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Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 1
SMA im kommunalen Bereich
Dr.-Ing. Viktor RootZuB Ingenieurgesellschaft für Zuschlag- und Baustofftechnologie mbHwww.zubgmbh.de
Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 2
Straßennetz in Deutschland
0 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 300.000 350.000 400.000 450.000 500.000
Autobahnen
Bundesstraßen
Landesstraßen
Kreisstraßen
Gemeindestraßen
Gesamtstraßennetz Deutschland: 687.873 km Quelle: Der Elsner 2013
Gemeindestraßen
Kreisstraßen
Bundesstraßen
Autobahnen
Landesstraßen
457.171
91.710
86.474
39.673
12.845
km
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ADAC Sonderdruck: Effizienz im kommunalen Straßenbau, 2012
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Quelle: www.ksta.de
Image des kommunalen Straßenbaus…
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Häufige Schäden…
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Mögliche Ursachen Ungeeigneter Unterbau / Untergrund
Fehlende Erkundungsuntersuchungen
Ungeeigneter Asphaltoberbau Fehlehrhafte Planung
Zweckfremder Einsatz des Asphaltmischgutes Planung der Asphaltmischgutart / -sorte für den vorgesehenen
Verwendungszweck
Inhalt (Qualität) der Eignungsnachweise Verantwortung des Auftragnehmers
Tatsächliche Beanspruchung Unterdimensionierung des Straßenoberbaus
Mängel in der Qualität bei der Herstellung Unzureichende / fehlende Qualitätssicherung Mangelnde Straßenerhaltung
Verantwortung des Straßenbaulastträgers
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Beanspruchungsanalyse:
Oft besondere Beanspruchungen!!!
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Besondere Anforderungen an den Einbau:
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Weitere Besonderheiten im kommunalen Straßenbau Frühe Verkehrsfreigabe / freie Mobilität für
Anwohner Aufgrabungen und Einbauten in
Verkehrsflächen Anlagen des ruhenden Verkehrs Höhenanbindung und Zwangspunkte Aufstellflächen vor LSA Verkehrsflächen mit kleinen Kurvenradien /
hohen Schubbeanspruchungen Rad- und Gehwege Anwohner Belange (gestalterische Aspekte /
Elemente)
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Autofahrer
Kommunen
Anwohner
Vorhandensein eines verkehrssicheren Straßenzustandes, d.h. die Fahrbahn muss griffig, eben und ohne Schlaglöcher sein!
Hohe Nutzungsdauer zur Vermeidung von BaustellenStaukosten 100 Mrd.€/Jahr bzw. 34 €/h und Person
Minimierung des Erhaltungsaufwandes aufgrund des geringen Erhaltungsbudgets undverantwortungsvoller Verbrauch unserer natürlichen Ressourcen
Leise Straßen Keine Baustellen vor der HaustürFreie Mobilität
Anforderungen an den kommunalen Straßenbau
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Die geeignete Asphaltbauweise ermöglicht:
Erhöhte Nutzungsdauer
Geringe Erhaltungskosten
Aufrechterhaltung der Verkehrssicherheit
und der Nutzungskomforts
Weniger Baustellen und des
Baustellenverkehrs
Der Qualität der Planung und der Ausführung der Asphaltbauweise besondere Aufmerksamkeit widmen!
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Systematik des Technischen Regelwerks im Asphaltstraßenbau in Deutschland
Quelle: ZTV BEA-StB, Handbuch und Kommentare
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Eigenüber-wachungs-prüfungen
Kontroll-prüfungen
Asphaltmischgutherstellen und liefern
Asphaltbefestigungherstellen
ATV(VOB C)
DIN ENbzw.
