Der Straßenbau benötigt große Mengen an Rohstoffen und verursacht dabei auch erhebliche CO2-Emissionen. Ein wesentlicher Grund dafür ist Bitumen, das als Bindemittel im Asphalt eingesetzt und aus Erdöl gewonnen wird. Ein Forschungsprojekt von TU Braunschweig, TU Wien und der Ostschweizer Fachhochschule hat nun einen Bioasphalt ohne den Zusatz von neuem, fossilem Bitumen entwickelt. In Zusammenarbeit mit der Stadt Braunschweig untersuchen die Forschenden auf einer Probestrecke, ob der nachhaltigere Baustoff unter realen Bedingungen das hält, was er im Labor verspricht.
Asphalt lässt sich zu einem großen Teil recyceln. Rund 80 Prozent aller anfallenden Ausbauasphalte werden in Deutschland weiter genutzt. Allerdings ist bei der Wiederverwendung immer ein gewisser Anteil an Frischbitumen als Bindemittel notwendig, um eine zufriedenstellende Leistungsfähigkeit des Asphaltbelags zu gewährleisten.
Weniger Kohlendioxid-Ausstoß in der Produktion
Die Wissenschaftler*innen im Forschungsprojekt NOBIT (No Bitumen), das von der VolkswagenStiftung unterstützt wird, wollen das ändern. Sie haben deshalb einen Asphalt entwickelt, bei dem sie einen Großteil des herkömmlichen fossilen Bitumens ersetzen. Der Bioasphalt besteht nahezu vollständig aus aufbereitetem Ausbauasphalt, ergänzt durch biobasierte Zusatzstoffe (zum Beispiel Harze und Öle aus der Papier- und Zellstoffindustrie) als Bindemittel. „Dadurch wird der Kohlendioxid-Ausstoß in der Produktion und die Abhängigkeit von der Erdölindustrie deutlich reduziert“, sagt Projektleiter Dr.-Ing. Johannes Büchner vom Institut für Straßenwesen der TU Braunschweig.
Damit der neue Asphalt seine Aufgabe im Straßenbetrieb erfüllen kann, muss er ausreichend widerstandsfähig sein. In ihren Versuchen konnten die Wissenschaftler*innen ein gleichwertiges Materialverhalten des Bioasphalts gegenüber herkömmlichem Asphalt mit fossilem Bindemittel feststellen. „Das Technologiekonzept für Bioasphalt ist damit erfolgreich im Labor erprobt“, so Büchner.
Recycelter Asphalt mit Tallöl aus Kiefernholz
Jetzt folgt der entscheidende Schritt vom Labor auf die Straße. In Kooperation mit der Stadt Braunschweig testen die Wissenschaftler*innen den Bioasphalt auf einer Probestrecke. Dafür werden im Asphaltmischgut 60 Prozent wiederverwendeter Asphalt eingesetzt und mit einem destillierten Tallöl aus Kiefernholz kombiniert. Im Unterschied zu dem Bioasphalt aus dem Labor wird auf der Probestrecke zusätzlich ein geringer Anteil von frischem fossilem Bitumen eingesetzt. Dies ist durch die technische Umsetzbarkeit in der Praxis sowie die maschinentechnische Ausstattung der regionalen Asphaltmischanlagen bedingt.
Aufgrund bestehender Schäden im Asphaltbelag wird die Hauptverkehrsstraße Berliner Straße in den niedersächsischen Herbstferien vom Fachbereich Tiefbau und Verkehr der Stadt saniert. Zwischen der Querumer Straße und der Friedrich-Voigtländer-Straße werden in Fahrtrichtung stadteinwärts die Asphaltdeckschicht und die Binderschicht auf einer Länge von etwa 600 Metern abgefräst und erneuert.
Probestrecke mit verschiedenen Asphaltkonzepten
In der Asphaltbinderschicht erprobt die Stadt Braunschweig drei verschiedene Asphaltkonzepte. Neben dem Forschungsabschnitt der TU Braunschweig, in dem auf 1.100 Quadratmetern rund 220 Tonnen des neuen Asphaltmischguts eingebaut werden, gibt es Tests mit zwei unterschiedlichen Zusatzstoffen zur Temperaturabsenkung. Dadurch können die Herstellungs- und Verdichtungstemperaturen von Asphalt um ca. 20 Grad Celsius gesenkt werden. Der Asphalteinbau erfolgt somit bei ca. 140 statt wie früher bei 160 Grad Celsius. Die Temperaturabsenkung wurde 2026 aufgrund neuer Arbeitsplatzgrenzwerte für Dämpfe und Aerosole aus Bitumen in das deutsche Regelwerk eingeführt.
Das Institut für Straßenwesen der TU Braunschweig unter Leitung von Professor Michael P. Wistuba begleitet die Straßensanierung wissenschaftlich. Dazu entnehmen die Forschenden auf der Baustelle Proben des frisch angelieferten Asphalts und untersuchen sie umfassend im Labor, beispielsweise hinsichtlich des Widerstands gegen Kälterissbildung. Das ebenfalls am Forschungsprojekt beteiligte Institut für Materialchemie der TU Wien wird Emissionsmessungen auf der Baustelle vornehmen, um die drei Bauabschnitte zu vergleichen. Eine zukünftige enge Zusammenarbeit zwischen der TU Braunschweig und der Stadt Braunschweig im Asphaltstraßenbau wird angestrebt, weitere Erprobungsstrecken sind bereits in Vorbereitung.
Projektdaten
Das Projekt „Technology Concept for Bioasphalt: 100% Recycling @ 0% Fresh Fossil Fuels“ oder kurz NOBIT (No Bitumen) wird für drei Jahre bis 31. Januar 2027 von der VolkswagenStiftung in der Förderinitiative „Zirkularität mit recycelten und biogenen Rohstoffen“ gefördert. Projektpartner sind das Institut für Straßenwesen der TU Braunschweig, das Institut für Materialchemie, Physikalische Chemie der Atmosphäre der TU Wien und das Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik der Ostschweizer Fachhochschule. Die Fördermittel belaufen sich auf insgesamt 707.500 Euro.
Kontakt
Dr.-Ing. Johannes Büchner
Technische Universität Braunschweig
Institut für Straßenwesen (ISBS)
Beethovenstraße 51 b
38106 Braunschweig
Tel.: +49 531 391 62059
E-Mail: j.buechner(at)tu-braunschweig.de
www.tu-braunschweig.de/isbs
Presseinformation aus dem MAGAZIN der TU Braunschweig
