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5. Asphalt herstellen und liefern

Zielsetzung

Jedes Bauunternehmen stellt für die Asphaltarbeiten einen Einbauplan auf, in den selbstverständlich auch das Asphaltmischwerk eingebunden werden muß. Asphaltschichten können nur dann die geforderten Eigenschaften aufweisen, wenn der Asphalt möglichst exakt gemäß den Ergebnissen der Eignungsprüfung, also des Nachweises der Eignung einer Asphaltzusammensetzung entsprechend den Anforderungen, hergestellt wird. Neben der damit einhergehenden Produktqualität muß das Asphaltmischwerk in der Lage sein, die gewünschte Tonnage termingerecht herzustellen.

Das Ziel heißt: termingerechte Lieferung entsprechend der Eignungsprüfung.

Diese Qualitätsziele werden erreicht, wenn folgende Voraussetzungen beachtet werden.

Information

Menge und Zeitraum der geplanten Lieferung müssen ebenso bekannt sein, wie die Bezugsquellen der Baustofflieferanten. Die Ergebnisse der Eignungsprüfung müssen im Mischwerk vorliegen.

Anlagentechnik

Die technische Ausstattung des Mischwerkes muß die Herstellung des Asphaltes entsprechend den Vorgaben der Eignungsprüfung ermöglichen.

Prozessicherheit

Die Reaktion aller Anlagenteile (z.B. Doseure, Absiebung, Verwiegung und sonstige Abmeßvorrichtungen sowie Temperatur- und Zeitsteuerungen) auf Änderungen der Einstellung muß bekannt sein.

Eigenüberwachung

In einem jederzeit und kurzfristig verfügbaren (Werks)Labor sind die verwendeten Baustoffe (Eingangskontrolle) sowie das Asphaltmischgut laufend zu überprüfen. Der Mindestumfang ist in den TLG Asphalt–StB festgelegt. Ein enger Kontakt zwischen Labor und Mischwerk ist erforderlich.

Personal

Alle Mitarbeiter müssen ihren Tätigkeitsbereich beherrschen. Darüber hinaus ist es für die Beurteilung des Herstellprozesses sehr hilfreich, wenn außer dem Baustoffprüfer auch das Mischwerkspersonal Kenntnisse über die Baustoffe und das Asphaltmischgut besitzt.

Verfahrensprinzip

Die Herstellung von Asphalt läuft seit vielen Jahren nach etwa dem gleichen Prinzip ab. Unabhängig vom Mischwerkshersteller werden bestimmte Anlagenbausteine in einer gleichartigen Reihenfolge zusammengefügt (Abbildungen unten).

Die am Werk bevorrateten, in der Regel feuchten Mineralstoffkörnungen (1) (Sande, Kiese und Splitte) werden Doseuren (2) aufgegegeben.

Aus den Doseuren werden die für ein Asphaltprodukt notwendigen Körnungen im etwa richtigen Verhältnis abgezogen und über ein Sammelband (3) der Trockentrommel (4) zugeführt.

In der Trockentrommel wird das Mineralstoffgemisch getrocknet und auf eine für die Asphaltherstellung geeignete Temperatur erhitzt. Zur Einsparung von Grundfläche werden die nachfolgenden Bauteile häufig in einer turmartigen Konstruktion übereinander angeordnet Zur Beförderung des erhitzten Mineralstoffgemisches in die oberste Turmebene verwendet man Heißbecherwerke (5). Über das Becherwerk gelangen die Mineralstoffe in eine Siebmaschine (6), mit der das vordosierte Gemisch wieder in einzelne Körnungen aufgetrennt wird. Enthält das im Heißbecherwerk befindliche Gemisch Ausbauasphalt, dann kann die Siebmaschine nicht genutzt werden. Unterhalb der Siebmaschine befinden sich entsprechende Vorratssilos für die einzelnen Körnungen, die mit Heißsilierung (7) bezeichnet werden. Aus den Vorratssilos können nun Körnungen nach Gewicht abgezogen werden. Dies geschieht über die Mineralstoffwaage (8). Befinden sich alle benötigten gröberen Mineralstoffkörnungen im Wiegebehälter, dann wird das Mineralstoffgemisch dem Mischer (16) übergeben.