Umsetzungsdokument
Auftrag-nehmer RAP Stra
TL Asphalt-StB
Erst-prüfung
Werkseigene Produktions-
kontrolle
Überwachung Zertifizierung
Asphaltmischgut-Konzept /
Eigenschaften
ZTV BEA-StBZTV Asphalt-StB
Bauprodukt Bauausführung
Bauvertrag
DIN EN
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Straßen mit hoher Belastung Bk100 (über 32 Mio. äq. Achsübergänge) Bk32 (über 10 Mio. bis 32 Mio. äq. Achsübergänge) Bk10 (über 3,2 Mio. bis 10 Mio. äq. Achsübergänge) Bk3,2 (über 1,8 Mio. bis 3,2 Mio. äq. Achsübergänge)
Straßen mit mittlerer bis geringer Belastung Bk1,8 (über 1,0 Mio. bis 1,8 Mio. äq. Achsübergänge) Bk1,0 (über 0,3 Mio. bis 1,0 Mio. äq. Achsübergänge) Bk0,3 (bis 0,3 Mio. äq. Achsübergänge)
Belastungsklassen nach den RStO 12Fortschreibung der RStO 01
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Zuordnung gemäß ZTV Asphalt-StBZweckmäßige Asphaltmischgutarten / -sorten in Abhängigkeit von der zu erwartenden Beanspruchung
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Hohe Verformungsbeständigkeit
Hohe Verschleißfestigkeit
Dauerhaftigkeit
Gute Rissbeständigkeit bei Kälte und
mechanischer Beanspruchung
Grobkörnige Oberflächentextur
Ausgeprägte Makrorauheit
Warum SMA bei hoher Verkehrsbelastung?
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Gestein
Splittskelett
+Mastix
Füller + Sand + Bitumen
Stabilisierender ZusatzBsp. Cellulosefaser
S plittM astixA sphalt
SMA – Grundkonzept und Ausgangsbaustoffe
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Splittmastixasphalt – SMA
Mastix-Füller/Bitumen/Faser
grobeGesteinskörnung
feineGesteinskörnung
Asphaltgefüge als Splittgerüst mit Ausfallkörnung
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Asphaltbeton – AC
grobeGesteinskörnung
feineGesteinskörnung
Asphaltgefüge als gleichmäßig gestuftes Gesteinskörnungsgemisch
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SMA 11 D S AC 11 D S
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S M A A C
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x m
Stabilität im Splittmastixasphalt
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Bezeichnung SMA 11 S(TL Asphalt-StB 07)
SMA 8 S(TL Asphalt-StB 07)
SMA 5 S(ZTV BEA-StB 09)
SMA 8 N(TL Asphalt-StB 07)
SMA 5 N(TL Asphalt-StB 07)
Baustoffe
Gesteinskörnungen (Lieferkörnungen)
Anteil gebrochener Kornoberflächen
C100/0; C95/1; C90/1
C100/0; C95/1; C90/1
C100/0; C95/1; C90/1
C90/1 C90/1
Widerstand gegen Zertrümmerung LA20 LA20 LA20 LA20 LA20
Widerstand gegen Polieren
PSVangegeben(51)
PSVangegeben(51)
PSVangegeben(48)
PSVangegeben(48)
PSVangegeben(48)
Mindestanteil feiner Gesteinskörnung mitECS 35 in %
100 100 100 50 50
Kornform von groben Gesteinskörnungen SI20 / FI20 SI20 / FI20 SI20 / FI20 SI20 / FI20 SI20 / FI20
SMA Anforderung gemäß TL Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09 (Gesteinskörnungen)
24Dr.-Ing. Viktor Root
SMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf
BezeichnungEinheit SMA 11 S
(TL Asphalt-StB 07)
SMA 8 S(TL Asphalt-StB 07)
SMA 5 S(ZTV BEA-StB 09)
SMA 8 N(TL Asphalt-StB 07)
SMA 5 N(TL Asphalt-StB 07)
Zusammensetzung Asphaltmischgut
Gesteinskörnungsgemisch
Siebdurchgang bei
16 mm M.-% 100
11,2 mm M.-% 90 - 100 100 100
8 mm M.-% 50 - 65 90 - 100 100 90 - 100 100
5,6 mm M.-% 35 - 45 35 - 55 90 - 100 35 - 60 90 - 100
2 mm M.-% 20 - 30 20 - 30 30 - 40 20 - 30 30 - 40
0,063 mm M.-% 8 - 12 8 - 12 7 - 12 7 - 12 7 - 12
Mindest-Bindemittelgehalt (Faktor α) Bmin 6,6 Bmin 7,2 Bmin 7,4 Bmin 7,2 Bmin 7,4
