Potenziale von 100 % Recyclingasphalt

Ressourcenschonung im Straßenbau: Potenziale von 100 % Recyclingasphalt

Vor dem Hintergrund von Dekarbonisierung und Ressourcenknappheit ist das 100 %ige Wiederverwenden von Ausbauasphalt (RAP) als wichtiger Bestandteil der Kreislaufwirtschaft zu betrachten. Die Potenziale von 100 % RAP für gering belastete Straßen bei reduzierten Einbautemperaturen wurden im Rahmen verschiedener Forschungsarbeiten untersucht. Dabei wurde eine ORRAP-Bauweise aus 100 % RAP ohne zusätzliche Energiezufuhr entwickelt und auf Teststrecken sowie im Labor untersucht. Zudem wurden Tragfähigkeit und Ermüdungsverhalten von 100 % RAP-Probekörpern bei Temperaturen von 80 °C bis 140 °C analysiert. Die Ergebnisse belegen die technische Machbarkeit sowie ein hohes Potenzial für eine ressourcenschonende, klimafreundliche kommunale Verkehrsinfrastruktur.

„Bitumen-Preis verdoppelt: Iran-Krieg verteuert Straßenbau“. Dieser Titel ist am 16. Mai bei Deutschlandfunk zu finden und in ähnlicher Form auch auf anderen Nachrichtenkanälen.¹

Damit spitzt sich eine Situation zu, die durchaus schon abzusehen war. Denn die wirtschaftliche Sinnhaftigkeit von Bitumen, das neben Gesteinskörnung einen der beiden Hauptbestandteile von Asphalt ausmacht, beruht hauptsächlich darauf, dass es als Abfallprodukt der Erdölraffination anfällt.

Dabei ist eine unmittelbare Erschöpfung der globalen Erdölreserven derzeit nicht abzusehen.² Der Ausbau der Elektromobilität, synthetische Kraftstoffe sowie der Rückgang ölbasierter Heizsysteme führen jedoch dazu, dass in Zukunft weniger Erdöl verarbeitet wird. Infolgedessen sinkt auch die Verfügbarkeit des kostengünstigen Abfallprodukts Bitumen.

Steigende Bitumenpreise wirken sich jedoch unmittelbar auf die Kosten des Straßenbaus und damit auch auf die langfristige Finanzierbarkeit unserer Verkehrsinfrastruktur aus, da 95 % des Straßennetzes in Asphaltbauweise ausgeführt sind.

Die Suche nach Alternativen zu Bitumen beschäftigt Forschung und Industrie bereits seit Jahren. Die Ideen sind vielfältig und reichen von Epoxidharzen bis hin zu Cashewkernschalen. Möglichkeiten gibt es, kostenintensiver sind sie bisher alle.

Vor diesem Hintergrund gewinnt ein Ansatz zunehmend an Bedeutung, der im Sinne der Kreislaufwirtschaft ohnehin gefordert wird: die Wiederverwendung von Asphalt. In der praktischen Umsetzung zeigt sich jedoch eine zentrale materialtechnische Herausforderung: Bitumen altert.

Verantwortlich dafür sind vor allem oxidative Prozesse durch Luftsauerstoff und Sonnenlicht, wobei ein erheblicher Teil der Alterung bereits während der Asphaltproduktion (insbesondere beim Mischvorgang im Asphaltwerk) eintritt.

Die Alterung von Bitumen äußert sich in einer Veränderung seiner chemischen und rheologischen Eigenschaften. Bitumen im frischen Zustand ist ein schwerflüchtiges Kohlenwasserstoffgemisch mit thermoplastischem Verhalten. Es liegt als kolloidale Struktur vor, bei der hochmolekulare Asphaltene in niedermolekularen Maltenen dispergiert sind.

