Forschungspaket: Recycling von Ausbauasphalt in Heissmischgut Teilprojekt: Recycling von Ausbauasphalt in Heissmischgut: Initial-Projekt

• Forschungsstelle: ASTRA SBT
• Projektnummer: VSS2005/451

Schlüsselwörter (Deutsch)

Recycling, Heissmischgut, Ausbauasphalt, Nachhaltigkeit, Dauerhaftigkeit, Mischgutoptimierung

Schlüsselwörter (Englisch)

Recycling, Hot mix, Reclaimed Asphalt, Sustainability, Durability, Mix design

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Wegen der Komplexität der Thematik des Recyclings von Ausbauasphalt in Heissmischgut und wegen der starken Verknüpfungen der einzelnen Projekte des Forschungspaketes ist ein vorbereitendes Initial-Projekt IP auf Basis einer gezielten Standortbestimmung zwecks Synergieoptimierung durchzuführen. Die Aufgaben dieses Projektes sind:

· Gezielte Standortbestimmung (Literatur- und Informations-Screening beschränkten Umfangs unter Berücksichtigung allfälliger Teilergebnisse laufender Forschungsprojekte) zwecks Erkennen der für die Schweiz prioritären Forschungslücken und Bedürfnisse

· Verfeinerte Ausarbeitung von Detailpflichtenheften für die Ausschreibung bezüglich Methodik, Vorgehen, Meilensteinen und Verknüpfungen für die Ausschreibung von Einzelprojekt EP1...EP5 gemäss Vorgabe der Basistexte als Beilage zum Beschrieb des gesamten Forschungspaketes.

· Formulierung des Informationstransfers inhaltlich und zeitlich als von Anbietern zwingend zu beachtende Meilensteine

· Evaluation allfälliger zeitkritischen Verbindungen zwischen den Einzelprojekten (Wann muss welches EP welche Informationen wem liefern?)

· Vorschlag eines Projektleiters für das Forschungspaket zuhanden ASTRA

· Vorschlag für Begleitgruppe aus FK4 und FK5 und evtl. weiterer Kreise

Erarbeiten eines Schlussberichtes, der in den späteren zusammenfassenden Syntheseberic

Kurzbeschreibung (Englisch)

Due to the complexity of the recycling of reclaimed asphalt in hot mixes and because of the strong lonks of the individual projects of the research package a preparatory Initial-Project IP is needed that is based on a focussed state of the art and needs check in order to optimize synergies. The tasks of this project are:

· Focussed state of the art and needs check (literature and information screening to a limited extend considering also available first results of ongoing research projects) in order to detect the research needs of high priority for Switzerland on that subject

· Refinement of research requirement specifications for the call for tenders regarding methods, procedure, milestones and links for the call for participation of the single projects EP1...EP5 following the guideline of the basic texts as given in the attachments to the overall description of the research package.

· Definition of the information transfer in terms of content and time that must be kept as milestones by the bidders.

· Evaluation of possible topical links between the single projects (when and to whom must which EP deliver what information?)

· Proposal of a person to ASTRA who could serve as project leader for the research package

· Proposal for the personal composition of the escort committee recruited from FK4 and FK5 or other expert pools

Writing of a final report that will later be integrated in the concluding synthesis report of the research package and that will also be available to the bidders.

Projektbeschreibung (Deutsch)

Ausgangslage

Mit steigender Sensibilisierung für Nachhaltigkeits- und Umweltthemen hat die Frage des Recyclings von Strassenausbruch erheblich an Aktualität und Bedeutung gewonnen. Diesem Umstand wird im UVEK Schwerpunkt R „Baustoffmanagement: Recycling, neue Baustoffe“ Rechnung getragen. Er ist Ausgangspunkt des Forschungspakets „Recycling von Ausbauasphalt in Heissmischgut“ und entsprechend auch dieses Initial-Projektes.

Problemstellung

Ausbauasphalt tritt in erheblicher stofflicher und altersbedingter Variabilität auf, die mit dem Einsatz neuer Materialien (z.B. polymermodifizierte Bindemittel) in multifunktionalen performance-optimiertern Mischgutsorten noch weiter zunimmt. Wie der Dynamik dieser Entwicklung Rechnung zu tragen ist, ist ebenfalls Gegenstand des Forschungspaketes und damit indirekt auch dieses Initial-Projektes. Im Vordergrund stehen nicht nur material-, bautechnische und normspezifische Aspekte sondern auch Umwelt- und Nachhaltigkeitsaspekte.

