Recycling
EineDie Anpassung der Verordnung Abfallwirtschaftüber die Vermeidung und die Entsorgung von Abfällen (VVEA; SR 814.600, 2015) schränkt die MöglichkeitenDeponierungsmöglichkeiten zur Deponierung vonfür Ausbauasphalt zudemzunehmend künftigein. starkDiese eingesetzliche undEntwicklung fördert damit den breiten Einsatz von RAP.Recycling-Asphalt Um(Reclaimed StoffkreisläufeAsphalt zuPavement, schliessen, Abfälle zu reduzierenRAP) und Ressourcenträgt zuzur schonen,Schliessung gewinntvon auchStoffkreisläufen, zur Reduktion von Abfällen und zur Ressourcenschonung im Strassenbau Recyclingbei. immerParallel mehrdazu anist Bedeutung. Auch wennin der AnteilSchweiz anund Recyklat–im sog.europäischen ReclaimedAusland Asphaltein Pavementklarer (RAP)Trend –zu höheren Recyclingquoten in neuenAsphaltmischungen Strassenbelägenerkennbar. nochWährend aufgrunddie dergeltenden NormanforderungenNormen limitiertderzeit istRAP-Anteile (max.von 20 bis 80 % je nach Schichttyp und Lastklasse),Lastklasse isterlauben, einzielen klareraktuelle TrendEntwicklungen auf eine Ausweitung bis zu immer100 höheren Recyclingquoten erkennbar, wobei die letzte Entwicklung der Norm auf 100%% für untere oderund mittlere Schichten hinausläuftab (Schweizerischer Verband der Strassen- und Verkehrsfachleute VSS, 2022a). Dies hat mehrere Gründe:
DieÖkologische ErgebnisseBewertung verschiedenerdes Ökobilanz-StudienRAP-Einsatzes
Mehrere Ökobilanzstudien belegen den deutlichen ökologischen Nutzen des Einsatzes von RAP,RAP. jeKytzia mehr,und umso besser. GemässPohl (Kytzia and Pohl, 2021) verringertzeigen, dass der Einsatz von 50 % RAP in der Deckschicht und 60 % RAP in der Binderschicht dendie UmwelteinflussUmweltbelastung (ausgedrückt in UBPUmweltbelastungspunkten, UBP) um 20 bis 20–35 % gegenüber einem Neubau ohne RAP.RAP Diessenken beziehtkann. sichDiese aufReduktion umfasst die UmweltbelastungPhasen von Bau-Bau, Rückbau und Unterhalt. ZudemVerglichen zeigtmit sich,anderen dassumweltrelevanten Massnahmen – etwa der EinsatzAbsenkung von RAP mehr Einsparungen in UBP bewirken kann als z.B. dieder Herstellungstemperatur des Mischgutes (Stichwort Niedertemperaturasphalte) oder dieder BeigabeZugabe vonalternativer AbfallmaterialienMaterialien wie Altreifen oder IndustieschlackeSchlacken – erzielt RAP eine deutlich höhere ökologische Wirkung (L. Poulikakos et al., 2019; Mikhailenko, Rafiq Kakar,Mikhailenko et al., 2020; Piao, Bueno,Piao et al., 2022).
DerDie starkewesentliche NutzenUmweltwirkung ergibt sich dabei aus der VerwendungWiederverwendung vondes RAPbitumenhaltigen liegtAnteils, der besonders inressourcenintensiv der Wiederverwertung des (ressourcenintensiven) Bitumens begründet. Inist. Liechti et al. (Liechti et al., 2016) wurdeberücksichtigten in derihrer LCALebenszyklusanalyse zudem(LCA) dieauch eine potenziell erhöhtenerhöhte PAK-Belastung vondurch RAPpolyzyklische alteraromatische BelägeKohlenwasserstoffe berücksichtig. Trotz erhöhter Schadstoffemissionen(PAK) in diesemalten SzenarioBelägen. Selbst unter dieser Annahme überwiegen die ökologischen Vorteile des RAP-Einsatzes vondie RAPpotenziellen gegenüberUmweltrisiken.
Technologische Entwicklungen und Verfahren
Um den Umweltschäden einer Rezeptur ohne RAP.
