Das Prozesshilfsmittel wird im Straßenbau für gummihaltigen Asphalt eingesetzt. (Bild: alle Evonik Ressource Efificiency)
Das Autobahnnetz in Europa zählt heute fast 75.000 Kilometer und wird stets ausgebaut. Neben dem Neubau von Straßen und Brücken ist deren Instandhaltung eine essentielle Aufgabe, um den Verkehr und damit auch das wirtschaftliche Wachstum auf dem alten Kontinent aufrechtzuerhalten. Hinzu kommt: Innerhalb der Europäischen Union hat sich der Fahrzeugbestand pro 1000 Einwohner seit 1975 mehr als verdoppelt. Auch der Güterfernverkehr auf der Straße hat deutlich zugenommen. Betrug die Güterverkehrsleistung per LKW circa 1000 Milliarden Tonnenkilometer im Jahr 1990, stieg sie laut einer Statistik der EU-Kommission auf circa 1750 Milliarden Tonnenkilometer im Jahr 2015. Diese Entwicklungen stellen die Infrastruktur Europas vor große Herausforderungen.
Für die öffentliche Hand bleibt die Qualität und Langlebigkeit von Straßen ein essenzielles Thema.
Innovation für den Straßenbau
Ein sich klar abzeichnender Bedarf an Hochleistungsbaustoffen für Straßen zur Vermeidung von Spurrinnen und Rissen – und damit zur Einsparung von Instandhaltungskosten – rückt verstärkt ins öffentliche Bewusstsein. Gleichzeitig sind die Rohstoffkosten für Asphalt, im speziellen für Stoffe zur Asphaltmodifikation, deutlich gestiegen und stehen im Widerspruch zum angestrebten Ziel des kostengünstigen Straßenbaus. Alternativideen müssen her.
Einen nachhaltigen und zugleich kosteneffizienten Ansatz für Straßenbau verfolgt Evonik. Mit dem Zusatz von Vestenamer, einem Prozessadditiv für die Gummiindustrie, ermöglicht das Spezialchemieunternehmen Gummimehl aus Altreifen zu einem gummihaltigen Asphalt zu verarbeiten. Der wiedergewonnene Werkstoff wird Straßenbaubitumen oder Straßenbauasphalten beigemischt, um die Qualität zu verbessern und die Dauerhaftigkeit von Straßenbelägen zu verlängern.
Pilotprojekt Detmolder Straße, Paderborn in 2018. Hier wurden 80 Altreifen auf 100 m Fahrbahn bei der Straßenerneuerung im Jahr 2012 wiederverwendet.
Längere Haltbarkeit, weniger Lärm
In den USA nutzt man gummihaltige Asphaltmischungen bereits seit vielen Jahrzehnten. Langzeitstudien haben dort eine deutliche Verbesserung der Langlebigkeit bewiesen. „Seit einigen Jahren wächst auch in Europa der Markt für elastomermodifizierten, also gummihaltigen, Straßenbelag“, sagt Frank Lindner, Senior Business Manager bei Evonik Ressource Efficiency. „Die positiven Eigenschaften sind offensichtlich, denn die Rissanfälligkeit der Straßendecke, Spurrinnen- und Schlaglochbildung werden erheblich vermindert – und die Nutzungsdauer damit verlängert.“
Auch eine weitere sinnliche Erfahrung spricht für einen Einsatz von gummimodifiziertem Bitumen: Das Gummimehl wird häufig für den offenporigen Asphalt – auch als Flüsterasphalt bekannt – eingesetzt, der zu einer Reduktion des Verkehrslärms führt. In wissenschaftlichen Studien wurde nachgewiesen, dass der Einsatz von höheren Gummimehlanteilen im Straßenbelag eine Lärmminderung um ein bis zwei Dezibel erzielen kann. Das sei ein großer Erfolg, da bereits eine Reduzierung um drei Dezibel wie die Halbierung des Verkehrsaufkommens empfunden werde.
Altreifen sinnvoll und effizient nutzen
Im Jahr fallen weltweit etwa 19,3 Millionen Tonnen Altreifen an – davon mehr als 3,6 Millionen Tonnen allein in Europa. Vor 20 Jahren wurde beispielsweise allein in Deutschland noch mehr als die Hälfte der anfallenden Altreifen der energetischen Verwertung zugeführt, während nur etwa jeder zehnte Altreifen für die stoffliche Verwertung zu Granulat verarbeitet wurde. Letztere liegt mittlerweile mit der energetischen Verwertung auf Augenhöhe.
