Gussasphalt in der Praxis - Eigenschaften und Einsatzgebiete

Prok. Dipl.- Ing. Günter PIRINGER / Prok. Ing. Walter SCHILLER

1)    EINLEITUNG

In den Jahren 2005 und 2007 wurde die Wiener Ringstrasse in Abschnitten generalsaniert. Dabei wurden insgesamt 20.000 m2 abgesplitteter Gussasphalt als Deckschicht eingebaut. Im Zuge der Praterbrückensanierung 2007 in Wien wurden 5.000 m2 Gussasphalt als Brückenbelag eingebaut und bei Fahrbahnsanierungen auf der Wiener Südosttangente wurden in den letzten beiden Jahren über 50.000 m2 Fahrbahngussasphalt hergestellt.An diesen Beispielen sieht man, dass Gussasphalt ein sehr begehrter Baustoff ist. Dieses Referat soll ein Überblick über die vielfältigen Eigenschaften, über Vorteile und Besonderheiten und vor allem über die praktische Anwendung eines Jahrzehnte lang erprobten und bewährten Baustoffes sein.

Bild1Was ist Gussasphalt ? Gussasphalt besteht aus Gestein (Splitt, Sand, Füller) und Bitumen sowie gegebenenfalls bestimmten Zusätzen. Korngrößenverteilung und Bitumengehalt sind so eingestellt, dass die Hohlräume des Mineralstoffgemisches vollständig mit Bitumen ausgefüllt sind, und darüber hinaus noch ein geringfügiger Bindemittelüberschuss besteht. Auf diese Weise entsteht eine bei Verarbeitungstemperatur gießbare, verstreichbare Masse, die beim Einbau keiner Verdichtung mehr bedarf. Die Bestandteile des Gussasphalts sind:

  • Bitumen (und da meist eine Mischung von Straßenbaubitumen und Hartbitumen (B90/10), oder Polymerbitumen, je nach Verwendungszweck)
  • Füller: das ist Steinmehl mit der Korngröße < 0,063 mm
  • Sand: das ist der Gesteinsanteil von 0,063 bis 2,0 mm Korngröße
  • Splitt: das ist gebrochenes Naturgestein in der Regel von 2 bis 11 mm Korngröße
  • Zusätze, um den Gussasphalt fließfähiger oder standfester zu machen bzw.  färbige Zusatzstoffe

 

2)    GESCHICHTE DES GUSSASPHALTS :

Bild2.jpgDie Kenntnis bitumenhaltiger Stoffe geht zurück bis in das 4. Jahrtausend vor Christus. Damals war Naturasphalt im Nahen Osten und auch in China bekannt. Auch in Mesopotamien spielte Naturasphalt technisch und wirtschaftlich eine bedeutende Rolle. Einige Bauwerke, die damals mit Asphaltmörtel hergestellt bzw. abgedichtet wurden sind zum Teil heute noch funktionstüchtig. Schon Columbus berichtete nach der Endeckung der Insel Trinidad über das Vorkommen von Naturasphalt, es dauerte aber bis ins 19. Jahrhundert, bis die industrielle Nutzung von Bitumen begann (vor allem in den USA).

Um die Jahrhundert-Wende (1900) fand der Asphaltstraßenbau in Form von Gussasphalt auch in Europa Einzug. In Wien war Gussasphalt bereits 1895 eine allgemein anerkannte Bauweise für Gehsteige. 1901 wurde der Rathausplatz in Wien asphaltiert; 1908 die Kärntnerstraße und der Kärntner Ring; 1909 der Stubenring die Prater Hauptallee und der Platz vor dem Schönbrunner Schloss. Das Foto zeigt eine Gussasphaltbaustelle am Michaelerplatz in Wien im Jahr 1930.