Technische Ausstattung eines Asphaltmischwerkes

Füller, Bindemittel und eventuelle Zusatzstoffe gelangen über andere Wege in den Mischer. Füller wird im Füllersilo (9), Bindemittel in Lagertanks (11) gelagert. Für beide Baustoffe werden spezielle Dosiereinrichtungen verwendet, nämlich die Füllerwaage (10) und die Bindemitteldosierung (12). Zusatzstoffe werden je nach Beschaffenheit gelagert (13) und von Hand oder über automatische Einrichtungen (Dosiergeräte 14) dem Mischer zugegeben.

Ausbauasphalt in Form von Asphaltgranulat gelangt über einen eigenen Doseur (15) in den Herstellprozess. Man unterscheidet verschiedene Verfahren nach der Zugabestelle oder Art der Vorbehandlung, z. B. Zugabe über Mischer, Heißbecherwerk oder über „Parallel“Trommel. In der „Parallel“Trommel wird das Asphaltgranulat separat schonend getrocknet und erhitzt.

Im Mischer werden alle Bestandteile vermischt und als fertiger Asphalt in einem fahrbaren Kübel (17) in ein Mischgutsilo (18) transportiert. Aus dem Mischgutsilo wird schließlich der LKW beladen, der das Mischgut nach der Verwiegung (19) zur Baustelle transportiert.

Blick in den Mischturm

Das Zusammenwirken aller Anlagenteile wird bei modernen Mischwerken von einer automatischen Steuerung (Bild unten) übernommen. Aber auch eine Automatik kann die exakte Asphaltherstellung nur bis zu einer gewissen Grenze sicherstellen. Letztlich bestimmt der Mensch, was wirklich geschieht. Insofern sollte man hochgezüchtete Technik und ausgefeilte Steuerungsprogramme auch nicht überbewerten. Auch in älteren Mischwerken kann hochwertiger Asphalt qualitätsgerecht hergestellt werden.

Blick in die Steuerkabine eines Asphaltmischwerkes

Einstellen der Mischanlage

Jede Mischgutsorte wird auf der Basis der Ergebnisse einer Eignungsprüfung hergestellt. Es ist Aufgabe des Mischwerkspersonals, die einzelnen Anlagenteile so einzustellen, daß ein Asphalt in der Zusammensetzung entsteht, wie dies die Eignungsprüfung vorsieht. Die meisten Anlagenteile können über Steuerungsgrößen angesprochen und in ihrer Arbeitsweise verändert werden.

Beispiel 1

Das Förderband für den Materialaustrag aus einem Doseur wird mit Elektromotoren angetrieben. Über eine Frequenzänderung des Stromes besteht die Möglichkeit, die Drehzahl der Elektromotoren zu regeln und damit in Verbindung mit dem Öffnungsquerschnitt direkt den Materialaustrag zu beeinflussen.

Ähnlich wie in diesem Beispiel müssen die Leistungsgrenzen der meisten Anlagenteile und ihre Reaktionsfähigkeit auf Änderungen dem Mischwerkspersonal bekannt sein. Das bedeutet, daß man bei Inbetriebnahme eines Asphaltmischwerkes oder eines einzelnen (neuen) Anlagenteils dessen Leistungsfähigkeit erst bestimmen muß, bevor eine ordnungsgemäße Asphaltherstellung beginnen kann. Zur Aufrechterhaltung eines ordnungsgemäßen Betriebes ist es zudem notwendig, in regelmäßigen Intervallen das Leistungsvermögen der Anlagenteile zu überprüfen.

Überwachung

Eine qualitätsgerechte Produktion ist ohne eine laufende Überwachung nicht denkbar. Überwacht werden sowohl die verwendeten Baustoffe und das fertige Asphaltmischgut, als auch der Produktionsprozess.

