Offenporiger Asphalt (ZOAB): Aufbau, Wirkung und Nachteile

Offenporiger Asphalt (OPA, Kurzzeichen PA) ist eine Asphaltdeckschicht mit einem sehr hohen Anteil zusammenhängender Hohlräume, in Deutschland nach TL Asphalt-StB 22 bis 28 Vol.-%. Regenwasser versickert in der Schicht und läuft seitlich ab, die Poren dämpfen das Reifengeräusch. Umgangssprachlich heißt der Belag Flüsterasphalt, in den Niederlanden ZOAB (zeer open asfaltbeton, sehr offener Asphaltbeton). Dort ist ZOAB seit Ende der Achtzigerjahre Standard: Rund 90% des Hauptstraßennetzes sind damit ausgeführt. Die Kehrseite sind die Anfälligkeit für Kornausbruch und eine kürzere Lebensdauer der Deckschicht.

Was bedeutet die Abkürzung ZOAB?

Die Abkürzung ZOAB bedeutet wörtlich zeer open asfaltbeton (sehr offener Asphaltbeton) — gesprochen als ein Wort. "Sehr offen" bezieht sich auf den Hohlraumgehalt des Mischguts: Wo dichter Asphaltbeton höchstens wenige Prozent Poren enthält, sind es bei ZOAB mindestens 20% des Volumens. International heißt dieser Mischguttyp porous asphalt (PA), im deutschsprachigen Raum offenporiger Asphalt (OPA) oder umgangssprachlich Flüsterasphalt; in den FIBRA-Forschungsdokumenten zur A73 begegnet Ihnen daher die Bezeichnung 2L-PA für zweilagigen offenporigen Asphalt.

Der oft gelesene Begriff "ZOAB-Asphalt" ist streng genommen doppelt gemoppelt — der Asphalt steckt bereits in der Abkürzung —, hat sich in der Alltagssprache aber vollständig eingebürgert. ZOAB ist ein Deckschichtmischgut: Es bildet die oberste Lage des Oberbaus, auf einer dichten Asphaltunterschicht, die die konstruktive Tragfähigkeit liefert.

Wer hat ZOAB erfunden?

Einen Erfinder mit Namen gibt es nicht: ZOAB wurde in den Siebzigerjahren in den Niederlanden von Rijkswaterstaat gemeinsam mit dem Straßenbausektor entwickelt — aufbauend auf Erfahrungen mit porösen Deckschichten, die zuvor auf Flughäfen eingesetzt wurden, um Wasserfilme auf Start- und Landebahnen zu verhindern. Anfang der Siebzigerjahre entstanden die ersten niederländischen Versuchsstrecken im Fernstraßennetz.

Die Ergebnisse — weniger Sprühfahnen, weniger Aquaplaning und eine spürbar leisere Fahrbahn — waren so überzeugend, dass Rijkswaterstaat ZOAB ab 1987 als Standarddeckschicht für Fernstraßen vorschrieb. Inzwischen liegt auf rund 90% der niederländischen Fernstraßen eine ZOAB-Deckschicht, und das Mischgut gilt international als niederländisches Exportprodukt im Straßenbau.

Wie funktioniert offenporiger Asphalt?

Das Geheimnis von ZOAB liegt im Mischgutaufbau. Ein dichtes Asphaltmischgut enthält neben Splitt viel Sand und Füller, sodass nahezu der gesamte Raum zwischen den Gesteinskörnern gefüllt wird. ZOAB enthält dagegen sehr wenig Sand und Füller: Das Mischgut besteht fast vollständig aus grobem Splitt einer Korngröße, umhüllt von einer dünnen Schicht Bitumenmörtel. Die Körner stützen sich wie ein Skelett aufeinander und lassen untereinander Poren offen — den Hohlraumgehalt von mindestens 20%, dem das Mischgut seinen Namen verdankt.

Diese offene Struktur liefert die zwei Eigenschaften, für die ZOAB eingesetzt wird: Wasserableitung und Lärmminderung.

Wasserableitung: kein Spritzwasser, weniger Aquaplaning

Bei Regen versickert das Wasser durch die Poren in die Deckschicht und fließt über die dichte Unterschicht seitlich zum Bankett oder zur Entwässerung ab. Die Fahrbahnoberfläche selbst bleibt dadurch nahezu frei von Wasserfilmen. Für den Verkehrsteilnehmer bedeutet das: kaum aufspritzendes Wasser hinter Lkw, bessere Sicht auf die Markierung und ein stark verringertes Aquaplaning-Risiko. Dieser Verkehrssicherheitseffekt war seinerzeit der wichtigste Grund, ZOAB großflächig einzuführen.