Einige Mischwerke bzw. Asphalthersteller optimieren bereits laufend das Herstellungsverfahren, um maximale RAP-AnteileAnteil im Mischgut erreichen zu können.maximieren, Imoptimieren europäischenviele AuslandMischwerke bestehenihre zudemHerstellungsprozesse erfolgreichekontinuierlich. ProjekteNeben der On-Sitewerkseigenen Recyklierung,Aufbereitung d.h.gewinnt auch das sogenannte In-Place Recycling an Bedeutung, bei dem der frisch ausgebaute Asphalt wird auf der Baustelle direkt wiederverwertetvor Ort aufbereitet und teilweisewieder neueingebaut eingebaut.wird. DiesDieses wirdVerfahren, als In-Place-Recycling bezeichnet und beinhaltetdas häufig die Zugabe von Verjüngungsmitteln zumbeinhaltet, Recyclinggemischwird im europäischen Ausland bereits erfolgreich angewendet (Hafeez, Ozer andund Al-Qadi, 2014).
BesondersAnforderungen relevantund fürHerausforderungen diebei HerstellungSDA-Belägen
Die [[SDA]]-Belägen mit der VerwendungAnwendung von RAP sindin dieoffenporigen erhöhtenlärmmindernden AnforderungenBelägen an(Stone SiebkurvenMastic undAsphalt Qualitätwith desDrainage Mischgutes.– DiesSDA) bedingtstellt an erster Stelle einen sortenreinen, schichtweisen Ausbau des Ausbauasphalts. Für die Aufbereitung im Mischwerk sind zudem erhöhtebesondere Anforderungen an die Materialqualität und die Korngrößenverteilung. Insbesondere die engen Siebkurven, die geringe maximale Korngröße (z. B. bei SDA 4) sowie der niedrige Fülleranteil erschweren die Aufbereitung von RAP. Voraussetzung für die Verwendung in hochwertigen SDA-Belägen ist daher ein sortenreiner, schichtweiser Ausbau sowie eine optimierte Lagerung und Verarbeitung gegebenim -Mischwerk.
Falls indas Hinblickgewonnene aufRAP die bereitsAnforderungen kleinean maximaleeine KorngrösseSDA-Deckschicht nicht erfüllt, kann es – insbesondere bei [[SDA]]-4PmB-haltigen kombiniertRezepturen 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 eingesetztweiterverwendet werden.
Dasder Schweiz steht das Recycling von [[SDA]]-SDA-Belägen steht aktuell noch am AnfangAnfang. und auch wennObwohl der möglichepotenzielle Nutzen klarwissenschaftlich belegt ist, sindfehlen bislang umfangreiche praktische Erfahrungen und Vorgehensweisenstandardisierte zumVerfahren.
Aktuelle diesesForschungs- hochwertigenund RAP,Praxisbeispiele
Ein direktzentrales inSchweizer neuenBeispiel [[SDA]]-Deckschichten, noch ausstehend. In einer spanischen Studie wurde eine Ersatzrate in einer [[SDA]] verwendet, wobei jedoch die Bedeutungstellt der Verwaltung2022 derrealisierte 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 2022Testabschnitt in Le Landeron im (Kanton Neuenburg,Neuenburg) wodar, bei 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]]SDA 4-16 [[Belag]] eingebaut, für dessen Herstellungmit 10 % RAP verwendethergestellt wurdenwurde (Saurer, Probst andund Schaller, 2024). VonDrei denVarianten 3wurden RAP-Mischungenuntersucht: enthielteneine zweiMischung Krümelgummimit (RmA),konventionellem davon jeweilsBitumen, eine mit PmB und eine mit herkömmlichemKrümelgummi Bitumen.(RmA). Die 3 Testabschnitte mit RAP wurden anschliessend mit einem Kontrollabschnitt, auf dem ein konventioneller [[SDA]] [[Belag]] verbaut wurde, verglichen. Die RAP-Mischungen schnitten beiResultate der WasserempfindlichkeitWasserempfindlichkeitsprüfung (‘nach 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 und12 zeigten ähnlichefür unddie sogarRAP-haltigen etwasMischungen besseregleichwertige ITSR%oder (Tabelleleicht 22).verbesserte AllerdingsITSR-Werte warim Vergleich zum Referenzbelag. Lediglich der Marshall-HR%Hohlraumanteil in(HR %) war bei den MischungenGummimischungen geringer, was auf die Füllwirkung der Gummipartikel oder eine Überkompensation des Bitumengehalts zurückgeführt wird.
