Recycling
Eine Anpassung der Verordnung Abfallwirtschaft (SR 814.600, 2015) schränkt die Möglichkeiten zur Deponierung von Ausbauasphalt zudem künftig stark ein und fördert damit den breiten Einsatz von RAP. Um Stoffkreisläufe zu schliessen, Abfälle zu reduzieren und Ressourcen zu schonen, gewinnt auch im Strassenbau Recycling immer mehr an Bedeutung. Auch wenn der Anteil an Recyklat– sog. Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) – in neuen Strassenbelägen noch aufgrund der Normanforderungen limitiert ist (max. 20 bis 80 % je nach Schichttyp und Lastklasse), ist ein klarer Trend zu immer höheren Recyclingquoten erkennbar, wobei die letzte Entwicklung der Norm auf 100% für untere oder mittlere Schichten hinausläuft (Schweizerischer Verband der Strassen- und Verkehrsfachleute VSS, 2022a). Dies hat mehrere Gründe:
Die Ergebnisse verschiedener Ökobilanz-Studien belegen den ökologischen Nutzen des Einsatzes von RAP, je mehr, umso besser. Gemäss (Kytzia and Pohl, 2021) verringert der Einsatz von 50 % RAP in der Deckschicht und 60 % RAP in der Binderschicht den Umwelteinfluss in UBP um 20 bis 35 % gegenüber einem Neubau ohne RAP. Dies bezieht sich auf die Umweltbelastung von Bau- Rückbau und Unterhalt. Zudem zeigt sich, dass der Einsatz von RAP mehr Einsparungen in UBP bewirken kann als z.B. die Herstellungstemperatur des Mischgutes (Stichwort Niedertemperaturasphalte) oder die Beigabe von Abfallmaterialien wie Altreifen oder Industieschlacke (L. Poulikakos et al., 2019; Mikhailenko, Rafiq Kakar, et al., 2020; Piao, Bueno, et al., 2022).
Der starke Nutzen der Verwendung von RAP liegt besonders in der Wiederverwertung des (ressourcenintensiven) Bitumens begründet. In Liechti et al. (Liechti et al., 2016) wurde in der LCA zudem die potenziell erhöhten PAK-Belastung von RAP alter Beläge berücksichtig. Trotz erhöhter Schadstoffemissionen in diesem Szenario überwiegen die Vorteile des Einsatzes von RAP gegenüber den Umweltschäden einer Rezeptur ohne RAP.
Einige Mischwerke bzw. Asphalthersteller optimieren bereits laufend das Herstellungsverfahren, um maximale RAP-Anteile im Mischgut erreichen zu können. Im europäischen Ausland bestehen zudem erfolgreiche Projekte der On-Site Recyklierung, d.h. der frisch ausgebaute Asphalt wird auf der Baustelle direkt wiederverwertet und teilweise neu eingebaut. Dies wird als In-Place-Recycling bezeichnet und beinhaltet häufig die Zugabe von Verjüngungsmitteln zum Recyclinggemisch (Hafeez, Ozer and Al-Qadi, 2014).
Besonders relevant für die Herstellung von [[SDA]]-Belägen mit der Verwendung von RAP sind die erhöhten Anforderungen an Siebkurven und Qualität des Mischgutes. Dies bedingt an erster Stelle einen sortenreinen, schichtweisen Ausbau des Ausbauasphalts. Für die Aufbereitung im Mischwerk sind zudem erhöhte Anforderungen an die Lagerung und Verarbeitung gegeben - besonders in Hinblick auf die bereits kleine maximale Korngrösse bei [[SDA]]-4 kombiniert mit dem geringen Fülleranteil im Mischgut. Die kleineren Korngrössen machen es schwierig, sie in der RAP-Verarbeitung aufzubrechen. Sollte das RAP dennoch nicht den Anforderungen für eine [[SDA]]-Deckschicht genügen, kann dieses hochwertige, PmB-haltige RAP auch in der Binderschicht eingesetzt werden.
Das Recycling von [[SDA]]-Belägen steht aktuell noch am Anfang und auch wenn der mögliche Nutzen klar belegt ist, sind praktische Erfahrungen und Vorgehensweisen zum Einsatz dieses hochwertigen RAP, idealerweise direkt in neuen [[SDA]]-Deckschichten, noch ausstehend. In einer spanischen Studie wurde eine Ersatzrate in einer [[SDA]] verwendet, wobei jedoch die Bedeutung der Verwaltung der RAP-Lagerbestände betont wurde, um eine übermässige Heterogenität zu vermeiden. (Valdés et al., 2011). Darüber hinaus war der Holraumgehalt der [[SDA]] der eines dichten Pflasters.