Stabilisierender Zusatz M.-% 0,3 - 1,5 0,3 - 1,5 0,3 - 1,5 0,3 - 1,5 0,3 - 1,5
SMA Anforderung gemäß TL Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09 (Zusammensetzng)
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„Eine Verbesserung der Lebensdauer kann durch eine Erhöhung des Bitumengehalts im
Asphaltmischgut erzielt werden. » Dickere Bindemittelfilme «
Je mehr Bitumen. . . . . . desto länger die Zeit für Alterung.“
Hirsch, Dr. V., Ripke, Dipl.-Ing. O. – Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), 2008
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Bezeichnung SMA 11 S(TL Asphalt-StB 07)
SMA 8 S(TL Asphalt-StB 07)
SMA 5 S(ZTV BEA-StB 09)
SMA 8 N(TL Asphalt-StB 07)
SMA 5 N(TL Asphalt-StB 07)
Asphaltmischgut
minimaler Hohlraumgehalt MPK Vmin 2,5 Vmin 2,5 Vmin 2,0 Vmin 1,5 Vmin 1,5
maximaler Hohlraumgehalt MPK Vmax 3,0 Vmax 3,0 Vmax 3,0 Vmax 3,0 Vmax 3,0
Hohlraumfüllungsgrad % ist anzugeben
ist anzugeben
ist anzugeben
ist anzugeben
ist anzugeben
proportionale Spurrinnentiefe % ist anzugeben
ist anzugeben – – –
SMA Anforderung gemäß TL Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09
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Schichteigenschaften SMA 11 S(ZTV Asphalt-StB 07)
SMA 8 S(ZTV Asphalt-StB 07)
SMA 5 S(ZTV BEA-StB 09)
SMA 8 N(ZTV Asphalt-StB 07)
SMA 5 N(ZTV Asphalt-StB 07)
Einbaudicke cm 3,5 - 4,0 3,5 - 4,0 2,0 – 3,0 2,0 - 3,5 2,0 - 3,0
Einbaumenge kg/m² 85 - 100 85 - 100 30 - 50 50 - 85 50 - 75
Verdichtungsgrad % ≥ 98 ≥ 98 ≥ 98 ≥ 98 ≥ 98
Hohlraumgehalt Vol.-% ≤ 5,0 ≤ 5,0 ≤ 5,0 ≤ 5,0 ≤ 5,0
SMA Anforderung gemäß ZTV Asphalt-StB 07 / ZTV BEA-StB 09
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Maßgebliche Einflüsse auf die Qualität und Nutzungsdauer einer Asphaltbefestigung
Dickendimensionierung der Konstruktion
Asphaltmischgutzusammensetzung / -herstellung
Einbau und Verdichtung der einzelnen Asphaltschichten
Temperatur der Unterlage
Tragfähigkeit der Unterlage
Maschineller Einbau – Handeinbauflächen minimieren (Zwickel)
Verbund zwischen den einzelnen Asphaltschichten
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AsphalttechnologieZusammenhang zwischen Schichtdicke und Größtkorn
Mindest-Einbaudicke für jede Schicht oder Lage einer Asphaltschicht (ZTV Asphalt-StB):2,5-fache der oberen Siebgröße
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Unterlage einer AsphaltschichtVorbereitung und Prüfung der un- / gebundenen UnterlageAbschnitt 3.2 der ZTV Asphalt-StB 07
Erforderliche Eigenschaften der Unterlage Profil- und höhengerechte Lage Tragfähig Verformungsbeständig Ebenheit Sauberkeit kein geschlossener Wasserfilm, trocken,
schnee- und eisfrei (gebundene Unterlage)
Prüfung, Abnahme und Übergabe der Unterlage rechtzeitig vor dem Asphalteinbau!
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Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und FugenVorbereitung und HerstellungAbschnitt 3.3 der ZTV Asphalt-StB 07
Bitumenemulsion gemäß TL BE-StB zum Ansprühen der Unterlage Polymermodifizierte Bitumenemulsion C60BP1-S
KationischBindemittelgehalt 58-62 %
StraßenbaubitumenZugabe von Polymeren
Brechklasse 1zur Herstellung von Schichtenverbund
Grundlagen für qualitativ guten Schichtenverbund Abdecken von Einbauten und Einfassungen Möglichst frühzeitig ansprühen Maschinelles ansprühen mit Rampenspritzgerät Gleichmäßig ansprühen und Dosierungsmenge
beachten Ansprühen mit Hand nur in Ausnahmefällen …jedoch nicht so!!!
