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Forschungsstelle
ASTRA SBT
Projektnummer
VSS2010/506
Projekttitel
Kalt gebundene Schichten mit hydraulischen und/oder bitumenhaltigen Bindemitteln – praxisnaher Ansatz
Projekttitel Englisch
Cold bounded layers with hydraulic and/or bituminous binding materials – a practical approach

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Projektbeschreibung
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Erwartete Erkenntnisse/ Nutzen, Nutzniesser
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Methoden
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Spezielle Geräte und Installationen
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Allgemeiner Stand der Forschung
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Projektziele
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Forschungsplan
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Umsetzung und Anwendungen
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Berichtsnummer
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Literatur
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)

Komplexrecycling, Kaltrecycling, hydraulische Bindemittel, Bitumenemulsionen, Schaumbitumen

Schlüsselwörter
(Englisch)

Complex recycling, cold recycling, hydraulic binding material, bituminous emulsion, foam bitumen

Kurzbeschreibung
(Deutsch)

Das Kaltrecycling von Strassenausbaustoffen wird in Zukunft weiter an Bedeutung gewinnen. Deshalb ist es wichtig, systematische Grundlagen für die Definition der bestmöglichen Mischungen zu erarbeiten.

Definierte Mischungen der Ausbaustoffe Altasphalt, alte HGT/Betongranulat und alte Kieskoffer werden mit hydraulischen und bituminösen Bindemitteln oder Kombinationen davon stabilisiert. Aufgrund systematischer Laboruntersuchungen werden die bautechnischen und umwelttechnischen Eigenschaften der einzelnen Mischungen ermittelt. Diese werden mit Heissmischfundationsschichten (AC F) und Heissmischtragschichten (AC T) verglichen.

Aufgrund der Resultate und Auswertung der Laboruntersuchungen werden Empfehlungen für ergänzende  Labor- oder Feldversuche gemacht. Nach deren Abschluss dürften genügend abgesicherte Grundlagen für die Erstellung eines Normentwurfs „Hoch-Qualitäts-Kaltrecycling“ vorliegen.

Kurzbeschreibung
(Englisch)

The cold recycling of reclaimed materials of roads will become more important in the future. Therefore, it is necessary to work out systematically the basic principles for the definition of the best mixtures.

Defined mixtures of the reclaimed building materials old asphalt, old hydraulic bounded layers / reclaimed concrete and old gravel will be stabilized with hydraulic or bituminous binding materials or combinations of the two. Based on systematic laboratory analyses the tecnical and environmental properties of the different mixtures will be determined. These properties will be compared with hot mix foundations layers (AC F) and hot mix base layers (AC T).

Based on the results and evaluation of the laboratory analyses recommendations will be made for additional laboratory and field tests. At the end, enough basic information should exist to prepare a draft standard for «high-quality-cold recycling ».

Projektbeschreibung
(Deutsch)

Das Kaltrecycling von Strassenausbaustoffen wird in Zukunft weiter an Bedeutung gewinnen. Deshalb ist es wichtig, systematische Grundlagen für die Definition der bestmöglichen Mischungen zu erarbeiten.

Im Projekt ist als Erstes vorgesehen, bestehende Unterlagen systematisch zu sichten und bisherige Erfahrungen aufzuzeigen. Die Resultate dieser Grundlagenerhebung können die beschriebene Vorgehensweise beeinflussen.

Es werden 16 ausgewählte Mischungen (siehe Vorgehen / Methoden) untersucht, die aufgrund der bisherigen Erfahrungen relevant sein dürften. Die Mischungen werden in einem Mischgutwerk produziert und im akkreditierten Labor Oberbau und Geotechnik untersucht. Es werden bewusst etwas grössere Mengen produziert, um an geeigneten Strassenobjekten des Kantons Zürich erste Einbaueigenschaften zu überprüfen. Durch die Einbindung der Fachstelle Oberbau und Geotechnik im Tiefbauamt ist eine entsprechende Koordination ohne Kostenfolgen möglich.