 Bild 03

 

3)    ERZEUGUNG VON GUSSASPHALT :

Die Erzeugung des Gussasphaltes erfolgt in speziell ausgestatteten Asphaltmischanlagen. Die Mineralstoffe (Sand und Splitt) werden in der Trockentrommel getrocknet, erhitzt und entstaubt. An der Heißabsiebung wird das erhitzte Gestein in Kornfraktionen getrennt und dann dosiert in den Mischer zugegeben. Die Dosierung des Füllers und des Bitumen erfolgt aus speziellen Silos bzw. Tanks. Im Gegensatz zu Walzasphalt wird beim Gussasphalt der Füller vor der Beigabe gesondert erhitzt. Nach einer Mischzeit von ca. 80 Sekunden im Mischer bei einer Temperatur von ca. 235° C wird das Gussasphaltmischgut direkt in einen fahrbaren Kocher mit Rührwerk gefüllt und zur Baustelle transportiert.

Zusammensetzung des Gussasphalts: Gussasphalt kann über die Zusammensetzung der Gesteinskörnungen, Bitumengehalt und Bitumensorte unterschiedlichen Verwendungszwecken angepasst werden. Im Füllerbereich  (<0,063 mm) wird wegen der Verarbeitbarkeit vorzugsweise Kalksteinmehl verwendet. Der Fülleranteil beträgt ca. 25 - 30 %.

Eine optimale Füllerdosierung ist für den Gussasphalt von großer Bedeutung, denn im Gegensatz zum Asphaltbeton, dessen Standfestigkeit vor allem aus der gegenseitigen Abstützung der Körner innerhalb des Mineralgemisches herrührt, bezieht Gussasphalt seine mechanischen Eigenschaften in erster Linie aus dem bituminösen Mörtel ( = Bitumen + Füller ) und damit aus der versteifenden Wirkung, die der Füller im Bindemittel ausübt. Im Sandbereich zwischen 0,063 bis 2,0 mm ist eine möglichst stetige Sieblinie anzustreben. Der Sandanteil beträgt ca. 25 – 30 %. Körnungen über 2,0 mm, also der Splitt, haben die Aufgabe eine ausreichende Standfestigkeit auch bei höheren Temperaturen zu gewährleisten. Der Splittanteil beträgt ca. 25 – 35 %. Der Bindemittelanteil beträgt ca. 7 – 9 %.

Auch Spezialmischungen sind möglich; In Wien gibt es z. B den Fiakergussasphalt, der bei der Ringstrassensanierung auf dem rechten Fahrstreifen, wo die Fiaker fahren, zur Anwendung gekommen ist. Bei Fiakergussasphalt wird Polymerbitumen verwendet und LD-Schlacke bei der Korngröße 2/4 bzw. 4/8.

4)    NORMEN UND RICHTLINIEN :

Gussasphalt für den für Straßenbau wird in der ÖNORM B 3585  geregelt: Er wird nach dem Größtkorn unterteilt in MA 4, MA 8 und MA 11. Die deutsche Bezeichnung GA für Gussasphalt wurde mit 1.3.2008 aufgrund einer Normänderung durch das englische Kürzel MA für „Mastic – Asphalt“ ersetzt.

Die Wahl der Gussasphalt-Sorte richtet sich nach der Verkehrsbelastung: MA 4 und MA 8 wird für Gehwege und Bereiche mit geringerer mechanischer Belastung eingesetzt. MA 11 findet sich auf Fahrbahndecken mit hoher Beanspruchung und wird in der Regel maschinell eingebaut.

Die ÖNORM B 3585 unterscheidet noch zusätzlich zwei Typen hinsichtlich des Widerstandes gegen bleibende Verformung in M 1 und M 2. (Parameter hierbei ist die Eindringtiefe)

  • M 1 für hoch belasteten Gussasphalt, ( I max 3,5 mm nach 30 min)
  • M 2 für geringer belastete Flächen , (I max 5 mm nach 30 min)

Der Gussasphaltestrich wird in der ÖNORM B 2232 geregelt: Eingeteilt gemäß Tabelle A8 in  IP 10 / IP 12 / IP 30 / IP 70 (in Österreich kommt fast ausschließlich IP 70 zur Anwendung, unterteilt noch in GE 40, GE 60 u. GE 90:

Das Maß für die Klassifizierung ist die Eindringtiefe beim Eindringversuch in  1/10 mm (z.B.: IP 70  < 70/10 mm). Die Eindringtiefe darf bei einer spezifischen Flächenpressung von 0,4 ; 0,6 ; bzw. 0,9 N/mm2 bei einer Temperatur von 22 +- 1 °C maximal 0,5 mm betragen.

