Impressum · Bitumensorten Die unterschiedlichen Bitumensor-ten und die wesentlichen...

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Transcript of Impressum · Bitumensorten Die unterschiedlichen Bitumensor-ten und die wesentlichen...

  • satzes von Bitumen und bitumen-haltigen Produkten und den damitverbundenen Gefährdungen. Da-bei liegt ein Schwerpunkt auf demEinsatz von Asphalt bei abgesenk-ten Temperaturen. Diese Einbau-weise verringert die Belastung derBeschäftigten und der Umwelt.

    Der Sachstandsbericht erlaubt ei-nen Einblick in die Vielfalt der An-wendungen, Arbeitstechniken undmöglichen Expositionen sowie dievielen vom Gesprächskreis beglei-teten Untersuchungen. Für tiefergehendes Interesse wird immerwieder auf die Webseite des Ge-sprächskreises BITUMEN verwie-sen: www.gisbau.de/bitumen.html.Dort sind aktuelle Ergebnisse, vorallem aber in der Regel die voll-ständigen Berichte zu den ver-schiedenen Studien einzusehen.

    Dieser Sachstandsbericht stellt denGesprächskreis BITUMEN vor, er-läutert dessen Ziele, gibt einenÜberblick über die bisherigen Ar-beiten und fasst den Kenntnisstandüber Bitumen zusammen. Dabeiwerden die vielfältigen Anwendun-gen von Bitumen sowie die jeweilsdamit verbundenen Expositionendargestellt.

    Ein besonderes Anliegen ist es zu-dem, deutlich zu machen, dass Teerund Bitumen trotz gleicher Farbedeutlich unterschiedliche toxikologi-sche Eigenschaften haben und Teernicht mehr verwendet wird – wederbeim Heißeinbau von Asphalt nochbeim Einsatz von Dachbahnen.

    Mit diesem Sachstandsbericht solldie Basis geschaffen werden für ei-ne sachliche Darstellung des Ein-

    Impressum

    Autoren:Gesprächskreis BITUMENwww.gisbau.de/bitumen.html

    Redaktion:Reinhold Rühl

    Auflage XXXXX

    Gesamtherstellung:Heinrich Lauck GmbHDAS MEDIENHAUSArtelbrückstraße 765439 Flörsheim am Main

    Juni 2006überarbeitete Auflage 2001

  • 1

    SachstandsberichtBitumen

    Der Gesprächskreis BITUMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

    Bitumen – was ist das? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

    Bitumensorten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

    Bitumen und Teer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

    Verwendung von Bitumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

    Emissionen, Expositionen, Grenzwerte

    Emissionen aus Bitumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

    Expositionen beim Verarbeiten von Bitumen . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

    Grenzwerte für Dämpfe und Aerosole aus Bitumenbei der Heißverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

    Umgang mit heißem Bitumen

    Herstellen und Transport von Bitumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

    Herstellen und Transport von Asphalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

    Einbau von Walzasphalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

    Einbau von Gussasphalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

    Fugenverguss mit Heißbitumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

    Herstellen von Bitumendämpfungsfolien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

    Herstellen von Bitumen-Dach- und -dichtungsbahnen . . . . . . . . . . 12

    Dachdeckerarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

    Einbau von Bitumenbahnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

    Einsatz von Heißbitumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

    Verbrennungen durch heißes Bitumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

    Absenkung der Einbautemperatur von Asphalt . . . . . . . . . . . . . . 14

    Kaltverarbeitbare Bitumenprodukte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

    Studien

    Studie zur Krebshäufigkeit bei Bitumenarbeitern . . . . . . . . . . . . . . 22

    Inhalationsstudie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

    Dermale Resorption von Emissionen aus heißem Bitumen . . . . . . 24

    Dermale Resorption bei Kontakt mit kaltem Bitumen . . . . . . . . . . 25

    Arbeitsmedizinische Betreuung der Gussasphaltarbeiter . . . . . . . . 26

    Humanstudie Bitumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

    Weiteres zu Bitumen

    Bitumen in der Umwelt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

    Bitumen in Räumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

    Wassergefährdung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

    Transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

    Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

    Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

    Ansprechpartner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

    Inhaltsverzeichnis

  • petente Ansprechpartner zu allenFragen des Gesundheitsschutzesbeim Umgang mit Bitumen undbitumenhaltigen Materialien.