Wegen des ausgedehnten Spektrums der Recycling-Thematik kann sich dieses Forschungspaket und damit auch dieses Initial-Projekt natürlich nur auf einige prioritäre Bereiche konzentrieren, namentlich auf die gemäss Gesamkonzept des Forschungspaketes aufgeführten Bereiche der folgenden Einzelprojekte:

EP1 Maximale / optimale Anteile an Ausbauasphalt in verschiedenen Misch­gutsorten/-typen in Abhängigkeit der Anwendungen

EP2 Mehrfachrecycling von bitumenhaltigen Schichten

EP3 Nachhaltigkeit des Recyclings von Asphalt

EP4 Dauerhaftigkeit von bitumenhaltigen Schichten mit Ausbauasphalt, Definition und Validierung der Untersuchungsmethoden, Erarbeitung von Bewertungskriterien

EP5 Mischgutoptimierung und –konzipierung für Strassenbeläge im Heisseinbau, die Recyclingranulat enthalten

Fragen des Beton- und „Kalt“-Recyclings sowie der Teerproblematik werden in diesem Forschungspaket und entsprechend auch in diesem Initial-Projekt ausgeklammert, da diese Fragen anderweitig erforscht sind, werden bzw. erforscht werden sollen.

Das Forschungspaket wird ergänzt durch ein zeitlich teilweise überlappendes In-Situ-Validierungsprojekt VP6, welches der objektbezogenen Praxisvalidierung der wichtigsten Erkenntnisse des Forschungspaketes im Massstab 1:1 dient. Dabei sollen zweckmässigerweise auch die verfügbaren technischen Mittel der beschleunigten In-situ-Verkehrslastsimulation eingesetzt werden. Die Detailkonzipierung von VP6 kann erst später erfolgen und ist daher nicht Gegenstand des Initial-Projektes.

Notwendigkeit

Das Initial-Projekt wird benötigt, um der Komplexität der Recycling-Problematik bereits in der Initialphase des Forschungspaketes konzeptionell und planerische optimal Rechnung tragen zu können und für die Schweiz prioritären Forschungslücken auf diesem Gebiet aufzeigen zu können. Dadurch kann bei der Durchführung des Forschungspaketes ein möglichst hoher Nutzen und Wirkungsgrad hinsichtlich technischer Erkenntnisse, Informationsfluss, Terminabstimmung und Synergiebildung erreicht werden. Das Ausarbeiten eines Detailkonzeptes und die erfolgsorientierte Verfeinerung der Planungsunterlagen (inkl. Informationstransfer und zeitkritischer Verbindungen) im Initial-Projekt bildet notwendige Grundlage für die problem- und zielorientierte spätere Projektleitung des Forschungspaketes und eine möglichst früh, d.h. in der Ausschreibungsphase, abgestimmte Durchführung der einzelnen Projekte. Das Initial-Projekt dient also dazu, möglichst gute Voraussetzungen für einen möglichst reibungslosen und effizienten Ablauf des Forschungspaketes zu schaffen.

Nutzniesser

Abgesehen von den einzelnen Projektpartnern, die durch das Initial-Projekt eine effiziente und zielgerechte Arbeitsgrundlage erwarten dürfen, decken sich die Nutzniesser des Initial-Projektes letztlich natürlich mit jenen des Forschungspaketes. Somit profitieren:

· Die Gesellschaft allgemein, da die Entsorgungs- und Material-Ressourcen-Problematik entschärft wird, zumal erwartet wird, dass die Akzeptanz des Recycling wirksam beeinflusst und Anreize zum Recycling geschaffen werden.

· Die Verkehrsteilnehmer, weil die Infrastruktur für Personen- und Warenflüsse geringere Einschränkungen der Verfügbarkeit erleidet.

· Die Bauherren, denen sich bessere Managementgrundlagen für wirtschaftliche, technische und andere planerische Entscheide bieten.

· Die Unternehmen und Mischguthersteller, die Dank besser verankerter Normen, Empfehlungen und Richtlinen sich auf eine breitere Grundlage zur Optimierung ihrer Prozesse bezüglich Qualität, Effizienz und Wirtschaftlichkeit abstützen können.