Lärmminderung: Poren dämpfen Reifengeräusche

Dieselben Poren absorbieren einen Teil des Reifengeräuschs und verhindern den "Luftpumpeffekt" zwischen Reifen und Fahrbahn. Einlagiger ZOAB ist dadurch indikativ etwa 2 bis 3 dB leiser als dichter Asphaltbeton; zweilagiger ZOAB legt noch einmal rund 2 dB drauf. Zur Einordnung: Auf der A73-Versuchsstrecke wurden zwölf Wochen nach dem Einbau CPX-Geräuschpegel von 91 bis 93 dB(A) gemessen — und diese Werte erwiesen sich als unabhängig vom eingesetzten Bewehrungstyp, wie wir in unserem Artikel über faserverstärkten Asphalt und Lärmminderung ausführen.

Für Straßenbaulastträger, die gesetzliche Lärmobergrenzen einhalten müssen, ist diese Dämpfung oft der ausschlaggebende Grund, sich für (zweilagigen) ZOAB zu entscheiden.

Einlagiger versus zweilagiger ZOAB

ZOAB gibt es in zwei Hauptvarianten:

• Einlagiger ZOAB — eine offene Deckschicht von circa 50 mm mit relativ grobem Splitt (beispielsweise 11/16 mm). Die Standardlösung auf dem größten Teil des Fernstraßennetzes.

• Zweilagiger ZOAB (auch Doppelschicht-ZOAB genannt) — eine grobe, sehr offene Unterlage mit einer dünnen Decklage aus feinem Splitt darauf ("zweilagiger ZOAB fein", beispielsweise 4/8 mm). Die feine Decklage wirkt als Filter: Schmutz bleibt oben hängen und wird durch Regen und Verkehr wieder ausgespült, sodass die grobe Unterlage offen bleibt.

Zweilagiger ZOAB ist die leiseste Variante und wird vor allem dort eingesetzt, wo die Lärmanforderungen streng sind, etwa entlang von Wohnbebauung. Dem steht gegenüber, dass die feine Decklage am anfälligsten für Kornausbruch ist und daher am schnellsten Instandhaltung verlangt. Genau dieser Mischguttyp (2L-PA 8) wurde in der FIBRA-Praxisstudie auf der A73 auf Faserverstärkung getestet.

In Deutschland heißt die zweilagige Bauweise zweischichtiger offenporiger Asphalt (2OPA). Sie wurde unter anderem auf der A 9 bei Garching und der A 30 bei Osnabrück erprobt; auf der A 9 musste sie wegen zu kurzer Nutzungsdauer vorzeitig durch einschichtigen OPA ersetzt werden. Das zeigt, wie sehr die Dauerhaftigkeit der feinen Decklage über den Erfolg entscheidet.

Offenporiger Asphalt in Deutschland: PA 8 und PA 11

In Deutschland ist offenporiger Asphalt in den TL Asphalt-StB geregelt, europäisch in DIN EN 13108-7. Gebräuchlich sind zwei Mischgutsorten, PA 8 und PA 11; die Zahl nennt das Größtkorn in Millimetern. Als Bindemittel dient in der Regel polymermodifiziertes Bitumen, dazu kommen stabilisierende Zusätze als Bindemittelträger (etwa Cellulosefasern), damit das Bitumen beim Transport nicht vom Gestein abläuft. Weil das Wasser in der Schicht abfließt, braucht der Belag darunter eine Abdichtung und eine darauf abgestimmte Entwässerung am tief liegenden Fahrbahnrand.

Für einschichtigen PA 8 mit mindestens 4 cm akustisch wirksamer Dicke setzt die Lärmberechnung bei Geschwindigkeiten über 60 km/h für mindestens acht Jahre eine Korrektur von -5 dB(A) an; im Neuzustand sind Pegelminderungen bis etwa 10 dB(A) möglich (Angaben der bayerischen Straßenbauverwaltung). Diese Werte beziehen sich auf einen anderen Referenzbelag als die niederländischen Zahlen weiter oben und sind deshalb nicht direkt vergleichbar. Die bautechnische Dauerhaftigkeit liegt nach derselben Quelle je nach Verkehrsstärke und Schwerverkehrsanteil bei 8 bis 12 Jahren; Straßen.NRW nennt rund zehn Jahre, gegenüber etwa 20 Jahren für einen normalen Autobahnbelag aus Asphalt oder Beton.