    Der Gesprächskreis BITUMEN wur-de 1997 auf Anregung des Bundes-ministeriums für Arbeit und Sozial-ordnung gegründet. Er initiiert undkoordiniert umfassende Untersu-chungen über Expositionen, mögli-che Gefährdungen durch Bitumenbzw. Dämpfe und Aerosole ausBitumen und die notwendigenSchutzmaßnahmen. Mit diesemSachstandsbericht werden die bis-her vorliegenden Ergebnisse derArbeiten des Gesprächskreises mitoft nur Fachleuten bekannten Fak-ten zu Bitumen zusammengefasstund der interessierten Öffentlich-keit zu Verfügung gestellt.

    Darüber hinaus werden die laufen-den Arbeiten dargestellt und dienoch zu erledigenden Aufgabenaufgezeigt.

    Der Gesprächskreis BITUMEN istinzwischen national und interna-

    tional anerkannt. Die europäischeAgentur für Sicherheit und Ge-sundheit am Arbeitsplatz hat 2003den Gesprächskreis mit einem„Good Practice Commendation“ausgezeichnet.

    Bitumen – wasist das?Bitumen kommt in der Natur alsBestandteil von Asphalten (trittz.B. auf der Insel Trinidad als na-türlicher Rohstoff in Form des be-kannten Asphaltsees an die Erd-oberfläche) und Asphaltgesteinenvor, die sich in langen geologischenZeiträumen durch Verdunsten derleichter siedenden Anteile des Erd-öls gebildet haben. Aufgrund sei-ner Herkunft besteht Bitumenhauptsächlich aus Kohlenstoff undWasserstoff.

    Der weitaus größte Teil des indus-triell eingesetzten Bitumens fälltbei der Mineralölverarbeitung an.Es ist die Fraktion des Erdöls, dienach dem Abdestillieren der ver-dampfbaren Anteile zurückbleibt.Je nach Herstellungsverfahren un-terscheidet man Destillationsbi-tumen, Hochvakuumbitumen, Oxi-dationsbitumen oder polymermo-difiziertes Bitumen. Im Straßenbauwird zu geringen Teilen auch Na-turasphalt eingesetzt.

    Bitumen ist nicht mit Teer zu ver-wechseln, der als Pyrolyseprodukt(Verkokungsprodukt) bei der ther-mischen Behandlung von Stein-oder Braunkohle bei 700 bis1200 °C entsteht.

    SachstandsberichtBitumen

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    BITUMEN

    Gesprächsk

    reis

    LASI

    Beratungsstelle für Gußasphaltanwendung e.V.BAuA

    Der Gesprächskreis BITUMEN er-mittelt mögliche Gefahren und dienotwendigen Schutzmaßnahmenbeim Umgang mit Bitumen undbitumenhaltigen Produkten. ImGesprächskreis sind alle Institutio-nen und Verbände vertreten, dieselbst oder deren Mitgliedsunter-nehmen für den Umgang mit Bitu-men und bitumenhaltigen Materia-lien verantwortlich sind (Adressenund Ansprechpartner s. letzte Sei-te). Damit ist zum einen die voll-ständige Bearbeitung der Thematikgewährleistet, zum anderen ist derGesprächskreis BITUMEN der kom-

    Der GesprächskreisBITUMEN

  • BitumensortenDie unterschiedlichen Bitumensor-ten und die wesentlichen bitumen-haltigen Produkte werden in derDIN EN 12597 definiert und be-grifflich beschrieben. Der mit Ab-stand größte Teil des Bitumenswird im Straßenbau eingesetzt.Hierfür werden fünf Sorten Des-tillationsbitumen gemäß DIN EN12591 eingesetzt. (Tabelle 1).

    Die Zahlenwerte geben den Be-reich der Härte des Bitumens an.Die Zahlen bedeuten, dass die Pe-netration einer Bitumensorte zwi-schen diesen festgelegten Grenze-werten z.B. 160 und 220 liegenmuss. Die Penetration ist die Ein-dringtiefe in 1/10 mm einer 2,5 gschweren Nadel nach 5 sec bei25 °C in eine Bitumenprobe.

