Wie wird Asphalt hergestellt und welches Potential hat es für unsere Umwelt? Für Straßenbeläge, aber auch im Hoch- und Wasserbau setzen wir Asphalt ein. Doch nur selten man sich dabei Gedanken um die Umweltverträglichkeit des Materials. Doch bei genauerem Hinsehen schlummert in der Produktion von Asphaltbelägen jedoch ein ungeahntes Potential für die Umweltverträglichkeit menschlichen Handelns.
In this article, I therefore take a closer look at the production of asphalt, its processing and environmental impact, as well as the opportunities offered by the use of reclaimed asphalt.
This is how asphalt production works
Zur Herstellung von Asphalt in stationären, radmobilen oder transportablen Asphaltmischanlagen₁ werden heutzutage grundsätzlich zwei unterschiedliche Verfahren angewandt. Die kontinuierliche Produktion beschreibt einen pausenlosen Mischprozess im Durchlaufbetrieb, bei dem die einzelnen Bestandteile des Asphalts kontinuierlich beigemischt werden. Dieses Herstellungsverfahren ist besonders für Projekte geeignet, bei denen das Mischrezept dauerhaft identisch ist. Mit der diskontinuierlichen Produktion steht hingegen ein flexibleres Mischverfahren bereit. Dabei werden die vorgewogenen Komponenten des Asphalts in Chargen gemischt. Es ist flexibler, da während des Prozesses die Möglichkeit besteht, dass Mischrezept chargenweise anzupassen und eine höhere Ergebnisqualität zu erzielen.
Die diskontinuierliche Produktion ist zudem auch das Verfahren, dass in Europa bevorzugt für die Asphalt-Herstellung genutzt wird. In den meisten Fällen werden dabei Gesteinskörnungen und Bitumen als Bestandteile in einem thermischen Vermischungsprozess zu Asphalt. In ländlichen Regionen mit gering entwickelter Infrastruktur kommen dafür bevorzugt mobile Geräte zum Einsatz. Ballungsräume bevorzugen eher die Nutzung stationärer Mischanlagen.₂
Grundsätzlich verfolgen Unternehmen bei der Herstellung von Asphalt das Ziel der termin- und anforderungsgerechten Lieferung – und dafür müssen sowohl Faktoren der Information, der Anlagentechnik, der Prozesssicherheit, der Überwachung, des fachkompetenten Personals und des Verfahrensprinzips berücksichtigt werden.₃
Asphalt production in the mixing plant
Die praktische Herstellung von Asphalt im Mischwerk beginnt im Regelfall mit der dosierten Zugabe von Sand, Kies, Splitten oder weiteren Mineralstoffkörnungen aus dosierungsfähigen Behältern – den sogenannten Doseuren. Über ein Transportband gelangen die feuchten Stoffe darauffolgend im gewünschten Verhältnis in die sogenannte Trockentrommel. Dort werden sie erhitzt und getrocknet. Im nächsten Schritt werden die gemischten Stoffe über Heißbecherwerke auf eine höhere Ebene des Mischwerkes transportiert, um sie anschließend durch eine Siebmaschine wieder in ihre einzelnen Bestandteile trennen und im Vorratssilo – der sogenannten Heißsilierung – sortiert lagern zu können. Mit Hilfe einer Mineralstoffwaage können die Körnungen im Folgeschritt nach gewünschtem Gewicht aus den Silos entfernt und an den Mischer weitergeleitet werden.
Um dem Mischer zudem Bindemittel und Füller hinzugeben zu können, werden beide Baustoffe mit der Bindemitteldosierung bzw. der sogenannten Füllerwaage in dosierter Form aus dem Lagertank und dem Füllersilo entnommen. Mit Hilfe eines weiteren Doseurs kann in dieser Phase des Herstellungsprozesses nun auch Ausbauasphalt als Sekundärrohstoff hinzugefügt werden, der beispielsweise durch das Fräsen oder das schichtweise Aufbrechen von bereits einmal verwendetem Asphalt und dessen Verarbeitung zu Asphaltgranulat, hinzugegeben werden.