Tabelle1


Für Beläge auf Brücken gilt die RVS 15.03.15

Beläge auf Brücken müssen die unterschiedlichsten  Anforderungen an Wasserundurchlässigkeit, Standfestigkeit, Ebenheit, Griffigkeit und Dauerhaftigkeit erfüllen. Sie schützen das darunterliegende Tragwerk vor schädlichen Einflüssen – Brückenbauwerke unterliegen nach ihrer Fertigstellung hohen Beanspruchungen nicht nur in Folge der Verkehrsbelastung, sondern auch durch Bewegungen des Bauwerks und durch schnell ablaufende Temperaturänderungen. Asphalt, vor allem Gussasphalt hat sich wegen seiner  visko-elastischen Eigenschaft als besonders geeigneter Fahrbahnbelag von Brücken erwiesen. Es lassen sich relativ dünne Beläge bauen, die wirtschaftliche Brückentragwerke ermöglichen.

Konstruktive Elemente sind laut RVS 15.03.15

  • Deckschicht
  • Tragschicht
  • Schutzschicht
  • Abdichtung
  • Oberfläche der Fahrbahnplatte

Gussasphalt wird auf Brücken sowohl als Schutzschicht, als auch als Deckschicht verwendet.

5)    EIGENSCHAFTEN VON GUSSASPHALT :