Die Eignungsprüfungen und Bindemitteldosierungen werden gemäss den aktuellen Normen durchgeführt. Die Herstellung der Prüfkörper erfolgt mittels verschiedener Verdichtungsenergien dynamisch (Proctor Standard/Modified oder Marshall) oder statisch (Duriez-Versuch). Spezialversuche wie Druckschwell- und Spaltversuche werden lediglich an den optimalen Mischungen ausgeführt.

An ca. 10 Mischungen werden die umwelttechnischen Eigenschaften untersucht.

Die bautechnischen und umwelttechnischen Eigenschaften der 16 Mischungen werden mit Heissmischfundationsschichten (AC F) und Heissmischtragschichten (AC T) verglichen.

Die Laboruntersuchungen werden zusammengestellt, ausgewertet und kommentiert. Erste Erfahrungen beim Einbau werden dabei ebenfalls berücksichtigt.

Aufgrund der systematischen Untersuchungen können gezielt Empfehlungen für weitergehende Feldversuche gemacht werden.

Zuverlässige Grundlagen für einen Normentwurf Hoch-Qualitäts-Kaltrecycling können voraussichtlich erst nach der Durchführung von systematischen Feldversuchen erstellt werden. 
Erwartete Erkenntnisse/ Nutzen, Nutzniesser
(Deutsch)

Durch das Forschungsprojekt sollen diejenigen Mischungen und Rezepturen ermittelt werden, welche die optimalsten bautechnischen und umwelttechnischen Eigenschaften aufweisen.

Durch die standardisierte Verwendung von im Ueberfluss vorhandenen Ausbaustoffen profitieren Bauherren, projektierende und bauleitende Ingenieurbüros, Unternehmer und insbesondere die Umwelt.
Methoden
(Deutsch)

Das Projekt wird phasenweise abgewickelt. Es sind insgesamt 6 Phasen vorgesehen.

Phase 1: Grundlagen

Sichtung und Analyse bestehender Literatur und bestehender Unterlagen                      

 

Phase 2: Quantifizierung relevante Grössen

Voraussichtlich sind folgende Mischungen der Ausbaustoffe vorgesehen

 

Altasphalt

Alte HGT / Betongranulat

Alte Kieskoffer

Hydraulische Bindemittel

50%

70%

-

33%

-

-

100%

33%

50%

30%

-

33%

Bitumenemulsion

80%

100%

-

-

-

80%

20%

-

20%

Schaumbitumen

80%

100%

-

-

-

80%

20%

-

20%

Zement-Bitumenemulsion

80%

100%

-

-

-

80%

20%

-

20%

Bitumenemulsion-Zement

80%

100%

-

-

-

80%

20%

-

20%

 

Im Sinne einer Machbarkeitsstudie werden bewusst die Grenzbereiche der Zusammensetzungen untersucht. So wird versucht, auch mit unüblichem Anteil von 100% Altasphalt ein praxistaugliches Kaltrecycling-Produkt zu erlangen.     

Die Mischungen werden mit folgenden Referenzbauweisen verglichen:

?          AC F 22, AC F 32

?          AC T 22, AC T 32

 

Phase 3: Laboruntersuchungen

Die Laboruntersuchungen werden mehrheitlich im akkreditierten Labor Oberbau und Geotechnik (Werkhofstrasse 3, 8902 Urdorf) ausgeführt.

Die Mischungen werden in einem noch zu bestimmenden Mischgutwerk hergestellt.

Pro Mischung werden 3 Bindemitteldosierungen ausgeführt.

Zur Ermittlung der bautechnischen Eigenschaften werden voraussichtlich folgende Laboruntersuchungen ausgeführt:

?          Kornverteilungen (einzelne Ausbaustoffe, Mischung)

?          Umhüllungsversuche

?          Bestimmung Dichte, Hohlraumgehalt

?          Proctorversuche

?          Marshall-Versuche

?          Duriez-Versuche

?          Druckfestigkeitsprüfungen

?          Frostauftauprüfungen

?          Druckschwellversuche (an ausgewählten Mischungen)

?          Spaltzugfestigkeit (an ausgewählten Mischungen)

Zur Ermittlung der umwelttechnischen Eigenschaften werden voraussichtlich folgende Untersuchungen ausgeführt:

?          PAK-Bestimmung im Bindemittel

?          Eluatversuche (Prüfkörper- und Eluatherstellung)

?          Bestimmung PAK im Eluat und Phenolindex

Die Eignungsprüfungen und Bindemitteldosierungen der einzelnen Mischungen werden gemäss den gültigen Normen ausgeführt.