Herstellungsprozess

Die Herstellung von Asphalt kann erst dann von der automatischen Steuerung übernommen werden, wenn sich ein Betriebszustand eingestellt hat, bei dem nur geringe Schwankungen im Produktionsablauf zu erwarten sind. Bis zu diesem Zeitpunkt – z. B. während des Anfahrens am Morgen – müssen die meisten Vorgänge manuell geregelt werden. Insbesondere in dieser Zeit, aber auch während der automatischen Produktion, ist die intensive Überwachung aller Abläufe unerläßlich.

Der Mischmeister benötigt hierfür am Steuerpult eine Fülle von Informationen. Die wichtigsten sind:

  • Produktionsparameter wie:


            - Füllstandsanzeigen
            - Temperaturen
            - Einwaagemengen

  • Videobilder nicht einsehbarer Übergabestellen:


            - Förderbandwechsel                
            - Trockentrommelzulauf

  • Funknachrichten


            - Kontakt zum Radlader
            - Kontakt zum Disponenten
            - Kontakt zur Baustelle

Die Nutzung der Informationsquellen und Möglichkeiten soll an dem folgenden fiktiven Beispiel aufgezeigt werden.

Beispiel 2

In einem Mischwerk wird eine größere Menge  Asphalttragschicht 0/32 Mischgutart CS mit 30 % Ausbauasphalt hergestellt. Die Trockentrommel wird gleichmäßig mit einem Gemisch aus Brechsand, Natursand und Splitten beschickt, das auf 250° C erhitzt wird. Der Ausbauasphalt wird über das Heißbecherwerk zugegeben. Das heiße Mineralstoffgemisch muß das kalte Asphaltgranulat mit erwärmen, wofür die relativ hohe Temperatur von 250° C erforderlich ist. Die resultierende Temperatur des Asphaltmischgutes wird zwischen 170° und 180° C erwartet. Die Verwiegung für die einzelnen Chargen erfolgt über den Abzug aus der Heißsilierungstasche nach Umgehung der Heißabsiebung. Der Betrieb wurde auf automatische Steuerung umgestellt.

Nach einer Weile bemerkt der Mischmeister, daß die Mischguttemperatur, die bei der Übergabe vom Mischer in den Aufzugskübel gemessen wird, ansteigt. Der Grund hierfür ist zunächst nicht zu erkennen. Da die Mischguttemperatur inzwischen an 200° C heranreicht, stoppt der Mischmeister den Mischvorgang.

Auf der Suche nach der Ursache für den Temperaturanstieg fällt dem Mischmeister nun auf, daß in der Heißsilierung eine Temperatur von 245° C herrscht. Der Monitor, über den er den Trockentrommeleinlauf beobachten kann, zeigt einen Materialstrom in die Trommel an. Das Förderband für Ausbauasphalt jedoch ist leer.

Damit steht die Ursache für den Anstieg der Mischguttemperatur fest: Da dem Stoffstrom kein „kalter“ Ausbauasphalt mehr zugeführt wird, gelangt nur noch das Mineralstoffgemisch mit einer Temperatur von 250° C in die Heißsilierung. Im Mischer steigt die Mischguttemperatur nun über die gewünschten 170 bis 180° C an.

Der Mischmeister fordert den Radladerfahrer, der die Doseure mit Material beschickt, über Funk auf, den Doseur für den Ausbauasphalt zu überprüfen. Der Radladerfahrer stellt daraufhin fest, daß die Austragsöffnung des betreffenden Doseurs durch eine größere Zusammenbackung nahezu verschlossen wurde und kein Material mehr auf das Austragsband gelangt. Er beseitigt das Hindernis und informiert den Mischmeister. Dieser hat inzwischen die Heißsilierung über die Mineralstoffwaage und den Mischer entleert. Die Anlage kann jetzt wieder angefahren werden.

