Egal ob wir radeln oder skaten, mit dem Auto oder per pedes unterwegs sind – meist bewegen wir uns auf asphaltierten Wegen. Ihr Aufbau ist durch technische Regelwerke vorgegeben. Auf dem eingeebneten und maschinell verfestigten Erdboden werden zunächst Kies oder Schotter als Frostschutz- und Drainageschicht aufgebracht und auf zwanzig bis sechzig Zentimeter Dicke komprimiert. Auf diesen Untergrund kommt anschließend die Asphaltbefestigung. Auf Radwegen und sehr wenig befahrenen Strecken reicht eine einzige, etwa zehn Zentimeter starke Lage aus. Muss die Fahrbahn jedoch mehr aushalten, ist ein Sandwich aus Asphalttrag-, -binder- und -deckschicht stabiler.

Asphalt ist ein Verbundmaterial, bestehend aus dem Bindemittel Bitumen und Mineralstoffen wie Splitt, Kies und Sand, aber auch aus Schlacken aus der Metallverhüttung. Die drei Schichten unterscheiden sich nicht zuletzt in der Korngröße dieser Zuschlagstoffe.

Auf der Deckschicht rollen die Reifen ab, deshalb muss ihre Oberfläche eben und griffig sein. Aus diesem Grund haben die Mineralstoffe in dieser wenige Zentimeter dicken Lage maximal acht bis elf Millimeter Durchmesser. Eine Ausnahme bilden so genannte offenporige Asphalte, auch unter dem Markennamen Flüsterasphalt bekannt. Deutlich mehr grobe als feine Gesteinskörnungen sorgen hier für ein Netz von Hohlräumen, die das Abrollgeräusch eines Fahrzeugs verringern. Gleichzeitig nimmt dieser Belag auch Regenwasser auf und reduziert so Aquaplaning und Sprühfahnen. Auf einer darunterliegenden Versiegelung fließt das Wasser ab.

Die so genannte Tragschicht nimmt die Belastungen durch den Verkehr auf und verteilt sie auf die Unterlage aus Kies und Schotter. Sie ist mindestens acht Zentimeter dick, bei viel befahrenen Strecken für den Schwerverkehr erreicht sie bis zu 22 Zentimeter Stärke. Um ihr die notwendige Festigkeit zu verleihen, kommen gröbere Mineralstoffe mit 16 bis 32 Millimeter Durchmesser zum Einsatz.

Zwischen Trag- und Deckschicht vermittelt die Asphaltbinderschicht, die zudem Unebenheiten der Tragschicht ausgleicht. Messungen der in Fahrtrichtung auftretenden Schubkräfte zeigen, dass hier in der Binderschicht die größten Schubspannungen auftreten. Je nach zu erwartendem Verkehrsaufkommen wird diese Lage mit vier bis zehn Zentimetern Stärke ausgelegt.

Asphalt kommt vorgefertigt auf die Baustelle. Der Hersteller mischt die Mineralstoffe dem Bindemittel Bitumen bei, das bei 160 bis 250 Grad Celsius flüssig wird. Heiß wird das Material mit einem so genannten Fertiger ausgebracht. Eine stählerne Bohle sorgt dafür, dass die Oberfläche eben ist, unter Umständen verdichtet sie den frisch aufgetragenen Asphalt durch Vibrationen. Das Repertoire der Baumaschinen umfasst außerdem: verschiedene Walzen, die einzelne Schichten gegebenenfalls weiter komprimieren; Spritzrampen, die ein Mittel ausbringen, das die Haftung zwischen den Schichten verbessert; und Kerbmaschinen, mit denen die Unterlage vorab gereinigt wird.

Um die Stabilität und Beständigkeit bei Temperatur- schwankungen zu verbessern, mischt man das Bitumen des Deckschichtasphalts mit Polymeren: Indem diese miteinander vernetzen, fördern sie die Elastizität – immerhin soll eine Straße Jahrzehnte halten. Für die Tragschicht streben Planer sechzig Jahre, für die Bindeschicht dreißig und für die Fahrbahndecke immerhin 15 Jahre an. Um die Arbeitsbedingungen im Straßenbau zu verbessern, erproben Ingenieure so genannte Niedrigtemperaturasphalte. Wachszusätze im Bitumen sollen eine Verarbeitung bei niedrigeren Temperaturen ermöglichen. Das würde Energie sparen und gesundheitsschädliche Ausgasungen reduzieren.

Was von solchen neuen Asphaltmischungen zu erwarten ist, testen Ingenieure etwa beim Bundesamt für Straßenbau (BASt) in Bergisch Gladbach. Dazu dienen ihnen auch Modellstraßen in Versuchshallen. Zwischen den einzelnen Schichten platzieren sie Sensoren, um Druck, Dehnung und Temperatur etwa bei der Überfahrt schwerer Lkws zu messen. Außerdem lässt sich ein solcher Aufbau fluten oder auf Frosttemperaturen abkühlen. Um die Belastbarkeit über viele Jahre hinweg im Zeitraffer zu untersuchen, hämmern hydraulische Impulsgeber darauf ein. Doch erst der Einsatz in der Praxis zeigt, ob die Mischungen halten, was sie im Test versprochen haben.

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Wussten Sie schon?

Natürliches Bitumen entsteht in erdöldurchsetzten Gesteinsschichten. Es wurde in Mesopotamien bereits 3000 v. Chr. eingesetzt, etwa um Wasserspeicher undurchlässig zu machen und Ziegel oder Mosaikkacheln zu kleben. Davon zeugt auch die Bibel, die den Baustoff im Zusammenhang mit der Arche Noah, dem Turmbau zu Babel und dem Körbchen des kleinen Moses erwähnt. Als Straßenbelag kamen bitumenhaltige Gemische erstmals im 18. Jahrhundert in Europa zum Einsatz. Das Asphaltbindemittel fällt heute bei der Erdölverarbeitung als Nebenprodukt an.

Dringt Wasser in Hohlräume des Asphalts ein, kann Frost dann feine Risse bilden. Eine solche Wirkung hat auch der Sauerstoff aus der Luft, der das Bitumen oxidiert und dadurch spröde macht. Mechanische Beanspruchung vergrößert die Schäden, bis Teile einer Straßendecke ausbrechen. Ist deren Funktionalität nicht mehr gewährleistet, wird eine Reparatur erforderlich. Dazu muss die Decke teilweise abgetragen werden, zum Beispiel durch Fräsen. Fugenkonstruktionen verbinden die neue Asphaltdecke elastisch mit der noch vorhandenen.

Teer und Teerpeche ähneln zwar in ihrem Aussehen dem Bitumen, werden aber aus Stein- und Braunkohle, seltener auch aus Holz oder Torf gewonnen. Im Straßenbau kommen sie auf Grund ihrer gesundheitsschädigenden Dämpfe bei der Verarbeitung und ihrer umweltschädigenden Bestandteile nicht mehr zum Einsatz.