Ökologisch sinnvoll ist die Nutzung von Altreifen allemal: „Mit der Wiederverwendung gebrauchter Autoreifen werden wertvolle Ressourcen gesichert“, sagt Thomas Engenhorst, Manager Sustainability Strategy im Segment Resource Efficiency von Evonik. „Die Reifen werden nicht als Abfall klassifiziert, sondern sind immer noch Wertstoff, der zum Beispiel auch nicht deponiert werden darf. Somit entfällt die Entsorgungsfrage: Statt die Reifen zu verbrennen, haben sie einen weiteren Lebensabschnitt im Straßenverkehr vor sich – wenn auch nicht PS-getrieben auf der Straße, sondern als Elastomer beziehungsweise Gummimehl in der Straßendecke.“ Im Rahmen einer Versuchsstrecke in Paderborn wurde in 2012 auf der Detmolder Straße der Straßenbelag erneuert und dabei die Ziele der EU-Abfallrichtlinie verfolgt. 50 Prozent des neuen Asphaltmischgutes bestand aus dem Fräsgut, dem Asphaltgranulat, der alten Fahrbahn. Die Erstellung der neuen Mischgutrezeptur erfolgte unter Verwendung von Gummimehl und Vestenamer. Je 100 Meter Fahrbahn wurden so 80 Altreifen zu einer elastomermodifizierten Straßendecke verarbeitet und das Recycling alten Asphaltes umgesetzt.
Weniger CO2-Emissionen
Über die Ökobilanz gibt eine Studie des anerkannten Prüfinstituts Ifeu, Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg, Auskunft: Pro Tonne eingesetztes Gummimehl werden demnach bei der Wiederverwertung rund
2,7 Tonnen CO2 eingespart, die sonst bei der Verbrennung entstehen würden. Der Carbon Footprint lasse sich mit diesem Materialeinsatz somit deutlich optimieren.
Das Additiv ermöglicht ein effizientes Recycling von Altreifen.
Der Einsatz des Prozesshilfsmittels ist in vielerlei Hinsicht eine saubere Sache: Die Emission von flüchtigen und schwerflüchtigen Verbindungen, darunter Kohlenwasserstoffe und Schwefelverbindungen, fallen bei gummihaltiger Straßendecke geringer aus als bei herkömmlichen, polymermodifizierten Asphaltarten. Darüber hinaus reduziert das Additiv die Migration organischer Verbindungen, die durch Regen ausgewaschen werden und ins Grundwasser gelangen. Damit führt der Einsatz des Zusatzstoffes zu einer geringeren Gesamtbelastung des Grundwassers, wie eine von Evonik in Auftrag gegebene Studie der Fabes Forschungs-Gesellschaft belegt. Im Frühjahr 2013 wurden gummimodifizierte Bitumen und As-phaltarten durch die Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen in das deutsche Regelwerk für Straßenbau aufgenommen.
Erfolgreiche Entwicklungsarbeit – Ein verbindendes Element
Vestenamer wurde Ende der 1970er-Jahre als Prozesshilfsmittel für die Kautschukindustrie entwickelt. Das im Chemiepark Marl hergestellte Polyoctenamer löst eine Reihe unterschiedlicher Herausforderungen bei der Compoundierung und Verarbeitung von Gummi. Seine Stärken liegen auch heute noch in den positiven Eigenschaften bei der Wechselwirkung mit anderen Kautschuken. Das Produkt wird neben dem Reifenmarkt in Gummiartikeln wie Schläuchen, Kupplungsbelägen, Walzengummierungen oder Formteilen eingesetzt. Da sich die Straßenbaubehörden seit Langem nach einem verbesserten und langlebigeren Material umschauen, hat sich das Geschäftsgebiet High Performance Polymers von Evonik vor zehn Jahren intensiv der Forschungsarbeit auf diesem Gebiet gewidmet. Seitdem ist das Prozesshilfsmittel auch zunehmend das verbindende Element der Wahl im gummimodifizierten Asphalt.
Tire Technology Expo 2019 Stand C240