    Destillationsbitumen erhält mandurch Destillation von Erdöl untervermindertem Druck bei ca. 360 °C.Hochvakuum- und Hartbitumenentstehen bei der Weiterbehand-lung von Destillationsbitumen. Siesind härter als Destillationsbitumen.

    Oxidationsbitumen werden durchEinblasen von Luft bei ca. 250 °Chergestellt. Sie werden mit zweiZahlenangaben bezeichnet, vondenen die erste den mittleren Er-weichungspunkt (Ring- und Kugel-Verfahren DIN EN 1427) und diezweite die mittlere Penetration(DIN EN 1426) innerhalb festge-legter Grenzen angibt. Z.B. Oxida-tionsbitumen 85/25: Erweichungs-punkt 80 bis 90 °C, Penetration 20bis 30 1/10 mm.

    Polymermodifizierte Bitumen (PmB)erhält man durch chemische Ver-netzung von Destillationsbitumenmit Polymeren.

    Beim maschinellen Einbau vonGussasphalt kann ein Teil des Bitu-

    mens durch Naturasphalt ersetztwerden. Der in Deutschland amhäufigsten eingesetzte Trinidad-As-phalt wird im Tagebau aus dem„Pitch Lake“ in Trinidad abgebaut.Bei 170 °C wird das aus Bitumen,mineralischen und flüchtigen An-teilen bestehende Abbauproduktverflüssigt. Dabei gibt es etwa30 % ab. Verschifft und im As-phaltbau eingesetzt wird Trinidad-Epuré, das aus Mineralstoffen so-wie zu etwa 55 % aus Bitumen be-steht.

    Bitumen undTeerBitumen und Teer werden immernoch verwechselt und es wird viel-fach kein Unterschied zwischendiesen beiden Stoffen gesehen(Glet, 1996). Alles was schwarz istwird als Teer, oder, wenn die Sub-stanz flüssig ist, als Pech bezeich-net. Dies führte und führt nochimmer dazu, dass Gefahren beimUmgang mit Bitumen gesehenwerden, die nachweislich nur beim

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    SachstandsberichtBitumen

    DIN 1995 DIN ENTeil 1 12 591B 200 160/220B 80 70/100B 65 50/70B 45 30/45B 25 20/30

    Tabelle 1:Bitumensorten nach DIN

    Teer, Pech Bitumen

    Farbe schwarz schwarz

    Herkunft Kohle Erdöl

    Herstellung Pyrolyse Destillation (nicht pyrolytisch)

    BaP-Gehalt ca. 5.000 mg/kg (nach IARC bis 1,4 %!) max. 5 mg/kg

    Phototoxische Teer kann in Verbindung mit Sonnen- bei Bitumen nicht bekanntReaktionen strahlung Hauterkrankungen und

    -verfärbungen verursachen

    Hautkrebs teerverursachte Hautkrebserkrankungen bei Bitumen nicht bekanntwerden als Berufskrankheit anerkannt

    Tabelle 2:Teer und Bitumen im Vergleich

  • Bei der Heißverarbeitung wird – z.B.bei der Herstellung von Bitumen-bahnen – in stationären Anlagen er-hitztes Bitumen auf ein Trägerma-terial aufgebracht. Diese Bitumen-bahnen können auf Baustellen u.a.durch Schweißen mittels Gasbren-ner oder durch Einlegen in Heiß-bitumen verarbeitet werden. Heiß-flüssige Massen auf Bitumenbasiswerden auch zum Vergießen vonFugen oder zum Verkleben vonDämmstoffen verwendet.

    Die mit Abstand größte Menge desBitumens geht in den Asphalt-Stra-ßenbau (Tabelle 3). Walzasphaltenthält ca. 5 % Bitumen als Binde-mittel und 95 % Mineralstoffe.Neben Walzasphalt wird auchGussasphalt eingesetzt, z.B. als Be-standteil der Abdichtung, als Deck-schicht im Straßen- und Brücken-bau oder als Estrich im Wohn- undIndustriebau. Gussasphalt hat ei-nen höheren Bitumenanteil (6,5-8 %).

    Vor allem beim maschinell einge-bauten Gussasphalt kann ein Teildes Bitumens durch Trinidad-As-phalt ersetzt werden.

    asphalt (0,099 µg/m3) machen dieUnterschiede von Teer und Bitu-men deutlich.