Alterungsbeständig
Gussasphalt ist alterungsbeständig. Im Bitumen sind keine niedrigsiedende Öle, die flüchtig werden; die Eigenschaft des Bindemittels und des Gussasphalts verändert sich praktisch nicht. 
Bauzeit sparend
Gussasphalt muss nicht trocknen. Nach Abkühlung hat er seine Endfestigkeit erreicht und kann nach zwei Stunden begangen und belegt werden.
Belastbar
Die Dauerstandfestigkeit des Gussasphaltes beträgt laut Ö-Norm B 2232 60 N/ cm2 bei einer Raumtemperatur von 18-22 °C. Die erhöhte Dauerstandfestigkeit beträgt 90 N/ cm2.
Belegbar
Gussasphalt ist für alle Oberbeläge geeignet. Durch Beschichtung und Einstreuung von Tonchips sind eine Vielfalt von Farbgestaltungen möglich.
Brandsicher
Gussasphalt brennt nicht. Er besteht aus mindestens 90% Gestein und gehört damit zu den Baustoffen mit geringen Anteilen an brennbaren Komponenten. Brandversuche haben ergeben, dass der Gussasphalt in die Brandgruppe B1 einzureihen ist.
Dampf-, Druckdicht, Fugenlos
Gussasphalt ist praktisch dampfdicht. Feuchtigkeit aus dem Erdreich kann durch den Gussasphalt nicht diffundieren, da keine Kapillaren vorhanden sind. Außerdem wird er fugenlos verlegt und bildet eine homogene Fläche.
Hohlraumfrei
Gussasphalt ist eine dichte Masse, sein Gesteinsaufbau erfolgt nach dem Prinzip der dichtesten Lagerung. Infolge eines geringen Bindemittelüberschusses ist er hohlraumfrei. Er bedarf beim Einbau keiner Verdichtung. Die Gussasphaltoberfläche wird lediglich mit Sand abgerieben oder mit Splitt abgestreut.
Elektrisch Isolierend
Gussasphalt weist gute elektrische Isolationseigenschaften auf. Er ist deshalb besonders für die Verwendung in Elektroräumen, Laboratorien usw. geeignet. Dort, wo Gussasphalt leitend sein muss, ist dies durch Zusätze von Graphitstaub möglich.
Geräuschdämpfend
Gussasphalt ist geräuschdämpfend. Die geringe Schallängsleitfähigkeit ("innere Dämpfung") baut Schallimpulse auf kurze Entfernung ab. Sein "gummistabartiges Verhalten" verhindert die Übertragung von Trittschallgeräuschen und mindert die Raumschallabstrahlung erheblich.
Korrosionsbeständig
Gussasphalt ist gegen Tausalze absolut unempfindlich. Die Einwirkung von Öl aus Kraftfahrzeugen auf Straßen und Parkflächen ist unschädlich. Bei permanenten Ölanfall kann die Oberfläche durch lösemittel- und fettbeständige Anstriche oder Beschichtungen geschützt werden.
Nutzungsbeständig
Gussasphalt ist nutzungsbeständig, weil bei eventuellen Bauveränderungen und mechanischen Beschädigungen die Reparatur nahtlos und homogen ausgeführt werden kann.
Säure- und Laugenbeständig
Gussasphalt ist in der üblichen Zusammensetzung laugenbeständig. Gussasphalt kann gegenüber den meisten vorkommenden Säuren widerstandsfähig hergestellt werden.
Schalldämmend
Gussasphalt verfügt über ein günstiges Trittschallverhalten. Er absorbiert Geräusche und ergibt mit dem nötigen Dämmstoffaufbau einen hochqualifizierten schwimmenden Estrich.
Staubfrei, Pflegeleicht
Gussasphaltböden sind staubfrei. Dank der hohen Abriebfestigkeit entsteht beim Gussasphalt kein Eigenstaub. Die porenfreie Oberfläche verhindert das Festsetzen von Fremdstoffen und erleichtert die Reinigung. Er bedarf keiner besonderen Pflege. Seine Reinigung kann trocken oder mit Wasser erfolgen.
Trocken, Wasserfrei
Gussasphalt ist ein vollkommen trockener Baustoff. Er wird mit einer Temperatur von ca. 250°C eingebaut und bringt daher keinerlei Feuchtigkeit in das Bauwerk - im Gegenteil, die freiwerdende Wärme sorgt für eine Austrocknung.
Wasserdicht
Gussasphalt ist aufgrund seines hohlraumfreien Aufbaus wasserdicht. Bitumen ist wasserunlöslich und kann nicht ausgewaschen werden. Gussasphalt wird z.B. in Verbindung mit Asphaltmastix auch zur Abdichtung eines Bauwerkes gegen Oberflächen- und Sickerwasser verwendet.

 

6)    VERARBEITUNG VON GUSSASPHALT

Wie kommt der Gussasphalt auf die Baustelle? Gussasphalt wird mit fahrbaren, beheizten Gussasphalt-Kochern, die mit einem Rührwerk ausgestattet sind zur Baustelle transportiert. Während des Transports wird der Gussasphalt weiter aufgeheizt und ständig weiter gemischt. Es wird verhindert, dass während des Transportes eine Entmischung entsteht, und es wird eine gleichmäßige Verteilung aller Mischgutkomponenten erst im Rührwerkskessel abgeschlossen (Kapazitäten ca. 10-14 Tonnen pro LKW).

 
Bild4.jpg Bild5.jpg

Auf der Baustelle wird dann der Gussasphalt direkt vom Kocher in Kübel herabgelassen und von Trägern mit diesem Kübeln (oder auch manchmal mit Scheibtruhen) direkt zur Einbaustelle gebracht (1 Kübel ca. 20-30 kg). Für Bereiche, die mit dem Gussasphalt-Kocher nicht direkt erreichbar sind (z.B.: Tiefgaragen, Parkdecks, Dächer) stehen fahrbare Gussasphalt-Dumper mit einem Fassungsvermögen bis zu 1 Tonne zur Verfügung. Gussasphalt wird vom Kocher in Gussasphalt-Dumper zwischengeladen, mit diesen verführt und dann wieder mit Kübel verteilt. Bei Einbaustellen in höher gelegenen Geschossen wird der Gussasphalt in Kübeln oder sogar mit Dumpern in Aufzügen oder mit dem Kran zur Einbaustelle gebracht.