Ohne die Informationsmöglichkeiten, die Aufmerksamkeit und das Wissen des Mischmeisters wäre zwangsläufig eine größere Menge Asphaltmischgut hergestellt worden, das in mehrfacher Hinsicht Mängel aufgewiesen hätte. Neben der überhöhten Temperatur wäre eine fehlerhafte Korngrößenverteilung und eine eventuelle Schädigung des Bindemittels möglich gewesen.

Mögliche Schadensursachen sowie deren Auswirkungen führen direkt zu dem zweiten Feld der Überwachung, der

Produktüberwachung

Im Rahmen der Produktionsüberwachung erfüllt das Asphaltlabor eine wichtige Dienstleistung für das Asphaltmischwerk. Die verwendeten Baustoffe (Mineralstoffe, Bitumen, Zusätze) werden in Zusammenarbeit mit dem Werkspersonal überwacht. Der hergestellte Asphalt wird in Bezug auf seine Zusammensetzung und seine Eigenschaften mit den Vorgaben der Eignungsprüfung verglichen. Der Umfang dieser Überwachungstätigkeit (Eigenüberwachung) ist in den TLG Asphalt–StB festgelegt. Darüber hinaus werden häufig Serviceleistungen für die Baustelle wie Probenahmen usw. wahrgenommen.

Das Asphaltlabor (hier der Blick in ein Zentrallabor) führt eine Dienstleistung für das Asphaltmischwerk aus.

Das Asphaltlabor am Mischwerk ist in der Regel kein nach den RAP Stra zugelassenes Labor. Es muß lediglich eine für die Eigenüberwachung geeignete Ausstattung aufweisen. Diese Ausstattung besteht aus allen Geräten und Prüfmitteln, die für die Ermittlung der Zusammensetzung des Asphaltes notwendig sind. Eine weitergehende Ausstattung hängt von der Organisation des Asphaltherstellers ab.

Vordringlichste Aufgabe des Anlagenlabors ist die schnellstmögliche Weitergabe von Informationen über Abweichungen von den Sollwerten an das Mischwerk. Treten Abweichungen auf, so muß schnellstens gemeinsam die Ursache ermittelt werden. Ist die Ursache für den Mangel gefunden, so sind Maßnahmen zu ergreifen, die einerseits den Mangel abstellen, andererseits aber auch ein erneutes Auftreten des verursachenden Fehlers verhindern.

Chargenprotokoll

Ein Chargenprotokoll (Bild unten), wie es bei modernen Mischanlagen erstellt werden kann, faßt wichtigste Kennwerte aus dem Herstellprozess der einzelnen Chargen in tabellarischer Form zusammen. Diese Übersicht kann der Asphalthersteller im Rahmen der Qualitätssicherung zur Lenkung der Produktion, vor allem aber zur  Ursachenforschung bei festgestellten Mängeln nutzen.

Der direkte Schluß von Prozeßdaten des Chargenprotokolls auf z. B. die Korngrößenverteilung des hergestellten Asphaltes ist jedoch ohne eine fachkundige Bewertung unter Einbeziehung der Besonderheiten der Anlage nicht möglich. Als Qualitätsnachweis sind die Daten des Chargenprotokolls grundsätzlich nicht geeignet. Kontrollprüfungen sind gemäß den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen an einer Durchschnittsprobe des fertigen Produktes Asphalt durchzuführen. Dieses steht den Bauvertragspartnern auf der Baustelle zur Verfügung. Die Zusammensetzung des Asphaltes kann außerdem auch nach Einbau an Ausbaustücken (Bohrkernen) ermittelt werden.

Das Chargenprotokoll: Qualitätssicherungsinstrument für den Asphalthersteller aber kein Qualitätsnachweis für den Auftraggeber

Informationsbedarf

Wenn in einem Asphaltmischwerk die Anlagentechnik von gut ausgebildetem und motiviertem Personal beherrscht wird, dann ist für den reibungslosen Ablauf eines Auftrages noch von großer Bedeutung, daß alle notwendigen Informationen zwischen Mischwerk, Transportfahrzeugen und Einbaustelle ausgetauscht werden.