    Verwendungvon BitumenBitumen ist ein sehr alter Bau-stoff. Schon die Sumerer, Babylo-nier und Assyrer benutzten es mitSand gemischt für die verschie-densten Anwendungen. Der indus-trielle Einsatz von Bitumen begannim 19. Jahrhundert mit der Zunah-me des motorisierten Verkehrs. DieEinsatzbereiche von Bitumen kön-nen grundsätzlich unterschiedenwerden in Heiß- und Kaltverarbei-tung. Bei der Kaltverarbeitung wirdBitumen in Lösemitteln gelöst oderals Emulsion verarbeitet.

    SachstandsberichtBitumen

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    Abfüllen von Gussasphalt

    1998 2005

    Walzasphalt 2.500.000 to 74,5 % 2.387.000 to 79,2 %

    Bitumenbahnen 700.000 to 20,9 % 429.000 to 14,2 %

    Kaltbitumen 100.000 to 3,0 % 98.000 to 3,3 %

    Gußasphalt, Handeinbau 32.000 to 1,0 % 18.000 to 0,6 %

    Gußasphalt, maschineller Einbau 17.000 to 0,5 % 16.000 to 0,5 %

    Heißbitumen 4.000 to 0,1 % – –

    sonstige Industriebereiche 66.000 to 2,2 %

    gesamt 3.353.000 to 100,0 % 3.040.000 to 100,0 %

    Tabelle 3:Einsatzgebiete von Bitumen in Deutschland (Tonnen pro Jahr bzw. Prozent)

    Umgang mit Pech oder Teer auf-treten. Insbesondere gilt dies fürden Gehalt an polycyclischen aro-matischen Kohlenwasserstoffen,sowie deren Leitsubstanz, demBenzo[a]pyren (BaP).

    Seit 1983 wird Bitumen begrifflichstrikt von Teer getrennt. Die DINEN 12 597 beschreibt nur noch Bi-tumen und bitumenhaltige Pro-dukte.

    Tabelle 2 listet die (optischen) Ge-meinsamkeiten sowie vor allemdie wesentlichen Unterschiedezwischen Teer und Bitumen auf.

    Auch die BaP-Konzentrationen beiAusbrucharbeiten von Teerklebern(50 bis deutlich über 100 µg/m3)und dem bitumenhaltigen Guss-

  • Emissionenaus BitumenBitumen besteht aus vielen hun-dert Stoffen, einem Gemisch höhe-rer Kohlenwasserstoffe und hetero-cyclischer Verbindungen (Kohlen-wasserstoffe mit anderen Atomenwie Schwefel, Stickstoff oder Sau-erstoff). Neben Kohlenstoff undWasserstoff sind daher auchSchwefel (bis zu 8 Massen %),Stickstoff (etwa 0,5 Massen %)und Sauerstoff (1-2 Massen %)Bestandteile des Bitumens.

    Diskutiert wird meist der Anteil anpolycyclischen aromatischen Koh-lenwasserstoffen (PAK; Abb. 1).

    Daher wurden die Gehalte an PAKsowie einiger schwefelhaltiger bzw.stickstoffhaltiger PAK (S-PAK undN-PAK) in den in Deutschland ver-wendeten Bitumen sowie in Trini-dad-Epuré ermittelt.

    Die untersuchten PAK entsprechender von der amerikanischen Um-weltbehörde EPA getroffenen Aus-wahl und werden weltweit als Leit-substanzen dieser Gruppe angese-hen (EPA-PAK).