 

Einbau von Gussasphalt : Gussasphalt wird mit einer Temperatur von 220° bis 235° C eingebaut. Der Einbau erfolgt auf großen Flächen im Straßenbau in der Regel maschinell mit Gussasphalt-Fertigern mit speziellen Verteilerbohlen. Auf kleineren Flächen oder in Räumen wird Gussasphalt händisch eingebaut. Es wird der Kübel mit Gussasphalt auf den Boden geschlagen und der Gussasphalt mit einem Gussasphalt-Streicher aus Holz händisch verteilt und in der richtigen Dicke abgestrichen. Im Straßenbau erfolgt der Einbau von Gussasphalt mit Asphaltfertigern maschinell auf der vorbereiteten Fläche, meist eine Binderschicht aus Asphalt. Der Gussasphalt wird vor der Bohle vom Gussasphalt-Kocher herabgelassen, noch kurz verteilt und durch den Fertiger lagegerecht und in der richtigen Dicke (3 bis 3,5 cm) eingebracht.

 Bild8.jpg       Bild7.jpg
 

 

Hinter dem Fertiger wird der noch heiße Gussasphalt durch einen Splitter mit einem bituminisierten Splitt oder mit Schlacke in eine Korngröße 2/4 oder 4/8 gleichmäßig abgesplittet (ca. 15 kg/m2). Dieser Splitt wird mit Gummiradwalzen bzw. Glattwalzen in den Gussasphalt eingewalzt. Nach dem Erkalten wird der überschüssige Splitt mit einem Kehrwagen entfernt.

Bild9-12.jpg

Bild13-14.jpgGussasphalt im Hochbau : Gussasphalt wird im Bereich des Hochbaus vor allem als oberster Fußbodenbelag verwendet. Zum Beispiel als Fahrbahnbelag in Parkdecks, Tiefgaragen, auf Rampen in Garagen, als Fußbodenbelag in Fahrradabstellräumen, Müllräumen, sonstigen Kellerräumen, auf Gängen und Laubengängen und als Fußboden in Geschäften und im Wohnbau. Gussasphalt findet auf Grund seiner Eigenschaften Anwendung als Fußboden im Industriebau, zum Beispiel als säurefester Belag in der Chemieindustrie oder bei Stallungen in der Landwirtschaft. Bei säurefesten Gussasphaltbelägen müssen bei der Herstellung Zuschläge aus Quarz, Basalt oder Diabas verwendet werden. Die zweite Anwendung findet Gussasphalt im Hochbau als Gussasphaltestrich, sowohl als gleitender Estrich oder auch als schwimmender Estrich auf Dämmschichten.

Er dient zugleich als Sperrschichte gegen Feuchtigkeit, die kapillar aus dem Untergrund aufsteigt, sie gelten aber nicht als Sperrschichte gegen drückendes Wasser und nicht als Dampfbremse, ersetzen daher nicht eine Abdichtung. Die Mindestdicke muss 20 mm betragen, bei schwimmenden Estrichen lt. Norm entsprechend dicker. 

Oberflächengestaltung von Gussasphaltdecken: Die Oberflächen von Gussasphaltdecken können unterschiedlich ausgebildet werden. Glatt ist die Oberfläche vor allem in Innenräumen, sie kann eventuell auch gewachst oder mit Quarzsand abgerieben werden). Geriffelt wird auf Garagenrampen und generell auf Rampen mit einem größeren Gefälle als 5-6 %. Abgestreut wird der Gussasphalt auf Gehsteigen und begangenen Flächen in Außenbereichen, abgesplittet wird auf Fahrbahnen, wie wir zuvor schon gesehen haben. Eine weitere Möglichkeit, die Oberfläche zu behandeln ist das Einfärben von Gussasphalt. Möglich sind verschiedene Farben von rot über blau bis hin zu gelb und grün. Eine sehr elegante Form von geschliffener Oberflächenausbildung ist die des Bituterrazzo.