Phase 4: Zusammenstellung Prüfbericht

Die Resultate der Laboruntersuchungen werden zusammengestellt und kommentiert.

Phase 5: Weiterführende Untersuchungen

Aufgrund der Untersuchungsresultate werden Empfehlungen für weitergehende Feldversuche gemacht.

Phase 6:

Die abschliessenden Grundlagen, die als Basis für den Normentwurf Hoch-Qualitäts-Kaltrecycling dienen können, bedürfen voraussichtlich Feldversuche.

Spezielle Geräte und Installationen
(Deutsch)
keine.
Allgemeiner Stand der Forschung
(Deutsch)

Im Hoch-Qualitäts-Kaltrecycling wurden bisher keine systematischen Forschungen ausgeführt. Diverse mittels InSitu-Kaltrecycling ausgeführten Strassenabschnitte sind betreffend Ausgangsstoffe, Bindemittel und Einbau zu wenig klar definiert, um grundlegende Schlüsse daraus ziehen zu können.

Projektziele
(Deutsch)

Die verschiedenen Kaltrecycling-Möglichkeiten und Kaltrecycling-Produkte sollen im Hochqualitätsbereich erforscht und gegenüber traditionellen Produkten vergleichbar gemacht werden (inkl. erreichte Tragfähigkeitswerte). Die Zweckmässigkeit der potenziellen Kombinationen der bezeichneten Ausbaustoffe (Altasphalt, alte HGT, alte Kieskoffer) und Bindemittel (hydraulische Bindemittel, Bitumenemulsionen, Schaumbitumen) sollen zuerst im Sinne einer Machbarkeitsstudie überprüft werden.

Projektziele
(Englisch)
The various options for cold recycling and various cold recycling products in the high quality range will be investigated and compared to traditional products (including bearing capacity values). First the usefulness of the potential combinations of the designated reclaimed materials (old asphalt, old hydraulic bounded layers, old gravel) and binding materials (hydraulic binding materials, bituminous emulsion, foam bitumen) will be verified in terms of a feasibility study.
Forschungsplan
(Deutsch)

(Tabellen siehe link unten)

 

Für die Forschungsarbeit ist eine Gesamtzeit von 30 Monaten vorgesehen. Das Projekt wird in 6 Phasen abgewickelt:

?          Phase 1, Grundlagen: Juli-Dezember 2011

?          Phase 2, Quantifizierung relevante Grössen: Januar-März 2012

?          Phase 3, Laboruntersuchungen: April-Dezember 2012

?          1. Orientierung EK 5.06: März 2012

?          2. Orientierung EK 5.06: Februar 2013

?          Phase 4, Zusammenstellung Resultate, Prüfbericht: Januar-Juni 2013

?          Phase 5/6, Empfehlungen weitergehende Untersuchungen und Zusammenstellung Grundlagen für Normentwurf

3. Orientierung EK 5.06: August 2013
Zugehörige Dokumente
Umsetzung und Anwendungen
(Deutsch)

Erstellung neuer Normen für hochqualitatives Komplexrecycling

Berichtsnummer
(Deutsch)
1646
Literatur
(Deutsch)

SN 640 506a, Bodenstabilisierung mit bituminösen Bindemitteln

SN 640 496-NA (EN 14227-1 EN, 14227-5), Hydraulisch gebundene Gemische, Anforderungen

Dokumentation Internationale Fachtagung Kaltrecycling 24./25.1.2008, A-6691 Jungholz

N4.1.6, Bauzufahrt Hedingen, Kaltrecycling mit Schaumbitumen oder Zementbitumenemulsion, Unterlagen Fachkolloquium TBA / O+G vom 24.9.2003