    Tabelle 4 gibt die Gehalte üblicher-weise in Deutschland eingesetzterBitumensorten an PAK sowie eini-ger S-PAK an. Die stickstoffhaltigenN-PAK Acridin, Benzo[h]chinolin,Benzo[c]chinolin und 2-Naphthyl-

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    SachstandsberichtBitumen

    2-RingsystemeNaphthalin

    Acenaphthen

    Acenaphthylen

    1-Benzothiophen*

    3-RingsystemeAnthracen

    Dibenzothiophen*

    Fluoren

    Phenanthren

    4-RingsystemeBenz[a]anthracen

    Benzo[b]naphtho-[2,1-d]-

    thiophen*

    Fluoranthen

    Chrysen

    5-RingsystemeBenzo[a]pyren (BaP)

    Benzo[e]pyren

    Benzo[b + k]fluoranthen

    Dibenz[a,h]anthracen

    Pyren

    6-RingsystemeBenzo[g, h, i]perylen

    Indo[1, 2, 3-cd]pyren

    Tabelle 4:Gehalte und Emissionen (180 °C) der PAK und S-PAK der Abbildung 1 in verschiedenen Bitumensorten sowieTrinidad Epuré bei Laborversuchen aus einer 100 g Probe (nn: nicht nachweisbar)

    Asphaltmischanlage

    Abbildung 1:Untersuchte PAK und S-PAK* inBitumen und Trinidad-Epuré

    Bitumensorte Gehalt (mg/kg) Emissionen (bei 180 °C)

    (neue Bezeichnung in Klammern) EPA-PAK BaP Gesamt (mg/h) EPA-PAK (µg/h) BaP (µg/h)

    HB 90/100 (Hartbit 90/100) 30,0 1,2 6,6 26,3 0,1B 45 (B 30/45) 29,8 2,1 13,0 22,7 0,1B 65 (B 50/70) 26,7 1,7 2,2 3,7 nnB 80 (B 70/100) 25,6 1,4 3,5 6,6 nnB 200 (B 160/220) 32,1 1,8 7,0 4,1 nnB 85/25 (Ox Bit 85/25) 52,2 1,7 25,1 52,9 0,2B 95/35 (Ox Bit 95/35) 93,5 2,7 37,2 79,0 0,3Trinidad-Epuré 33,8 2,0 42,6 10,3 0,1

  • amin konnten in keiner Probenachgewiesen werden.

    Bei Temperaturen unter 80 °C tra-ten praktisch keine Emissionen ausBitumen auf, auch bei 150°C liegendie Emissionen nur bei ca. 1 mg/h.Bei 180 °C wurden merkliche Emis-sionen festgestellt. Die Emissions-raten der PAK und S-PAK bei 180°Cfür 100 g Probe sind ebenfalls Ta-belle 2 zu entnehmen. Bei 250 °C(Einbautemperatur von Gussas-phalt) traten höhere Emissionenauf. Die Untersuchungsberichtesind auf der Webseite des Ge-sprächskreises zu finden.

    Bitumendämp-fungsfolien

    In Kraftfahrzeugen werden bitu-menhaltige (20 - 30 % Bitumen)Folien eingebaut, um die Schwin-gungen der Karosserie zu dämp-fen. Die Emissionen aus diesen Bi-tumendämpfungsfolien wurdenbei praxisorientierten Temperatu-ren untersucht.

    Die PAK-Luftmessungen erfolgtenunter standardisierten Bedingun-gen in einem geschlossenen Um-luftwärmeschrank von 3,64 m3

    Rauminhalt bei Ofentemperaturenvon 60, 80, 100 und 120 °C über ei-ne Zeitspanne von 4 Stunden. Eswurde jeweils ein kompletter SatzDämpfungsfolien von 12,02 kg, derserienmäßig im Fahrgastraum ei-nes PKW eingebaut wird, den ein-zelnen Temperaturen unterworfen.

    Die gemessenen PAK-Konzentra-tionen rangieren in den meistenFällen im Bereich der Nachweis-grenze von ca. 10 ng/m3 bzw. ge-ringfügig darüber. Von Benzo[a]py-ren (BaP) wurden im Bereich von80-120 °C Ofentemperatur 0,05-0,09 µg/m3 gemessen. Dibenzo-[a,h]anthracen, die Komponentemit dem höchsten krebserzeugen-den Potential, konnte selbst beider Temperatur von 120 °C lediglichin der Aerosolphase im Bereich derNachweisgrenze ermittelt werden.Im Falle von Naphthalin betragendie höchsten bei 120°C gemesse-nen Konzentrationen 16,5 µg/m3.

    Der Bericht zu der von der CWW-Gerko-Akustik GmbH in Auftrag ge-gebenen Studie ist auf der Websei-te des Gesprächskreises zu finden.