Oberflaechen.jpg 


Bituterrazzo ist ein innovativer Bodenbelag dessen Oberfläche individuell gestaltet werden kann. Es handelt sich um einen geschliffenen Gussasphalt-Nutzestrich. Farbige Gussasphaltestriche werden aus farblosen Bindemitteln und speziellen natürlichen Farbpigmenten mit ausgewählten Gesteinssplitten oder Gesteinsmischungen hergestellt. Durch mögliche Variationen von Pigmenten und Gesteinen entstehen unzählige Möglichkeiten, welche nahezu jedem architektonischen Wunsch angepasst werden können. Durch die Wahl der Terrazzoelemente (Steine, Metallgranulate o.ä.) kann die Oberfläche in Farbe und Struktur variiert werden. Die Oberflächenbehandlung richtet sich je nach dem Verwendungszweck: Wachsschichten oder Imprägnierungen zum Schutz des Belages. 

7)    VERGLEICH GUSSASPHALT – WALZASPHALT :

Ein wesentlicher Unterschied zwischen Gussasphalt und Walzasphalt besteht in der Zusammensetzung des Mischguts (u.a. beim Füllergehalt, Bitumengehalt und bei der Sorte des Bitumens). Während die Standfestigkeit des Gussasphalts auf der Qualität des bituminösen Mörtels besteht, erhält Walzasphalt seine Festigkeit vor allem durch die Abstützung des Korngerüsts der Mineralstoffe untereinander in Verbindung mit dem Bindemittel (Betonprinzip). Ein weiterer Unterschied besteht in der Verdichtungsarbeit. Gussasphalt muss nicht verdichtet werden und kann so auch auf Flächen eingebaut werden, die mit Walzen nicht erreichbar sind (vor allem im Hochbau). Auch kann Gussasphalt zu Einbaustellen transportiert und dort eingebaut werden, wo man mit Walzasphalt, sei es mit LKW oder Motorjapaner nicht hinkommt. Bei Sanierungen und Instandsetzungsarbeiten nach Grabungsarbeiten oder z.B. Bränden auf Autobahnen kann der Gussasphalt in derselben Qualität wie ursprünglich eingebaut werden, auch auf kleinen Flächen oder schmalen Künetten. Bei Asphaltbeton ist das durch händischen Einbau oder durch Kleinfertiger oft nicht möglich. Gussasphalt ist in der Regel wohl teurer als Walzasphalt, ist aber durch seine Einsatzmöglichkeiten und Eigenschaften wie z.B. Griffigkeit, Langlebigkeit und Dauerstandfestigkeit eine sehr wirtschaftliche Lösung.

8)    ZUSAMMENFASSUNG :

Gussasphalt eignet sich für vielfältige Anwendungsgebiete: Einerseits als Gussasphaltestriche im Wohnungs- und Industriebau, andererseits als Deckschichten im Hochbau und Straßenbau, sowie als dekorativer Belag. Deckschichten aus Gussasphalt sind aufgrund ihrer Zusammensetzung sehr verschleißfest, im höchsten Maße witterungs– und alterungsbeständig und deshalb sehr dauerhaft. Vor allem dort, wo Bauarbeiten unter schwierigen Randbedingungen durchgeführt werden müssen, wo die Platzverhältnisse beengt und kleinflächige Arbeiten an schwer zugänglichen Stellen erforderlich sind, ist Gussasphalt ein qualitativ hoher , langlebiger und wirtschaftlich einsetzbarer Baustoff.

Prok. Dipl.-Ing. Günter PIRINGER
Allgem. Straßenbau GmbH
1110 Wien, Wildpretstraße 7
E-Mail: guenter.piringer@allbau.at

Prok. Ing. Walter SCHILLER
Swietelsky BaugmbH
4063 Hörsching, Mühlbachstraße 151a
E-Mail: w.schiller@swietelsky.at