Sobald alle gewünschten Bestandteile den Mischer erreicht haben und dort miteinander vermischt worden sind, verfrachtet man den gewonnen Asphalt über einen fahrbaren Kübel in ein Mischgutsilo, von dem aus dieser in Transporter geladen werden kann. Die grundlegenden Prozesse in einem Mischlaufwerk werden von einem Steuerpult aus vorgenommen.₄
Umweltverträglichkeit der Asphaltherstellung
Bei der Auslieferung, Lagerung und Weiterverarbeitung von Bitumen entstehen nur geringfügig Emissionen. Diesbezüglich gelten für Straßenbau-Unternehmen und andere asphaltverarbeitenden Betrieben strenge Gesundheitsvorschriften, die sie zum Schutze ihrer Mitarbeiter einhalten müssen. Grundsätzlich zählen Bitumen aber nicht zu den Gefahrstoffen für die Umwelt.
Dennoch bietet das Material Chancen für Umweltschutz – und zwar bei der Wiederverwendung von Alt-Asphalt. Wie das funktioniert und was du sonst darüber wissen musst, möchte ich dir jetzt in den nächsten Absätzen erläutern.
Reconditioning of old asphalt
Da das Bindemittel Bitumen thermoplastisch ist und sich die temperaturbedingte Erweichung und Erhärtung umkehren lässt, eignet es sich hervorragend für die umweltfreundliche Aufbereitung und Wiederverwendung.₅ Grundsätzlich kann neuer Asphalt aus Sekundärrohstoffen wie Alt-Asphalt (z.B. von einer abgebauten Asphaltstraße) gewonnen werden, indem dieser in unterschiedlichen Prozessen zu Asphaltgranulat verarbeitet wird. Eine Möglichkeit der Wiederverwendung von sogenanntem Ausbauasphalt besteht darin, die Asphaltdeck-, Asphaltbinder- und Asphalttragschicht zu fräsen um kleinteiligen Fräsasphalt zu gewinnen und diesen zu Asphaltgranulat zu verarbeiten. Durch schichtweises Aufbrechen in kleinere Schollen kann aus Ausbauasphalt zudem auch sogenannter Aufbruchasphalt werden, der dann ebenfalls in einem Zerkleinerungsverfahren zu Asphaltgranulat weiterverarbeitet werden kann.₆
Sobald Fräs- und Aufbruchsasphalt gewonnen wurden, geschieht dies im Regelfall in der Asphalt-Mischanlage, an der das Material zunächst gelagert und dann aufgebrochen, gesiebt und dem sogenannten Mischer zur Herstellung von neuem Asphalt hinzugegeben wird.₇ Entscheidend für die maximale Zugabemenge von Alt-Asphalt ist dabei das sogenannte Sieblinien-Diagramm, aus dem sich die Anteile der unterschiedlichen Korngrößen des Baumaterials ablesen lassen. Die entsprechenden Werte werden durch das Sieben der Bodenproben unter zunehmender Reduzierung der Maschenweite ermittelt. Nach erfolgreicher Herstellung kann der Asphalt dann an die gewünschte Stelle transportiert und vor Ort eingebaut werden.₈
Use of old asphalt
Das Einsparpotential durch die Wiederverwendung aufbereiteter Ausgangsmaterialien der Asphaltherstellung ist sowohl aus ökonomischen als auch aus ökologischen Gesichtspunkten sehr groß. Von wirtschaftlichen Vorteilen können Unternehmen bei der gesteigerten Nutzung von Ausbauasphalt beispielsweise profitieren, da die Baupreise für den Straßenbau stark zunehmen und sie trotzdem ihre Wettbewerbsfähigkeit langfristig aufrechterhalten könnten. Sowohl der Bitumenpreisindex als auch der Asphaltpreisindex nehmen seit Jahren weiter zu. Im Februar 2019 stiegen die Rohstoffpreise für den Straßenbau gegenüber dem Vorjahr sogar um 7,5 Prozent.₉ Der globale Rückgang der weltweiten Ölvorräte (Bitumenvorräte) und der Fakt, dass sich etwa 70 Prozent dieser Ölreserven in politisch instabilen Ländern befinden₁₀ gehören zu den Gründen für die zunehmenden Preise auf dem Weltmarkt und offenbaren weiteres Einsparpotential.
