Untersucht und empfohlen: Straßensanierung mit PMMA

(16.3.2023) Bei 95% der Straßen hierzulande bestehen die Fahrbahndecken aus As­phalt. Nicht zuletzt die jährlich ansteigende Verkehrslast verursacht im Laufe der Zeit Schlaglöcher, Spurrinnen und andere Verschleißerscheinungen. Werden diese frühzeitig beseitigt, lassen sich größere Schäden zuverlässig vermeiden. Bei Nichtbeachtung selbst kleinerer Mängel droht jedoch langfristig eine grundhafte Erneuerung. Diese ist nicht nur kostspielig, sondern führt auch zu massiven Beeinträchtigungen der Infrastruktur. Ersatzmassen auf Polymethylmethacrylat-Basis (PMMA) stellen für partielle Instandhaltungsmaßnahmen eine in vielerlei Hinsicht attraktive Alternative zu Heiß- und Kaltreparaturasphalten dar, die üblicherweise eingesetzt werden. Mit PMMA soll sich sogar die Resistenz gegen Ermüdung von Asphaltdeckschichten steigern lassen - wie ein Laborversuch der Fachhochschule Erfurt zeigt.

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Die Ursachen für den Verschleiß von Fahrbahndecken sind vielfältig. Hauptursache ist die hohe mechanische Belastung durch die jährlich steigende Fahrleistung im Per­so­nen- und Güterverkehr. So ist in den letzten 30 Jahren eine Zunahme des Personenverkehrs um 32% und des Güterverkehrs um 69% zu verzeichnen. Darüber hinaus können u.a. Temperaturschwankungen sowie Frost-Tausalz-Wechsel Ausbrüche, Löcher oder Risse in der Asphaltdecke begünstigen. Diese Mängel führen zu einer Einbuße der Verkehrssicherheit und sollten umgehend behoben werden.

Müssen ganze Straßenabschnitte saniert werden, kommt es zu langen Sperrzeiten und entsprechenden Verkehrsbeeinträchtigungen. Partielle Instandhaltungsarbeiten hingegen lassen sich schnell umsetzen und tragen den Ansprüchen an eine wirtschaftliche sowie nachhaltige Lösung Rechnung. Kurzfristige Maßnahmen wie das Reprofilieren von Spurrinnen oder das Abdecken von Ermüdungsrissen sind außerdem gemeinverträglicher, da Sperrzeiten auf ein Minimum reduziert werden und die Verkehrssicherheit umgehend wiederhergestellt werden kann.

Nachhaltige, wirtschaftliche und gemeinverträgliche Reparaturalter­native

Für die Sanierung von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise kommen in der täglichen Praxis Kalt- oder Heißreparaturasphalte zum Einsatz. Diese werden von den ZTV BEA-StB 09/13 (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Bauliche Erhaltung von Verkehrsflächenbefestigungen - Asphaltbauweisen) empfohlen. Eine wirtschaftliche Alternative, die in den gängigen Regelwerken jedoch keine Beachtung findet, sind Ersatzmassen mit synthetischen Bindemitteln wie Mörtel auf Basis von PMMA. Dieser gilt im Gegensatz zu Heißreparaturasphalt als Werkstoff für die kalte Jahreszeit, da er sich bei einer Umgebungstemperatur ab 0°C verarbeiten lässt. Mit PMMA können Schadstellen also auch im Winter ausgebessert werden:

