb Herstellungsverfahren verlief der Einbau \u00ababsolut problemlos\u00bb, so der verantwortliche Leiter. Ger\u00fcche durch erhitztes Gummi mussten die Mitarbeiter vor Ort nicht ertragen. Und die Konsistenz und Verarbeitung des Asphalts war mit einem Polymer-modifizierten Asphalt vergleichbar. Seinen wahren Charakter wird er freilich erst nach Jahren zeigen. Der Einbau fand im vergangenen Sommer statt; der Belag steckt damit noch in den Kinderschuhen.<\/p>\n

Genauso wie ein weiterer Testasphalt, der als obere Schicht an einer hochbelasteten Kreuzung in Z\u00fcrich verbaut wurde. Seine Laborwerte waren nicht \u00fcber alle Zweifel erhaben: Beim H\u00e4rtetest des Bitumens mit einer eindringenden Nadel schwankten die Resultate stark und lagen teils deutlich \u00fcber den Sollwerten. \u00abDas deutet daraufhin, dass er zu weich sein k\u00f6nnte\u00bb, sagt Belagspezialist Martin Horat vom Tiefbauamt der Stadt Z\u00fcrich. \u00bbMal schauen, ob es Verformungen gibt, wenn es im Sommer heiss wird.\u00bb<\/p>\n

Hans-Peter Beyeler, Direktor beim Verband \u00abEurobitume\u00bb in der Schweiz, beunruhigt das nicht sonderlich.\u00a0 \u00abDavon habe ich schon geh\u00f6rt. Ich w\u00fcrde mir da vorerst keine Sorgen machen\u00bb, sagt der Fachmann, der zuvor fast 13 Jahre als Belagspezialist beim Bundesamt f\u00fcr Strassen (Astra) t\u00e4tig war. Wenn Gummi und Bitumen vermischt w\u00fcrden, entstehe ein neues Material; auch in seinem Verhalten entspreche es nicht mehr den urspr\u00fcnglichen Zutaten. Seine Einsch\u00e4tzung: \u00abDer Nadeltest liefert wom\u00f6glich einfach keine brauchbare Aussage.\u00bb<\/p>\n

Dass es in der Branche auch Widerstand gegen Asphalt als \u00abM\u00fcllschlucker\u00bb f\u00fcr Recyclingstoffe und Skepsis gegen\u00fcber Gummi in der Strasse gibt, versteht Beyeler freilich \u2013 aus eigener Erfahrung. Vor rund 15 Jahren erlebte er, wie auf der A1 im Aargau ein Test mit gummi-modizifiertem Bitumen, als Granulat zugegeben, gr\u00fcndlich daneben ging: Das Material war im Mischgut ungen\u00fcgend aufgel\u00f6st; es bildeten sich Klumpen im Asphalt. In der Fahrbahn verteilten sie sich an der Oberfl\u00e4che; sie mussten ausgebohrt und mit Gussasphalt aufgef\u00fcllt werden.<\/p>\n

Die Wahrheit liegt auf der Strasse<\/strong><\/h2>\n

Seitdem hat sich indes einiges getan; warum also, findet Beyeler, nicht nochmals versuchen? Schliesslich gebe es auch gute Erfahrungen \u2013 nicht nur in den USA, wo die Technologie seit langem Praxis ist, sondern auch in Bayern. Dort sind gummi-modifizierte Asphalte schon Teil der Bauvorschriften \u2013 also Stand der Technik. Die Vorteile, vor allem bei por\u00f6sen Deckschichten: h\u00f6here Abriebfestigkeit, langsamere Oxidation des Bitumens in den vielen Luftporen und damit eine verz\u00f6gerte Verspr\u00f6dung. Kurzum: eine l\u00e4ngere Lebensdauer.<\/p>\n

Rohstoff g\u00e4be es jedenfalls genug. Rund 70\u2019000 Tonnen Altreifen fallen pro Jahr in der Schweiz an. Ein kleiner Teil davon wird rezykliert; der gr\u00f6sste Teil aber thermisch verwertet \u2013 in Kehrichtverbrennungsanlagen und, en gros, in Zementwerken, wo die Reifen Kohle als Brennstoff ersetzen und so die CO2-Bilanz aufbessern.<\/p>\n