    In einer weiteren Untersuchungwurden die Emissionsverhältnissebeim Heißeinbau von Bitumen-schmelzfolien in einem Wärme-trockenschrank nach drei vorgege-benen Prüfabläufen simuliert. DenVersuchsreihen lagen die Tempera-turen und Zeiten zugrunde, die imPKW-Werk praktiziert werden. DieMaximaltemperatur während einerProbenahmezeit von 240 min be-trug 190 °C.

    Die Untersuchungen zeigen, dassbei den vorgegebenen Temperatur-profilen PAK bereits ab 125°C emit-tiert werden. Dabei haben Tempe-rierungszeiten von 25 bis 100 minkeinen wesentlichen Einfluss aufdie Höhe der Konzentrationen.Merklich gesteigerte PAK-Emissio-

    nen können bei 240 min festge-stellt werden, die vorwiegenddurch die leichter flüchtigen PAKhervorgerufen werden, insbeson-dere Naphthalin. Die schwererflüchtigen PAK wie BaP lassen sichnicht oder nur im Bereich derNachweisgrenze bestimmen.

    Wie erwartet ändert der Tempera-tursprung von 125 °C auf 190 °C beieiner Temperierungszeit von nur25 min das PAK-Emissionsverhal-ten deutlich. So resultiert beispiels-weise eine um ca. 170 % gesteiger-te Konzentration aller aufsummier-ten PAK.

    Die zur Überprüfung des zeit-abhängigen Emissionsverlaufs beikonstanter Temperatur von 125 °Cdurchgeführten Messungen zeigenim Fall der PAK-Gesamtemissionbzw. des Naphthalins eine lineareAbhängigkeit (Abb. 2). Die Ben-zo[a]pyren-Emissionen folgen die-ser Linearität insofern nicht, da beider o. g. Temperatur die Verdamp-fungstendenz dieser Komponenteunbedeutend ist. Die Konzentratio-nen liegen im Bereich der Nach-

    SachstandsberichtBitumen

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    Abbildung 2:BaP-Emissionen aus Bitumen-dämpfungsfolien

  • weisgrenze und sind daher starkenSchwankungen unterworfen.

    Einen vergleichbaren linearen Ver-lauf mit jedoch wesentlich höhe-ren Emissionen zeigen die kon-stant bei max. 190 °C vorgenom-menen Emissionsversuche. Auchin diesem Prüfablauf ist eine Line-arität der emittierten PAK-Kompo-nenten von der Temperierungszeitfestzustellen, die in diesem FallBenzo[a]pyren einschließt (Abb. 2).Bei einer Probenahmezeit von 240min beträgt die Naphthalin-Kon-zentration ca. 54 µg/m3, die ent-sprechende Benzo[a]pyren-Kon-zentration liegt bei 164 ng/m3.

    Der vollständige Bericht zu dieservon der Daimler Chrysler AG finan-zierten Studie ist auf der Webseitedes Gesprächskreises zu finden.

    Expositionenbeim Verarbei-ten vonBitumenDie beim Verarbeiten von Bitumenoder bitumenhaltigen Produktenauftretenden Expositionen gegen-über Dämpfen und Aerosolen ausBitumen hängen vom Verfahren ab.

    Da unterhalb 80 °C keine mess-baren Emissionen auftreten, ist beider Kaltverarbeitung nicht mitDämpfen und Aerosolen aus Bitu-men zu rechnen. Hier besteht le-diglich die Möglichkeit, dass esdurch Verschmutzungen zu Haut-kontakt mit dem in Lösemitteln ge-

    lösten oder in Wasser dispergiertenBitumen kommt.

    Bei der Heißverarbeitung wird Bi-tumen erhitzt, so dass Dämpfe und

    Aerosole auftreten. Die Höhe derEmissionen ist abhängig von derVerarbeitungstemperatur, die beiWalzasphalt bis 180 °C und beimGussasphalt bis 250 °C beträgt.