Dabei sind – grob gesagt – die Asphaltene für die Tragfähigkeit und Formstabilität verantwortlich, während Maltene Geschmeidigkeit und eine gewisse Selbstheilungskraft ermöglichen. Durch seine kolloidale Struktur kann sich Bi- tumen unter Belastung langsam verformen, ohne sofort zu brechen. Bei der oxidativen Alterung reagieren die Kohlen- wasserstoffverbindungen: Teile der Maltene vernetzen sich zu größeren Molekülen, was zu einer Zunahme der Asphal- tene führt. Kurzgefasst: Das Bitumen – und damit der Asphalt – wird steifer und spröder. Um eine Wiederverwendung zu ermöglichen, kommt es zum Einsatz von Rejuvenatoren, auch Verjüngungsmittel genannt, die den Alterungsprozess des Bitumens aufhalten bzw. umkehren sollen^.3

Trotz der Möglichkeiten zur Zugabe von Rejuvenatoren ist ein Einsatz von 100 % Recycling beim Neubau von Asphaltschichten bisher eine absolute Rarität und nach heutigem Stand auch nicht in den Richtlinien und Regelwerken in Deutschland vorgesehen. 

In Deutschland werden jährlich ca. 14 Millionen Tonnen anfallenden Ausbauasphalts immerhin zu 80 % zur Produktion von neuem Asphaltmischgut wiederverwendet. Die restlichen 20 % müssen jedoch für minderwertige Anwendungen wie Lärmschutzwälle verwendet werden.

Forschung an der HKA: Der Weg zu 100 % Recycling

Vor dem Hintergrund der Dekarbonisierung der Verkehrs infrastruktur arbeiten das BWIM sowie das Institut für Verkehr und Infrastruktur der Hochschule Karlsruhe mit verschiedenen regionalen wie internationalen Partnern an Projekten zur Entwicklung von Verfahren zur vollständigen Wiederverwendung von Ausbau asphalt im Sinne eines 100 %igen Recyclings.

Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten stehen dabei insbesondere folgende Fragestellungen:

• Welche Einschränkungen und Herausforderungen ergeben sich beim Einsatz von Asphaltmischgut mit einem Recyclinganteil von 100 %?
• In welchem Umfang lassen sich beim Einsatz von 100 %-Recycling die Einbautemperaturen gleichzeitig reduzieren?

Teststrecken und Labortests

Im Rahmen des Forschungsverbundprojektes ORRAP (Optimal Recycling of Reclaimed Asphalt Pavement) wurden 2019 zwei Teststrecken aus 100 % Ausbauasphalt in der Schweiz und in Frankreich realisiert (siehe Abb. 2). Der Einbau des sogenannten ORRAP-Materials erfolgte dabei bei Umgebungstemperatur, also ohne zusätzliche Erhitzung. Diese ORRAP-Schichten wurden zusätzlich entweder mit einer Oberflächenbehandlung inkl. Abstreuung (Frankreich) oder einer 4 cm Asphaltdeckschicht (Schweiz) überbaut (siehe auch Abb. 2).

Die Einbauerfahrungen nach Raab et al.⁴ zeigten die grundsätzliche Machbarkeit der Methode und benannten Aspekte, die beim Einbau besondere Beachtung erfordern. Während des Einbaus wurden Verdichtungsprüfungen und Dickenmessungen durchgeführt. Am Folgetag erfolgten Plattendruck- und Deflektionstests. Die Streckenabschnitte wurden zudem nach 3 Monaten und nach einem Jahr hinsichtlich möglicher Nachverdichtung und Spurrinnenbildung überwacht. Nach 3 Monaten zeigte sich eine erhöhte Tragfähigkeit (Verformungsmodul Ev2) sowie ausreichende, mit dem Benkelman-Balken gemessene Deflektionen von unter 100 µm.

Auf Basis dieser Untersuchungen wurde ein technischer Leitfaden zur ORRAP-Methode erstellt, der Herstellung, Entwicklung, Anwendung, Qualitätskontrolle sowie Nachhaltigkeits- und Gesundheitsaspekte beschreibt.⁵

Die ORRAP-Methode ist als 100 %iges Asphaltrecyclingverfahren für Straßen mit geringer Verkehrsbelastung (Frankreich: T3–T5, Schweiz: T1–T3, Deutschland: BK 0,3 und 1,0) konzipiert und eignet sich insbesondere für regionale und kommunale Straßen.