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Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und FugenHerstellung von Nähten, Anschlüssen und FugenBegriffsbestimmung:
Nähte Kontaktflächen, die beim bahnenweisen Einbau von Asphaltmischgut mit
vergleichbaren Eigenschaften nebeneinander sowie bei Arbeitsunterbrechungen hintereinander entstehen
Anschlüsse Kontaktflächen zwischen Asphaltschichten /-lagen
aus Asphaltmischgut mit unterschiedlichen Eigenschaften (z.B. Walzasphalt / Gussasphalt), zwischen Asphaltschichten und Einbauten
Anschlüsse werden in Asphaltdeckschichten als Fuge ausgebildet
Fugen Vorgesehene Zwischenräume in den Anschlüssen
zwischen zwei Asphaltschichten oder Asphaltschichten und Einfassungen / Einbauten
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Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und FugenAufgabe von Nähten, Anschlüssen und Fugen
Nähte und als Fuge ausgebildete Anschlüsse Verhindern das Eindringen von
Oberflächenwasser, Tausalz, Schmutz etc. in die Asphaltbefestigung
Dauerhafte Verklebung von zwei Kontaktflächen
Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und Randausbildung beeinflussen sich gegenseitig und müssen daher
immer im Zusammenhang zum Gesamtaufbau betrachtet werden
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Schichtenverbund, Nähte, Anschlüsse und FugenHerstellung von Nähten, Anschlüssen und FugenZTV Asphalt-StB 07, Abschnitte 3.3.2-3.3.4
Nähte Längsnähte als Verbund von Asphaltschichten bei 2 Einbaubahnen Quernähte als Verbund von Asphaltschichten bei Arbeitsunterbrechungen
Quelle: DAV-Leitfaden
Nähte Querschnittsschwächung im Asphaltoberbau 15 bis 30 cm gegeneinander versetzen!!!
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Qualität der Bauausführung Herstellung von Nähten, Anschlüssen und FugenZTV Asphalt-StB 07, Abschnitte 3.3.2-3.3.4
Quelle: Dipl.-Ing. A. Otto
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Qualität der Bauausführung Temperaturverteilung im Einbaustreifen des StraßenfertigersMessungen mit Wärmebildkamera
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Aktuelle Entwicklungen basierend auf dem SMA-Prinzip
Lärmmindernder Splittmastixasphalt SMA LA Asphaltdeckschicht für gute Lärmminderung auch
bei geringen Fahrgeschwindigkeiten
Asphaltbinder nach dem Splittmastixprinzip SMA B S Dichter, dauerhafter und prozesssicher Asphaltbinder
für Verkehrsflächen besonderen Anforderungen
Asphaltdecktragschicht ADTS Dichter, dauerhafter und prozesssicher Asphaltbinder
für Verkehrsflächen besonderen Anforderungen
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Lärmverursacher in kommunalen Straßen
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Lärmmindernder Splittmastixasphalt – SMA LA Erfahrungen mit dieser Bauweise seit 2005
SMS 5 LA und SMA 8 LA
Signifikante Lärmminderung ab ca. 50 km/h(insbesondere PKW-Reifen)
Hoher Verformungswiderstand
Prozesssicheres Asphaltmischgut
Keine besondere Anforderungen an Einbautechnologie und Baustoffe
Keine zusätzlichen Entwässerungseinrichtungen erforderlich
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Bisheriger Kenntnisstand zur Zusammensetzung
Kennwert SMA 8 LA SMA 8 S
Hohlraumgehalt MPK [Vol.-%] 9 – 11 2,5 – 3,0
Bindemittelgehalt [M.-%] ≥ 6,6 ≥ 7,2
Bindemittelart 40/100-65 A 25/55-55 A
Anteil > 2mm 80 – 85 70 – 80
Abstumpfung nein ja
Hohlraum BK [Vol.-%] 9 – 14 ≤ 5
Walzverdichtung statisch statisch /dynamisch
Quelle: Dipl.-Ing. M. Schellenberger
Lärmmindernder Splittmastixasphalt – SMA LA„Sonderbelag“ – nicht in der TL / ZTV Asphalt-StB 07 enthalten…demnächst E LAD