Ein Nutzen f\u00fcr das Klima?<\/strong><\/h2>\n

Welche Auswirkungen die Nutzung von Altreifen in Strassenbel\u00e4gen auf die Umwelt hat, untersucht Empa-Forscher Zhengyin Piao im Rahmen seiner Dissertation in Kooperation mit dem Institut f\u00fcr Umweltingenieurwissenschaften der ETH Z\u00fcrich. Dabei analysierte Piao den gesamten Lebenszyklus von zwei Fl\u00fcsterbel\u00e4gen mit Gummiasphalt. Seine Berechnung am Modell eines Strassenst\u00fccks von einem Kilometer L\u00e4nge zeigt, dass diese Bel\u00e4ge beim Energieverbrauch \u00e4hnlich abschneiden wie ein Polymerbitumen-Asphalt. Doch sie sorgen f\u00fcr deutlich geringere CO2-Emissionen \u2013 vor allem wegen der Polymere im Vergleichsprodukt.<\/p>\n

W\u00fcrden Gummigranulate in Strassen also zum Klimaschutz beitragen? Piaos Antwort: Es kommt auf die Situation an. In der Schweiz sparen Zementwerke durch die Verbrennung von Altreifen so viel CO2 \u2013Ausstoss ein, dass Asphalt mit Gummi unter dem Strich ein klein wenig schw\u00e4cher abschneidet als mit Polymeren. Doch gelingt es den Zementwerken wie geplant, ihre CO2-Emissionen in den kommenden Jahren noch st\u00e4rker zu senken oder mit \u00abCarbon-Capture\u00bb-Technologien mitsamt unterirdischer Lagerung sogar teils zu neutralisieren: Die Karten w\u00e4ren neu gemischt \u2013 wom\u00f6glich zu Gunsten der Klimabilanz von Gummi-Asphalt.<\/p>\n

Ob sich die Idee in der Schweiz durchsetzen k\u00f6nnte, h\u00e4ngt freilich auch vom Markt ab. Einen Vorteil h\u00e4tten sie, meint Fachmann Samuel Probst vom Hersteller Weibel AG: Zumindest im Moment seien sie g\u00fcnstiger als Polymerbitumen-Asphalte. Sein Fazit formuliert er gleichwohl zur\u00fcckhaltend: \u00abIch k\u00f6nnte mir schon vorstellen, dass daf\u00fcr einmal ein Markt entsteht\u00bb, sagt er, \u00abwenn sich die Teststrecken auf lange Sicht positiv entwickeln.\u00bb<\/p>\n

 <\/p>\n

\n

Schadstoffe im Visier<\/strong><\/h1>\n

Um gesundheitliche Risiken durch Gummizus\u00e4tze in Strassenasphalt abzusch\u00e4tzen, nahmen Chemiker von der Empa-Abteilung \u00abAdvanced Analytical Technologies\u00bb Bestandteile mit Risikopotenzial unter die Lupe.<\/p>\n

Die Resultate von Auswaschversuchen, die Auswirkungen eines Regengusses simulieren, zeigten, dass die Gehalte an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) im Gummi tiefer sind als im Asphalt. Das gilt auch f\u00fcr PAK, die Krebs ausl\u00f6sen k\u00f6nnen.<\/p>\n

Bei Schwermetallen diente Zink als Leitelement; davon wurde sehr wenig ausgewaschen. Blei und andere sch\u00e4dliche Schwermetalle waren nur in unbedenklichen Spuren vorhanden.<\/p>\n

Doch die Tests zeigten, dass Benzothiazole, die bei der Reifenherstellung die Vulkanisation beschleunigen, schnell und in relativ hohen Dosen in die Umwelt gelangen. Der Rat der Fachleute: Vor dem Einbau der Gummipartikel im Asphalt sollten diese Verbindungen entfernt werden, zum Beispiel durch Auswaschen mit Wasser, das anschliessend fachgerecht entsorgt wird.<\/p><\/blockquote>\n

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Weitere Themen: <\/strong>Alte Covid-Masken f\u00fcr den Strassenbau<\/a><\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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