Neben der Tatsache, dass durch die Verwendung von Alt-Asphalt ganz grundsätzlich natürliche Ressourcen geschont werden können, verbirgt sich dahinter aus ökologischer Sicht vor allem mit der Verminderung und Beseitigung von entstandenen Abfällen ein weiterer Vorzug. Bei der Asphaltherstellung besteht zudem beispielsweise durch die Nutzung von Restwärme oder durch verkürzte Transportwege ebenfalls ein enormes Einsparpotential beim Energieverbrauch der Asphaltmischanlage.₁₁
Die vom Deutschen Asphaltverband (DAV) e.V. jährlich durchgeführte Auswertung zur Asphaltproduktion in Deutschland ist zu entnehmen, dass von rund 13 Millionen Tonnen abgebautem Alt-Asphalt etwa 10,9 Millionen Tonnen wiederverwendet werden konnten – das entspricht einer Recycling-Rate von rund 84 Prozent – dieser Wert ist im Vergleich zu den vorangegangenen Jahren rückläufig. Weiterhin zeigt die Auswertung, dass von den im Jahr 2017 insgesamt rund 42 Millionen produzierten Tonnen Asphalt etwa 26 Prozent aus Wiederverwendung stammte. Seit 2011 steigt dieser Wert weiter an. Diese Tendenz macht Hoffnung darauf, dass das große Einsparpotential in der Asphaltherstellung zukünftig noch effizienter ausgeschöpft wird.₁₂
Alt-Asphalt nutzen um natürliche Ressourcen zu schonen
In the sense of the Urban Minings and the protection of our planet, we should rely more on alt-asphalt in the future. I hope that I can help you with this article from the Knowledge blog ein klareres Bild von der Asphalt-Produktion sowie ihren Chancen für den Umweltschutz verschaffen konnte.
Do you have any questions or suggestions? Then, as always, feel free to write a comment.
Stay curious,
PS.: Feel free to look around a little bit in the Mobility blog um. Learn, for example, wie nachhaltig E-Scooter tatsächlich sind.
References:
₁ BENNINGHOVEN: Asphaltherstellung – Die Mischung macht’s, abrufbar unter https://t1p.de/n2e7. [01.06.2020].
₂ WIRTGEN GROUP: Asphaltherstellung – Die Mischung macht’s, abrufbar unter https://t1p.de/zzmo. [01.06.2020].
₃,₄,₅, Deutscher Asphaltverband (DAV) e.V.: Asphalt herstellen und liefern, abrufbar unter https://t1p.de/nzyn. [01.06.2020].
₆ C. Meurer: Wohin mit dem Ausbauasphalt – Recycling aber richtig, abrufbar unter https://t1p.de/svm9. [01.06.2020].
₇,₁₀ R. Mansfeld (2012): Wiederverwenden von Asphalt – Asphaltgranulatkreislauf (ideal), abrufbar unter https://t1p.de/8oyw. [01.06.2020].
₈ BENNINGHOVEN: Recycling-Management, abrufbar unter https://t1p.de/ytrc. [01.06.2020].
₉ Statista GmbH: Entwicklung der Baupreise in Deutschland von August 2016 bis August 2019 (Stand: Oktober 2019), abrufbar unter https://t1p.de/npmc. [01.06.2020].
₁₁ ECA Concept GmbH: Hohes Energiesparpotential in der Asphaltmischanlage, abrufbar unter https://t1p.de/t2sg. [01.06.2020].
₁₂ Deutscher Asphaltverband (DAV) e.V.: Asphaltproduktion in Deutschland (2018), abrufbar unter https://t1p.de/tyzl. [01.06.2020].
Thank you for this interesting article on pavement production and the environmental potential of waste asphalt. My uncle works in an asphalt mixing plant company and also told me about the possibility of reusing old asphalt for environmental protection. It's good to know that there is also enormous potential for saving energy consumption in asphalt production by using residual heat or by shortening transport routes.
I find the use of old asphalt for further use very good. So you can really not only save costs, but also help the environment. I also like the fact that the same asphalt mixing plant can be used for production and no additional equipment is needed. It will definitely be the technology of the future.