Bild unten zeigt das Informationsnetz, in das ein Asphaltmischwerk eingebunden ist. Ausgangspunkt ist der Inhalt des Auftrages, den der Kunde – zumeist der Auftragnehmer – dem Asphalthersteller erteilt. Der Asphalthersteller muß nun dafür sorgen, daß sein Asphaltmischwerk diesen Auftrag ausführen kann.

Informationsströme in der Mischwerksumgebung

Vor Mischbeginn werden im Mischwerk hierzu benötigt:

  • die Auftragsinformationen

  • die Ergebnisse der Eignungsprüfung(en)

  • die Abrufliste der Baustofflieferanten

Während der Ausführung sind zusätzlich von Bedeutung:

Informationen über

  • den ordnungsgemäßen Produktionsablauf

  • den Baustellenfortschritt

Auftragsinformationen

Die Informationen über den Auftrag können z. B. bei der Erfassung auf einem Vordruck festgehalten werden. Das Mischwerk erhält dann eine Kopie dieses Vordruckes. Wichtig sind hier Angaben über

  • Name des Kunden (Ansprechpartner)

  • eindeutige Angabe der Asphaltsorte mit dem zutreffenden Bindemittel

  • voraussichtliche Liefermenge

  • Zeitpunkt/ -raum der Lieferung

  • erforderliche Stundenleistung

  • Baustelle (Anfahrtshinweise)

  • Auslieferungsweise

Bei Lieferungen „frei Bau“ wird die Fahrzeugeinteilung – Anzahl und Art der Fahrzeuge – vom Asphaltmischwerk organisiert.

Eignungsprüfung

Entweder liegen die Ergebnisse einer für den anstehenden Verwendungszweck nutzbaren Eignungsprüfung vor oder sie müssen neu ermittelt werden. Für die Laborprüfungen müssen der Prüfstelle in jedem Fall Baustoffproben aus dem Mischwerk oder von den entsprechenden Lieferanten zur Verfügung gestellt werden.

Abrufliste

Im Regelfall schließt ein Asphalthersteller mit seinen Baustofflieferanten langfristige Lieferverträge auf der Grundlage der üblichen technischen Anforderungen ab. Die kurzfristige Auftragslage und die damit verbundene Veränderung der Lagerbestände kann aber nur im Mischwerk selbst überblickt werden. Im Mischwerk muß daher eine Liste vorliegen, auf der alle aktuellen Baustofflieferanten mit Ansprechpartnern und Telefonnummern aufgeführt sind, bei denen Materialien für die Asphaltherstellung abgerufen werden können.

In Fällen, in denen besondere Anforderungen gestellt werden (z.B. an die Polierresistenz oder die Kornform oder an spezielle Bindemitteleigenschaften), müssen Abstimmungen mit den schon in die Eignungsprüfung einbezogenen, speziellen Lieferanten vorgenommen werden. Diese Lieferanten müssen dann auch im Mischwerk bekannt gegeben werden, damit nicht aus der Gewohnheit das falsche Material bestellt wird.

Asphaltabruf

Der eigentliche Herstellprozess beginnt mit dem Abruf das Asphaltes von der Baustelle. Zur Produktionsplanung ist es wünschenswert, wenn von den Baustellen eine Bestellung im Mischwerk vorausgeht. Beim Abruf steht der Asphalt dann pünktlich und in der richtigen Qualität zur Verfügung.

Allerdings können immer kurzfristige, beispielsweise witterungsbedingte Änderungen vom geplanten Ablauf eintreten. Die Ursache kann aber auch in Maschinenausfällen auf der Baustelle oder im Mischwerk liegen. Damit beide Seiten auf solche unvorhersehbaren Änderungen reagieren können, sind entsprechende Kommunikationsmöglichkeiten wie Telefon oder Funk erforderlich.