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Asphaltbinder nach dem Splittmastixprinzip –SMA 16 B S (…demnächst E AlABi)
Dichter Asphaltbinder mit hoher Prozesssicherheit
keine Entmischungsneigung
hoher Verformungswiderstand
gute Ermüdungsbeständigkeit
temporäre (zwischenzeitliche) Nutzung durch den Verkehr
geeignet als Unterlage für alle Deckschichten
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Asphaltbinder nach dem Splittmastixprinzip –SMA 16 B S (…demnächst E AlABi)
Bisheriger Kenntnisstand zur Zusammensetzung
Kennwert SMA 16 B S AC 16 B S
Hohlraumgehalt MPK [Vol.-%] 3,0 – 4,0 5,5 – 6,5
Bindemittelgehalt [M.-%] ≥ 5,2 ≥ 4,4
Bindemittelart 10/40-65 A 25/55-55 A
Grobkornanteil [M.-%] 27 – 37 20 – 30
Schichtdicke [cm] 6,0 – 10,0 5,0 – 9,0
Hohlraum BK [Vol.-%] 1,5 – 5,5 ---
Zusatz (Bindemittelträger) [M.-%] ≥ 0,2 ---
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Asphaltdecktragschicht ADT S
Erfahrungen mit dieser Bauweise seit 2008
Bk1,8 / Bk1,0 / Bk0,3
einschichtige Bauweise
guter Verformungswiderstand
dichte Asphaltschicht
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Asphaltdecktragschicht ADTS
Bisheriger Kenntnisstand zur Zusammensetzung
Kennwert ADTS 16 AC 16 TD
Hohlraumgehalt MPK [Vol.-%] 3,0 – 3,5 1,0 – 3,0
Bindemittelgehalt [M.-%] ≥ 5,2 ≥ 5,4
Bindemittelart 50/70 50/70; 70/100
Grobkornanteil [M.-%] 32 – 34 10 – 20
Kornanteil > 2 mm [M.-%] 71 – 73 50 - 70
Schichtdicke [cm] 4,0 – 8,0 5,0 – 10,0
Hohlraum BK [Vol.-%] 2,0 – 6,0 ≤ 6,5
Zusatz (Bindemittelträger) [M.-%] ≥ 0,2 ---
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Neuer Leitfaden
„Asphalt im kommunalen Straßenbau“
ist in Bearbeitung!
Download auf www.asphalt.de
DAV – Leitfaden
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Stadt: Giengen
Bauweise: SMA 5 S
Einbaujahr: 2006
Praxisbeispiel
Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 47
Stadt: Berlin
Bauweise: SMA 8 S
Einbaujahr: 2012
Belastungsklasse:
Bk3,2 (III)
Praxisbeispiel
Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 48
Stadt: Berlin
Bauweise:
SMA 8 S mit SMA Binder
Einbaujahr: 2008
Belastungsklasse:
Bk10 (II)
Praxisbeispiel
Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 49
Stadt: Frankfurt/M
Bauweise:
SMA 11 S
Einbaujahr: 2011
Belastungsklasse:
Bk3,2 (III)
Praxisbeispiel
Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 50
Stadt: Frankfurt/M
Bauweise:
SMA 11 S
Einbaujahr: 2009
Belastungsklasse:
Bk10 (II)
Praxisbeispiel
Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 51
Stadt: Ingolstadt
Bauweise: SMA 8 LA
Einbaujahr: 2008
Belastungsklasse:
Bk3,2 (III)
Praxisbeispiel
Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 52
Stadt: Chemnitz
Bauweise: SMA 8 LA
Einbaujahr: 2009
Belastungsklasse:
Bk32 (I)
Praxisbeispiel
Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 53
Stadt: Baden-Baden
Bauweise: SMA 5 LA
Einbaujahr: 2012
Belastungsklasse:
Bk10 (II)
Praxisbeispiel
Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 54
Stadt: Freudenthal
Bauweise: Decktragschicht
Einbaujahr: 2010
Belastungsklasse:
Bk1,0 (IV)
Praxisbeispiel
Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 55
Stadt: SchwetzingenBauweise: SMA 8 S farbig mit Gk aus 100 % QuarzitEinbaujahr: 2010Belastungsklasse: Bk3,2 (III)
Praxisbeispiel
Dr.-Ing. Viktor RootSMA im kommunalen Bereich ZuB GmbH, Mörfelden-Walldorf 56
Vielen Dankfür Ihre
Aufmerksamkeit und Geduld!
Technisches Regelwerk -bildet den vertraglichen und technischen Rahmen für die Planung und Ausführung von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise.
Hinzukommen müssen: Fachwissen Sachverstand Erfahrung und Sorgfalt
…erst dann führen die Baumaßnahmen zum gewünschten Erfolg!!!