Die CPX-Messungen im ersten Betriebsjahr ergaben, dass sowohl die konventionellen als auch die RAP-haltigen SDA-Abschnitte gute akustische Leistungen aufwiesen. Lediglich die Varianten mit KrümelgummiGummizusatz niedriger, was möglicherweise darauf zurückzuführen ist, dasserreichten 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 ausfür 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]] erwartetentypischen ≤ 6 dB erreichten.nicht, Diewas Ergebnissewiederum könnten durchmit den Einflussunterschiedlichen desVerdichtungsgraden niedrigerenkorrelieren HR%könnte. erklärtInsgesamt werden,zeigte sich, dass ein RAP-Anteil von 10 % keine signifikanten negativen Einflüsse auf die mechanische oder akustische Performance hatte.
Alternative Zuschlagstoffe und der 10%ige RAP-Ersatz scheint kurzfristig keinen negativen Einfluss zu haben. Ökobilanzaspekte
DieNeben MineralstoffeRAP wurden in [[SDA]]jüngeren habenStudien vergleichsweiseweitere hohe Leistungsanforderungen (Siehe Kapitel 7.1.1). Dennoch wurden einige Forschungsarbeiten zur Verwendung von AbfallstoffenSekundärmaterialien in [[SDA]]SDA durchgeführt.untersucht. DieDer VerwendungEinsatz von Kautschuk (CR,0,7–1,0 0.7-1.0-wt%) Mischgut) alsim Trockenverfahren zeigteführte vergleichbarezu Ergebnissevergleichbaren mechanischen Eigenschaften wie diebei herkömmlichekonventionellen [[SDA]],SDA wobeiund dieermöglicht Möglichkeitpotenziell besteht,den stattVerzicht PmBauf gerade verlaufendespolymermodifiziertes Bitumen einzusetzen (Bueno et al., 2021).
Recycelterecycelte Betonzuschläge (RCA) und Elektrolichtbogenofenschlacke (EAFS) wurden erfolgreich getestet (Mikhailenko et al., 2022)2022; und Elektrolichtbogenofenschlacke (EAFS) (Mikhailenko, Piao andund Poulikakos, 2023) wurden ebenfalls in [[SDA]] verwendet.. Bei einem ErsatzErsatzanteil von wenigerbis alszu 15 Vol-Vol.-% derblieben Mineralstoffe hatte der resultierende [[SDA]] 4-[[Belag]] eine ähnlichedie mechanische Leistung und Haltbarkeit wieunverändert. derÖkobilanziell betrachtetezeigte Referenz-[[SDA]]sich 4.jedoch, Indass Bezug auf die Ökobilanz weisen CR (Piao, Bueno, et al., 2022)RCA und RCAKautschuk (Piao,nur Mikhailenko, et al., 2022) vernachlässigbaregeringe Verbesserungen auf,bewirken, während der ErsatzEinsatz von EAFS aufgrund der Verringerung derreduzierten Deponierung das grösste ökologische Potenzial bietet (Piao et al., 2023) das positivste Ökobilanzpotenzial aufweist. .
Schlussfolgerung
Das Recycling von SDA-Belägen gewinnt in der Schweiz zunehmend an Bedeutung, insbesondere angesichts der grossen Anzahl alternder Beläge, die ihre Lebensdauer erreicht haben. Obwohl erste praktische Erfahrungen, wie in Le Landeron, vielversprechend sind, fehlen bislang standardisierte Verfahren und Strategien für die Bewirtschaftung von SDA-RAP. Die spezifische Kornzusammensetzung und die hohen Dauerhaftigkeitsanforderungen stellen dabei zentrale Herausforderungen dar.
Langfristig ist ein strukturierter Plan zur Sammlung, Aufbereitung und Wiederverwendung von SDA-RAP notwendig, um die bestehenden ökologischen und technischen Potenziale voll auszuschöpfen und den Übergang zu einer zirkulären Asphaltwirtschaft zu ermöglichen.