Darüber hinaus ist der Flüssigkunststoff einfacher zu handhaben als Heißasphalt, der bei Transport und Verarbeitung eine konstant hohe Temperatur von mindestens 160°C benötigt - ein Unterfangen, das eine ausgiebige Planung voraussetzt. PMMA dagegen ist schnell reaktiv, bereits 30 Minuten nach der Applikation end- und druckfest und damit schnell wieder befahrbar. Auch häufig gestellte Anforderungen an die Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit von Reparaturlösungen erfüllen Flüssigkunststoff-Pro­duk­te umfänglich. Sie fordern insgesamt weniger Transportlogistik und verursachen aufgrund der Verarbeitbarkeit direkt aus dem Eimer sowie der passgenauen Materialverfügbarkeit nur minimale Restmengen. Da keine Großgeräte wie Fräsen, Walzen oder Thermokocher benötigt werden, fallen weniger Maschinen- und Transportkosten an und der Personalaufwand bleibt gering. Auch in Sachen Langlebigkeit überzeugt die Reparatur mit PMMA, wie der Versuch der Fachhochschule Erfurt zeigt. Dieser belegt erstmals die positiven Folgen von PMMA-Beschichtungen auf das Ermüdungsverhalten von bitumenhaltigen Asphaltdecken.

PMMA: Praxistest belegt Vorteile

Das Forschungsprojekt wurde im Auftrag des Mindener Flüssigkunststoff-Herstellers Triflex in einem Straßenbaulabor der Fachhochschule durchgeführt - mit dem Ziel, den Zusammenhang zwischen PMMA-Beschichtungen und der Ermüdungsresistenz von As­phaltdecken zu untersuchen. Das Ergebnis: Die Resistenz lässt sich mit PMMA-Pro­duk­ten signifikant steigern. Um aussagekräftige Resultate zu erzielen, führten die Wissenschaftler einen dynamischen Spaltzug-Schwellenversuch nach TP Asphalt-StB, Teil 24 durch. Dabei kamen mehrere Versuchsobjekte bestehend aus Asphaltbeton AC 11 DN mit Bitumen 70/100 zum Einsatz. Die Oberflächen der kreiszylindrischen Probekörper wurden vorbereitend einseitig bzw. beidseitig mit PMMA-Mörtel in unterschiedlichen Dicken beschichtet, um dann in mehreren Versuchsreihen durch sinusförmige Druckschwellenbelastung angeregt zu werden. Der Widerstand gegen Ermüdung wurde im Bereich des Bindemittels sowie in der Grenzfläche Bitumen-Gestein untersucht.

In einem Laborversuch konnte gezeigt werden, dass die Ermüdungsresistenz von Asphaltdeckschichten sich mit dem Einsatz von PMMA signifikant steigern lässt. (Bilder vergrößern)

So konnten folgende Erkenntnisse gewonnen werden:

• Die Ermüdungsresistenz steigerte sich je nach Beschichtungsdicke um einen Faktor von 6,45 bis 22,81.
• Den geringsten Widerstand wiesen die unbeschichteten Körper auf.
• Der einseitig mit 5 mm PMMA-Mörtel beschichtete Asphaltkörper zeigte im Vergleich zu den unbeschichteten Varianten eine signifikante Steigerung.
• Die einseitig mit 20 mm PMMA-Mörtel beschichtete Alternative zeigte gegenüber den unbeschichteten Alternativen sowie gegenüber dem mit 5 Millimeter beschichteten Körper eine signifikante Steigerung.

Folglich ist der Widerstand gegen Rissbildung bei Asphaltdecken in Kombination mit PMMA-Beschichtungen höher als bei solchen ohne. Derart beschichtete Asphaltdecken sind resistenter gegen Spurrillenbildung bei Wärme und zusätzlich höher belastbar. Mit dem Einsatz von Flüssigkunststoff wird ein kraftschlüssiger Verbund hergestellt, der dafür sorgt, dass die Decke undurchdringlich für Feuchtigkeit wird. Daraus ergibt sich insgesamt eine längere Nutzungsdauer bei vergleichbarer Verkehrsstärke. Die Ergebnisse aus dem Versuch der Fachhochschule Erfurt wurden im weiteren Verlauf bestätigt. Für die Instandhaltung von schadhaften Verkehrsflächen ist PMMA demnach eine langlebige Alternative.

Weitere Informationen zur Straßensanierung mit PMMA können per E-Mail an Triflex angefordert werden.