Die Fachleute in der Praxis, da vertieftes Wissen einen sicheren Umgang mit der Recycling-Thematik bei der Lösung konkreter Aufgaben ermöglicht und gleichzeitig die persönliche internationale Konkurrenzfähigkeit von Fachleuten aus der Schweiz und damit die internationale Einflussnahme unseres Landes in dieser Angelegenheit gefördert wird.

Methoden (Deutsch)

Nach der Zusammenstellung des Projektteams wird zunächst unter Berücksichtigung der Vorgaben des Gesamtkonzeptes für das Forschungspaket ein Screening zum Stand der Technik und der Bedürfnisse zwecks Standortbestimmung durchgeführt. Dies basierend auf einer Sichtung bestehender Dokumente und Quellen sowie der Erfahrungen der einzelnen Experten. Bei der Zusammensetzung des Projektteams ist darauf zu achten, dass nicht nur Erfahrungen aus der Deutschschweiz berücksichtigt werden.

Darauf aufbauend wird eine Auslegeordnung zwecks Prioritätensetzung erstellt und eine möglichst detaillierte Festlegung der Einzelziele auf Basis der Vorgaben des Gesamtkonzeptes vorgenommen. Anschliessend erfolgt eine Analyse der Abläufe, Schnittstellen und Synergien sowie die Definition von Zwangspunkten und Meilensteinen, die für das Gesamtprojekt von zentraler Bedeutung sind. Dies erfolgt nach den Grundsätzen des Projektmanagements.

Schliesslich werden die Detailpflichtenhefte für die Ausschreibung formuliert und nach Genehmigung durch die zuständigen Stellen publiziert. Gleichzeitig werden Vorschläge für Projektleiter und Begleitgruppe mittels eines zu erarbeitenden Kriterienkataloges unterbreitet.

Die Arbeiten des Initial-Projektes werden in einem Schlussbericht zu Handen des späteren zusammenfassenden Syntheseberichts des Forschungspaketes zusammengefasst. Dort werden auch die Zielerreichung und Zweckmässigkeit der Detailplanung und Ausschreibung des Initial-Projektes diskutiert und Folgerungen für künftige ähnliche Vorgehensweisen gezogen.

Spezielle Geräte und Installationen (Deutsch)

Keine

Stand der eigenen Forschung (Deutsch)

Der Stand der Forschung ist im Gesamtkonzept zum Forschungspaket umrissen. Demnach wurden und werden Fragen des Recyclings weltweit in verschiedensten Forschungsprojekten und Aktivitäten (z.B. Schaffung von speziellen Institutionen) behandelt bzw. angesprochen (z.B. [1, 2, 3]). Die zahlreichen Anstrengungen bestätigen, dass bei der Bearbeitung der Recycling-Thematik von Ausbauasphalt-Granulat lokale, d.h. nationale, Gegebenheiten und Eigenheiten (politische, gesellschaftliche, räumliche, technische, etc.) eine wesentliche Rolle spielen. Es ist daher unerlässlich, dass in der Schweiz, selbstverständlich in Kenntnis internationaler Bestrebungen, eigene Forschungsinitiativen ergriffen werden. Dies dokumentieren auch die vergangenen im Laufe der Jahre verfassten Einzel-Berichte, die im Rahmen der schweizerischen Strassenbauforschung erstellt wurden und auch als Grundlage für dieses Forschungspaket dienen werden [4,...,11]

Die bisherigen Forschungs-Anstrengungen stellen wertvolle punktuelle Ansätze dar, müssen aber gezielt vertieft und erweitert werden. Um Fortschritte zu erreichen, ist ein koordiniertes Vorgehen im Rahmen eines Forschungspaketes vorbereitet durch ein Initial-Projekt unerlässlich. Da Heissasphalt in der Schweiz immer noch einen Hauptanteil darstellt, besteht hier unmittelbarer Handlungsbedarf.

Projektziele (Deutsch)

Ausarbeiten des Detailkonzeptes und erfolgsorientierte Verfeinerung der Planungsunterlagen (inkl. Informationstransfer und zeitkritischer Verbindungen) für das Forschungspaket „Recycling von Ausbauasphalt in Heissmischgut“, auf Basis einer gezielten Standortbestimmung, als Grundlage für die Ausschreibung und den Start des Forschungspaketes. Aufzeigen der für die Schweiz prioritären Forschungslücken auf diesem Gebiet.