Baustellenbetreuung

So oft wie möglich sollte seitens des Asphaltmischwerkes
ein persönlicher Kontakt zur Baustelle aufgenommen werden. Dies übernimmt in der Regel das Asphaltlabor. Dabei kann man auch den Kunden z. B. bei der Entnahme von Mischgutproben für die Kontrollprüfung unterstützen. Bei dieser Gelegenheit erhält das Mischwerk dann gleichzeitig seine Teilprobe, die ansonsten leider allzu häufig vergessen wird.

Vor allem aber besteht auf der Baustelle die Möglichkeit, direkt die Verarbeitbarkeit und das Verdichtungsverhalten des Mischgutes zu beobachten. Aus den gewonnenen Erkenntnissen können im Abstimmung mit dem Kunden eventuelle Verbesserungen abgeleitet werden.

Als wichtigster Grund ist aber anzuführen, daß im persönlichen Kontakt Probleme meist konstruktiver gelöst werden, als dies z. B. am Telefon möglich ist.

Transportieren von Asphalt

Der im Asphaltwerk hergestellte Asphalt wird entweder vom Kunden abgeholt oder in der Verantwortung des Asphaltherstellers zur Baustelle geliefert. Die Einzelheiten des Transportes bestimmt aber immer der Kunde, also die Baustelle. Diese Einzelheiten betreffen Anzahl und Größe der Fahrzeuge. Die damit verbundene Transportkapazität muß abgestimmt werden auf

  • die Leistung der Mischanlage

  • die Einbauleistung des Fertigers

  • die Transportentfernung zur Baustelle

  • die Verkehrsverhältnisse

Die Verkehrsverhältnisse können sich kurzfristig ändern, beispielsweise durch einen Stau auf der geplanten Anfahrtroute. Dann müssen schnell neue Entscheidungen getroffen werden. Die Einplanung von Alternativrouten ist für solche Fälle zu empfehlen. Der Einsatz von Fahrzeugen gleicher Größe vereinfacht einen gleichbleibenden Lieferrhythmus. Dabei ist die Größe der Fahrzeuge auf die Gegebenheiten der Baustelle abzustimmen. Nicht jede Baustelle kann beispielsweise mit Sattelzügen angefahren werden.

Während der Beladung und des Transportes müssen Maßnahmen ergriffen werden, die sicherstellen, daß keine Veränderung der Mischgutqualität eintritt.

Als wesentliche Maßnahmen sind dazu zu nennen:

  • Verwendung eines geeigneten Trennmittels auf der sauberen LKW–Ladefläche (Keine Öle usw., welche die Eigenschaften des Bindemittels verändern können)

  • Beim Beladen durch geringe Fallhöhe und Bewegen des LKW Entmischungen vermeiden

  • Walzasphalt grundsätzlich immer winddicht abdecken

  • Funktionierendes Rührwerk, thermostatgesteuerte Heizung und Thermometer in Gußasphaltkochern

Vor allem das Abdecken des Mischgutes (Bild unten) wird immer noch zu oft vernachlässigt. Mit dem Abdeckvorgang wird stets nur die Vermeidung eines Temperaturverlustes verbunden, und „der kann bei kurzer Transportentfernung oder höheren Außentemperaturen ja so groß nicht sein“. Nicht beachtet (weil nicht bekannt) wird die Gefahr der Bindemitteloxidation, die auftritt, wenn dem lockeren, hohlraumreichen Mischgut durch den Fahrtwind Sauerstoff zugeführt wird. Dies kann das Bindemittel dahingehend schädigen, daß seine Klebekraft verloren geht und kein dauerhafter Kornverbund mehr gewährleistet ist. Deshalb gilt während des Transports zu jeder Jahreszeit:

Asphaltmischgut muß immer vollständig und winddicht abgedeckt werden!

Alle Fahrzeugführer müssen von den jeweiligen Verantwortlichen auf ihre Aufgabe und ihre Pflichten hingewiesen und notfalls geschult werden. Auch hier gilt: Die Einsicht in die Notwendigkeit „lästiger“ Maßnahmen wächst erfahrungsgemäß mit dem Wissen über die möglichen Schäden infolge einer Nichtbeachtung der Vorgaben.

Winddicht abgedeckter LKW


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