Wo offenporiger Asphalt nicht sinnvoll ist

Der Belag entfaltet seine Wirkung nur bei zügigem, stetigem Verkehr, deshalb liegt er in Deutschland vor allem auf Autobahnen und Außerortsstraßen. Die bayerische Straßenbauverwaltung rät in folgenden Fällen vom Einbau ab:

• Geschwindigkeiten bis 50 km/h und häufig stehender Verkehr (Stop-and-go).

• Kreuzungen, Einmündungen, Kreisverkehre, kurvige Abschnitte und Abbiegestreifen mit Schwerverkehr: Schub- und Bremskräfte reißen hier Körner aus der Oberfläche.

• Bushaltestellen und Parkbuchten.

• Strecken mit Verschmutzungsgefahr, etwa durch landwirtschaftlichen Verkehr oder Laub aus Alleen, weil zugesetzte Poren die Lärmminderung schnell verringern.

• Fahrbahnen mit Versorgungsleitungen: Jede Aufgrabung unterbricht den Wasserabfluss in der Schicht, und Reparaturen sind aufwendig.

Außerdem empfiehlt die Straßenbauverwaltung eine Mindesteinbaulänge von 1.000 m, damit die Schicht gleichmäßig genug für die lärmmindernde Wirkung wird. Weil das hohlraumreiche Mischgut beim Einbau schnell abkühlt, sollte es nur bei trockenem Wetter und ausreichender Luft- und Unterlagentemperatur eingebaut werden. Welche Werte in der Praxis gelten, lesen Sie im Beitrag zur Mindesttemperatur beim Asphaltieren.

Nachteile von offenporigem Asphalt (ZOAB)

Die offene Struktur, die ZOAB seine Qualitäten verleiht, ist zugleich seine Achillesferse. Drei Nachteile bestimmen das Instandhaltungsbild.

Kornausbruch: das dominierende Schadensbild

Kornausbruch ist das Herauslösen von Splitt aus der Fahrbahndecke. Weil die Körner in ZOAB nur über dünne Mörtelbrücken miteinander verbunden sind, gibt es wenig Reserve: Altert der Bitumenmörtel durch Sonne, Wasser und Temperaturwechsel, werden diese Brücken spröde und der Verkehr hebelt die Körner heraus. Einmal begonnen, beschleunigt sich der Prozess — jedes verschwundene Korn erhöht die Belastung seiner Nachbarn. Kornausbruch ist für Rijkswaterstaat der maßgebende Schadensmechanismus, der das Lebensdauerende einer ZOAB-Deckschicht bestimmt, und tritt verstärkt an Stellen mit Schub- und Wendeverkehr auf, etwa Auf- und Abfahrten und engen Kurven.

Frost und Glätte: früher glatt, mehr Salz

ZOAB und Frost sind eine schwierige Kombination. Die Poren isolieren die Deckschicht vom wärmeren Untergrund, wodurch die Oberfläche schneller abkühlt als dichter Asphalt und früher anfriert. Zudem versickert Streusalz mit dem Schmelzwasser teilweise in die Poren, wodurch es kürzer auf der Fahrbahnoberfläche wirkt: Der Winterdienst auf ZOAB verlangt häufigeres und intensiveres Streuen. Daher die bekannte Warnung, dass Brücken und ZOAB-Abschnitte bei winterlichen Bedingungen als Erste glatt werden.

Kürzere Lebensdauer und höhere Kosten

Eine ZOAB-Deckschicht hält kürzer als eine dichte Deckschicht. Indikativ: Wo Splittmastixasphalt (SMA) oft 15 Jahre oder länger hält, wird einlagiger ZOAB in der Regel nach etwa 10 bis 13 Jahren ersetzt und die feine Decklage von zweilagigem ZOAB oft schon nach 7 bis 9 Jahren, stark abhängig von Verkehrsbelastung und Lage. Außerdem ist ZOAB im Einbau teurer als dichter Asphalt (mehr Bitumen höherer Qualität pro Tonne, höhere Anforderungen an die Verarbeitung), und die Entwässerung entlang der Straße verlangt zusätzliche Aufmerksamkeit. Richtwerte je Mischgutsorte finden Sie in unserer Übersicht Asphaltpreis pro Tonne je Mischgut. Wer über den gesamten Lebenszyklus rechnet, muss also sowohl die Einbaukosten als auch den kürzeren Erneuerungszyklus einbeziehen.