Das bisher einzige Beispiel in der Schweiz ist ein [[SDA]]-Abschnitt aus dem Jahr 2022 in Le Landeron im Kanton Neuenburg, wo dem neuen Gemisch 10 % [[SDA]]-RAP beigemischt wurde. Die begrenzten mechanischen Tests zeigen keine Verschlechterung der mechanischen Leistung. Da viele [[SDA]] das Ende ihrer [[Lebensdauer]] erreicht haben, interessieren sich mehr kantonale Strassenamte für diese Frage.
Das Recycling von [[SDA]] wird in der Schweiz zu einer dringenden Frage, da immer mehr Beläge das Ende ihrer [[Lebensdauer]] erreichen. Ein spezifischer Plan für das Recycling und die Bewirtschaftung von [[SDA]]-RAP wurde bisher noch nicht entwickelt. Die Herausforderungen beim Recycling von [[SDA]] liegen vor allem in den höheren Anforderungen an die Dauerhaftigkeit von [[SDA]]-Belägen und in der einzigartigen Korngrößenverteilung von [[SDA]], die den Anschluss an Recyclingströme anderer Beläge erschwert.
Im Jahr 2022 wurde auf 3 von 4 Testabschnitten in Le Landeron im Kanton NE ein [[SDA]] 4-16 [[Belag]] eingebaut, für dessen Herstellung 10 % RAP verwendet wurden (Saurer, Probst and Schaller, 2024). Von den 3 RAP-Mischungen enthielten zwei Krümelgummi (RmA), davon jeweils eine mit PmB und eine mit herkömmlichem Bitumen. Die 3 Testabschnitte mit RAP wurden anschliessend mit einem Kontrollabschnitt, auf dem ein konventioneller [[SDA]] [[Belag]] verbaut wurde, verglichen. Die RAP-Mischungen schnitten bei der Wasserempfindlichkeit (‘EN 12697-12: Bituminous mixtures - Test methods for hot mix asphalt - Part 12: Determination of the water sensitivity of bituminous specimens’, 2018) nicht schlechter ab und zeigten ähnliche und sogar etwas bessere ITSR% (Tabelle 22). Allerdings war der Marshall-HR% in den Mischungen mit Krümelgummi niedriger, was möglicherweise darauf zurückzuführen ist, dass die Gummipartikel einige der [[SDA]]-HR% ausfüllten oder dass der Bitumengehalt zu stark kompensiert wurde, so dass der Asphalt überverdichtet werden konnte.
Tabelle : Daten von Testbeläge aus SDA 4-16 mit RAP in Le Landeron, NE (Saurer, Probst and Schaller, 2024) – Weitere Informationen finden Sie in den verlinkten Fachartikeln.
Die CPX-Leistung aus dem ersten Jahr zeigte, dass die konventionellen und RAP-[[SDA]]-Abschnitte gut abschnitten, während die Beläge mit dem Gummi nicht die von einem SDA 4-16-[[Belag]] erwarteten ≤6 dB erreichten. Die Ergebnisse könnten durch den Einfluss des niedrigeren HR% erklärt werden, und der 10%ige RAP-Ersatz scheint kurzfristig keinen negativen Einfluss zu haben.
Die Mineralstoffe in [[SDA]] haben vergleichsweise hohe Leistungsanforderungen (Siehe Kapitel 7.1.1). Dennoch wurden einige Forschungsarbeiten zur Verwendung von Abfallstoffen in [[SDA]] durchgeführt. Die Verwendung von Kautschuk (CR, 0.7-1.0-wt% Mischgut) als Trockenverfahren zeigte vergleichbare Ergebnisse wie die herkömmliche [[SDA]], wobei die Möglichkeit besteht, statt PmB gerade verlaufendes Bitumen einzusetzen (Bueno et al., 2021).
Recycelte Betonzuschläge (RCA) (Mikhailenko et al., 2022) und Elektrolichtbogenofenschlacke (EAFS) (Mikhailenko, Piao and Poulikakos, 2023) wurden ebenfalls in [[SDA]] verwendet. Bei einem Ersatz von weniger als 15 Vol-% der Mineralstoffe hatte der resultierende [[SDA]] 4-[[Belag]] eine ähnliche mechanische Leistung und Haltbarkeit wie der betrachtete Referenz-[[SDA]] 4. In Bezug auf die Ökobilanz weisen CR (Piao, Bueno, et al., 2022) und RCA (Piao, Mikhailenko, et al., 2022) vernachlässigbare Verbesserungen auf, während der Ersatz von EAFS aufgrund der Verringerung der Deponierung (Piao et al., 2023) das positivste Ökobilanzpotenzial aufweist.