Projektziele (Englisch)

Elaboration of a detailed concept and success-oriented refinement of planning documents (incl. information transfer and topical links) for the research-package “Recycling of Reclaimed Asphalt in Hot Mixes”, based on a focussed state of the art and needs check. The work will serve as a basis for the call for tenders as well as the start of the research package and will show the research needs of high priority for Switzerland on that subject.

Forschungsplan (Deutsch)

Das Initialprojekt gliedert sich in folgende Phasen

a) Gezielte Standortbestimmung mit Projektteam (Jan...März 06)

b) Verfeinerte Ausarbeitung von Detailpflichtenheften für die Ausschreibung (April...Mai 06).

c) Formulierung des Informationstransfers inhaltlich und zeitlich (Mai 06)

d) Evaluation allfälliger zeitkritischen Verbindungen zwischen den Einzelprojekten (Mai 06)

e) Vorschlag eines Projektleiters zuhanden ASTRA und Vorschlag für Begleitgruppe (Mai 06)

f) Ausschreibung der Einzelprojekte (Juni 06)

g) Erarbeiten eines Schlussberichtes als Input für späteren Synthesebericht (Juni 06).

Abstract (Deutsch)

.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Das Forschungspaket und damit auch das Initial-Projekt können in die Praxis insbesondere mittels zweckmässig verankerter Normen, Empfehlungen und Richtlinen umgesetzt werden.

Eine weitere Massnahme der Umsetzung ist in der Schulung der Fachleute in der Praxis (Bauherren, Unternehmer, Mischguthersteller, etc) bzw. angehender Fachleute gegeben, die im Rahmen von Fachvorträgen (beispielsweise organisiert durch den VSS) oder aber das routinemässige Einarbeiten der Forschungsergebnisse in den Lehrstoff der Hochschulen und Fachhochschulen Zugang zu einem vertieften Wissen betreffend Umgang und Möglichkeiten von Recycling erhalten können.

Berichtsnummer (Deutsch)

1242

Literatur (Deutsch)

[1] PARAMIX „Road Pavement Rehabilitation Using Enhanced Mixtures“, Europäisches Projekt, Abschlussbericht 1.4.2004 (http://www.cimne.com/paramix/doc/00_final_technical_report_1iv04.pdf)

[2] SAMARIS “Sustainable and Advanced MAterials for Road InfraStructure”, 5^th Europäisches Rahmenprogramm (http://samaris.zag.si/)

[3] NCHRP “Recommended Use of Reclaimed Asphalt Pavement in the Superpave Mix Design Method: Guidelines“ NCHRP Research Results Digest, March 2001, Number 253, (http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/nchrp/nchrp_rrd_253.pdf) 

[4] Amsler, P.: Wiederverwendung von Strassenbaumaterialien VSS 24/80, Bericht Nr. 43, (1982)

[5] Blumer, M.: Wiederaufbereitung von Belagsmaterial VSS 11/82, Bericht Nr. 95, (1985)

[6] Horat, M.: Rundlaufversuch Nr. 4; Untersuchung des Verhaltens von Recycling- und teilweise gebrochenen Materialien für die Fundationsschicht, VSS 07/85, Bericht Nr. 311 (1994)

[7] Wilk, W. et al: Neue Betondecken aus Betonrecyclingmaterial, VSS 12/91, Bericht Nr. 326 (1995)

[8] Beligni, M. et al.:Heiss- und Kaltmischfundationsschichten aus recycliertem Ausbauasphalt, VSS 14/91, Bericht Nr. 351 (1996)

[9] Caprez, M. et al: Wiederverwendung von teer- und bitumenhaltigen Aufbruchmaterialien in hydraulisch gebundenen Fundationsschichten, VSS 10/91, Bericht Nr. 368 (1996)

[10] Nellen, A: Recyclingmischgut mit hohem Anteil an Asphaltgranulat, VSS 16/96, Bericht Nr. 412, (1998)

[11] Hugener, M. et al: Umweltgerechtes Recycling von teerhaltigen Belägen, VSS 26/96, Bericht Nr. 433, (1999)