Organische Materialien werden mit den Jahren nicht unbedingt besser. Dass das auf uns selbst zutrifft haben wir irgendwann einfach mal hingenommen. Überraschender erscheint uns, dass diese Feststellung auch auf Bitumen zutrifft – das „Erdpech“, das als klebriges Bindemittel eine wichtige Komponente von Straßenasphalt bildet. Ein interdisziplinäres Forschungsprojekt dazu wird nun an der TU Wien gestartet. Gemeinsam mit Partnern aus der Bauindustrie will man dem komplexen Alterungsprozess von Bitumen auf die Spur kommen.

… um zu erkennen was Asphalt im Innersten zusammenhält
Bitumen wird aus Erdöl gewonnen und ist ein Gemisch aus vielen verschiedenen organischen Stoffen – hauptsächlich aus langkettigen Kohlenwasserstoffen, aber auch aus Schwefel- Sauerstoff- und Stickstoffverbindungen. Die Rolle von Bitumen im Asphalt genau zu verstehen ist nicht einfach: Asphalt sieht auf unterschiedlichen Größenskalen ganz unterschiedlich aus. Aus einigen Metern Distanz betrachtet erscheint er als einheitliche, homogene Masse. Bei näherer Betrachtung erkennt man, dass er aus kleinen Partikeln und Lufteinschlüssen zusammengesetzt ist. Die Partikel bestehen wieder aus feineren Strukturen – auf mehreren, immer kleiner werdenden Skalen muss man Asphalt untersuchen, bis man auf Ebene der Moleküle angelangt ist. All diese Ebenen muss man gemeinsam verstehen und berechnen, um das Material vollständig beschreiben zu können. Für die Bauindustrie ist das wichtig: Die Alterung von Bitumen ist neben der Belastung durch den Verkehr der entscheidende Grund für Straßenschäden.

Viele Disziplinen, ein gemeinsames Ziel
Ein Team  von Materialwissenschaftlern (Institut für Verkehrswissenschaften - IVW, Prof. Blab und Dr. Hofko), Chemikern (Institut für Materialchemie - IMC, Prof. Grothe) und Mechanikern (Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen - IMWS, Dr. Füssl) wird sich in den nächsten zweieinhalb Jahren intensiv mit den Gründen für die Bitumenalterung beschäftigen. „OEKOPHALT“ heißt das Projekt, das von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG-Bridge) und drei Partnern aus der Bauindustrie (Swietelsky, Pittel+Brausewetter, Nievelt Labor) finanziert wird. Es soll den weiten Bogen von chemisch-physikalischen Grundlagen über angewandte Materialprüfung bis hin zu computerunterstützter Modellierung des Materialverhaltens überspannen.

Umweltschonend und ressourcensparend
Das Projekt soll nicht nur dazu dienen, das Alterungsverhalten von Bitumen besser zu verstehen, die Ergebnisse sollen in der Praxis auch eine zuverlässige Diagnose über den Zustand von Bitumen in Altasphalt ermöglichen. Das ist besonders für moderne, ressourcenschonende Recycling-Bauweisen wichtig, bei denen dem neuen Asphalt bis zu 30% Altasphalt beigemengt werden.

Der Stein der Weisen?
Der Traum des Forschungsteam ist es letztlich, ein Verjüngungsmittel für Bitumen zu finden. Gelänge es, gealtertes Bitumen wieder in den Ausgangszustand zurückzuversetzen, könnte man den Altasphalt-Anteil im recyclierten Asphalt deutlich steigern – und damit eine knappe natürliche Ressource einsparen. Auch wenn es mit dem Stein der Weisen, der auf Menschen heilend und verjüngend wirken soll, bisher nicht so recht geklappt hat – vielleicht findet man also zumindest den Asphalt der Weisen, mit ewig jugendlich frischem Bitumen.