Aufbauend auf den Ergebnissen dieses Forschungsverbundprojekts wurden im Rahmen weiterer Abschlussarbeiten an der HKA zusätzliche Untersuchungen zu Asphaltschichten aus 100 % Ausbauasphalt bei unterschiedlichen Einbautemperaturen (80 °C, 100 °C und 140 °C) durchgeführt.⁶  Im Fokus standen dabei insbesondere Laboruntersuchungen zur Tragfähigkeit und zum Ermüdungsverhalten des Materials (siehe exemplarisch Abb. 3) sowie darauf aufbauende Dimensionierungsmodellierungen.

Ziel der Untersuchungen war es, zu bewerten, ob das 100 %-Recyclingmaterial für den regelwerkskonformen Aufbau von Tragdeckschichten auf schwach belasteten Straßen geeignet ist und in welchem Umfang sich die Einbautemperatur dabei reduzieren lässt.

Die rechnerische Dimensionierung zeigte, dass das untersuchte Mischgut bei allen betrachteten Temperaturen einen dauerhaften Asphaltoberbau ermöglichte. Auch bei 80 °C hergestelltes Mischgut erreichte für sehr niedrige Belastungen ausreichende Steifigkeits- und Ermüdungswerte. Das 100 °C-Mischgut überschritt zwar die zulässige Einbaudicke, war aber für BK 0,3 und BK 1,0 dennoch wirtschaftlich einsetzbar.

Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass Asphalt mit einem Recyclinganteil von 100 % nicht nur aus Sicht der Ressourcenschonung sinnvoll, sondern auch technisch umsetzbar ist. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass sich die Einbautemperaturen durchaus auch bei 100 % Recycling reduzieren lassen. Bei 140 °C konnten bereits regelwerkskonforme Tragdeckschichten mit Schichtdicken von bis zu 10 cm modelliert werden. Noch niedrigere Temperaturen sind grundsätzlich ebenfalls möglich, gehen jedoch mit potenziell kürzeren Nutzungsdauern einher.

Gerade für schwach belastete Straßen, wie Gemeinde- und Kreisstraßen, ergibt sich ein großes Potenzial. 100 %-Recyclingasphalt könnte hier künftig einen wichtigen Beitrag zu einer ressourcenschonenden, wirtschaftlichen und zugleich klimafreundlicheren Verkehrsinfrastruktur leisten.

Quellen

¹ Deutschlandfunk, https://www.deutschlandfunk.de/bitumen-preis-verdoppelt-iran-krieg-verteuert-strassenbau-102.html, letzter Zugriff: 19.05.2026

² Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Rohstoffe/Energierohstoffe/Erdoel/erdoel_node.html, letzter Zugriff: 02.06.2026

³ Bundesanstalt für Straßenwesen: „Einsatz von Rejuvenatoren bei der Wiederverwendung von Asphalt“, Fachveröffentlichung der Bundesanstalt für Straßenwesen, 2016

⁴  Raab, Christiane; Partl, Manfred. (2020): Laboratory Evaluation and Construction of Fully Recycled Low-Temperature Asphalt for Low-Volume Roads, Advances in Materials Science and Engineering, 2020, 1–12.

⁵ Chazallon, Cyrille et al. (2020): ORRAP – Optimal recycling of reclaimed asphalt pavement – Technischer Leitfaden für die Verwendung von optimalem Recycling-Asphaltbelag (ORRAP) in der Oberrheinregion. https://www.cerema.fr/system/files/documents/2021/01/de.pdf. Zuletzt geprüft am 20.05.2026.

⁶ Storz, Eric: „Experimentelle Untersuchungen und Lebensdauermodellierung von Asphaltschichten aus 100 % Asphaltgranulat bei niedrigen Herstellungstemperaturen“, Masterthesis, 2026, BWIM und Hochschule Karlsruhe

Autor*innen

Dr. Loba Sagnol 
Akademische Mitarbeiterin am Baden-Württemberg Institut für Nachhaltige Mobilität (BWIM) an der HKA

Dr.-Ing. Hartmut Herb 
Akademischer Mitarbeiter am Baden-Württemberg Institut für Nachhaltige Mobilität (BWIM) an der HKA

Prof. Dr.-Ing. Markus Stöckner 
Projektleiter BWIM, Professor für Verkehrswegebau an der Fakultät für Architektur und Bauwesen der HKA