Lebensdauer und Instandhaltung von ZOAB

Die Instandhaltung von ZOAB dreht sich um zwei Dinge: die Poren offen halten und den Mörtel so lange wie möglich gesund halten.

• Reinigen — mit einem ZOAB-Cleaner (einer Spül-Saug-Kombination, die Wasser unter hohem Druck in die Fahrbahndecke presst und direkt zurücksaugt) werden zugesetzte Poren wieder geöffnet, sodass Wasserableitung und Lärmminderung erhalten bleiben.

• Präventiv konservieren — Verjüngungsmittel (Rejuvenatoren) frischen gealterten Bitumenmörtel vorübergehend wieder auf und schieben den Kornausbruch hinaus; lebensdauerverlängernde Instandhaltung, die Straßenbaulastträger immer häufiger einplanen.

• Überwachen und reparieren — jährliche Inspektionen auf Kornausbruch und Griffigkeit bestimmen, wann örtliche Reparatur oder der Ersatz der Deckschicht nötig ist.

Wie Sie diese Abwägungen in ein Instandhaltungsprogramm gießen, lesen Sie in unserem Artikel über Asphaltinstandhaltung und Lebensdauerverlängerung.

Faserverstärkung: ZOAB widerstandsfähiger gegen Kornausbruch machen

Weil Kornausbruch bei den alternden Mörtelbrücken beginnt, liegt dort auch der aussichtsreichste Eingriff: den Mörtel selbst verstärken. Genau das leistet faserverstärkter Asphalt. Während der Produktion werden starke Fasern — bei ZOAB in der Regel Aramid — trocken in das Mischgut eingemischt. Die Fasern verankern sich im Mörtel, überbrücken beginnende Mikrorisse und halten das Gesteinsgerüst länger intakt: Faserverstärkung gegen Kornausbruch von ZOAB im wörtlichsten Sinne.

Dass das auf dem anspruchsvollsten denkbaren Straßentyp funktioniert, wurde in den Niederlanden auf der A73 bei Roermond nachgewiesen. Im Rahmen des europäischen FIBRA-Projekts bauten BAM und Rijkswaterstaat dort im August 2020 eine Versuchsstrecke aus zweilagigem ZOAB mit rund 50.000 Fahrzeugen pro Werktag ein. Der Abschnitt mit Aramidfaser (Twaron 1080, dosiert um 0,05% — etwa 500 Gramm pro Tonne Asphalt, abhängig von Mischgut und Anwendung) schnitt bei Griffigkeit, Wasserableitung und Lärm gleichwertig mit der Referenz aus polymermodifiziertem Bitumen ab, wurde aber bei circa 165 °C statt 181 °C produziert und lag beim Umweltkostenindikator (MKI, cradle-to-gate) über 10% niedriger.

Für die Praxis bedeutet das: Es gibt eine für ZOAB-Deckschichten geeignete Aramidfaser, die ohne Rezepturänderung im Asphaltmischwerk mitläuft: AsphaltX, eine Fasermischung aus Twaron-Aramid (Schmelzpunkt über 450 °C) und Polyolefin, dosiert mit 500 g pro Tonne Asphalt und gelistet in der OPWA-Liste (BRL 9320 / NL BSB). Wichtig zu wissen: Die Faser übernimmt die Rolle der Polymermodifikation im Deckschichtmörtel, ersetzt aber keine konstruktiven Maßnahmen — die Mischgutwahl bleibt Maßarbeit je Projekt.

ZOAB-Projekt oder Instandhaltungsaufgabe?

Mehr über die Technik hinter Fasern in Asphalt erfahren? Unser Wissenszentrum bündelt alle Artikel zu diesem Thema in der Pillar-Seite faserverstärkter Asphalt. Steht eine ZOAB-Deckschicht auf Ihrem Plan und möchten Sie wissen, was Faserverstärkung für Lebensdauer und MKI-Wert bedeutet? Fordern Sie ein Angebot oder eine Pilotprojekt-Beratung an — wir rechnen kostenlos mit Ihrem Mischgut und Ihrer Verkehrsbelastung mit.