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    SachstandsberichtBitumen

    Arbeitsverfahren Anzahl 95%-Wert

    Herstellen von Bitumen 17 2,6 mg/m3

    Herstellen von AsphaltLeitstand 8 0,8 mg/m

    3

    Außenbereich 6 0,7 mg/m3

    In der Anlage 52 30,7 mg/m3

    Transport von Asphalt 14 4,3 mg/m3

    WalzasphaltFertigerfahrer 115 6,5 mg/m

    3

    Bohlenführer 141 10,4 mg/m3

    Walzenfahrer 42 2,6 mg/m3

    Fugenverguss mit Heißbitumen 40 4,1 mg/m3

    Gussasphaltarbeiten, händischAbfüllen im Freien 50 14,6 mg/m

    3

    Abfüllen im Raum 49 24,1 mg/m3

    Transport mit Karre im Raum 73 49,6 mg/m3

    Transport mit Eimer im Raum 75 7,7 mg/m3

    Glätten im Raum 227 34,0 mg/m3

    Glätten im Freien 20 8,1 mg/m3

    Gussasphaltarbeiten, maschinellZapfer, im Freien 64 57,8 mg/m

    3

    Zapfer, im Raum 9 22,9 mg/m3

    Bohlenführer, im Freien 90 38,2 mg/m3

    Bohlenführer, im Raum 22 40,2 mg/m3

    Splittstreuer im Freien 6 3,9 mg/m3

    Glätter, im Freien 46 10,0 mg/m3

    Glätter, im Raum 17 6,5 mg/m3

    Herstellen von Bitumendämpfungsfolien 10 5,4 mg/m3

    Herstellen von Bitumenbahnen 37 4,3 mg/m3

    DachdeckerarbeitenHeißverschweißen von Bitumenbahnen 80 8,8 mg/m

    3

    Heißvergießen von Bitumen 102 9,8 mg/m3

    Tabelle 5:Expositionen gegenüber Dämpfen und Aerosolen aus Bitumen bei derHeißverarbeitung (95-Percentile und Anzahl der Messungen)

  • Über tausend Messungen an Ar-beitsplätzen haben die in Tabelle 5angegebenen Expositionen erge-ben. Die Messungen erfolgten mitdem GGP-System. Bei einer Durch-flussrate von 3.5 l/min werden dieAerosole in einem 37 mm Glasfa-ser-Filter gesammelt, die Dämpfein 3 g Amberlite™ XAD-2 adsor-biert. Filter und XAD-2 werden mitTetrachlorethylen extrahiert undmit IR analysiert.

    Die in der Tabelle aufgeführten Ex-positionen sind als Maximalwerteanzusehen, da das Messverfahrenauch andere Kohlenwasserstoffeerfasst (z.B. aus dem Straßenver-kehr).

    Die in Einzelfällen durchgeführtenUntersuchungen zur Exposition ge-genüber polycyclischen aromati-schen Kohlenwasserstoffen erga-ben Werte von maximal 0,5 µg/m3

    Benzo[a]pyren.

    Bei Walz- und insbesondere Guss-asphaltarbeiten können die Exposi-tionen durch Einbau bei abgesenk-ten Temperaturen deutlich verrin-

    gert werden (s. Kapitel „Absenkungder Einbautemperatur von As-phalt“).

    Grenzwertefür Dämpfeund Aerosoleaus BitumenIm Herbst 1996 wurden in Deutsch-land erstmals Luftgrenzwerte fürDämpfe und Aerosole aus Bitumenbei der Heißverarbeitung festgelegt:für die Verarbeitung in Innenräu-men 20 mg/m3 und für alle übri-gen Arbeiten 15 mg/m3.

    Da die zur Festlegung der Grenz-werte herangezogene Datenbasiskurzfristig geschaffen und zum Teilsehr dürftig war, hat der Ge-sprächskreis BITUMEN Arbeits-platzmessungen koordiniert, dieGrundlage für ein umfassendesBild der Expositionen gegenübermit Dämpfen und Aerosolen ausBitumen bei der Heißverarbeitungbilden.

    Die Ergebnisse der Messungenwerden in elf Expositionsbeschrei-bungen dokumentiert (Tabelle 6).

    Die in den Expositionsbeschreibun-gen dargestellten Verhältnisse zei-gen, dass die Aufteilung des Grenz-wertes auf Innen- und Außenarbei-ten nicht gerechtfertigt ist. Es wirddeutlich, dass die Expositionen anfast allen Bitumen-Arbeitsplätzenunter 10 mg/m3 liegen, außer beiGussasphaltarbeiten (Tabelle 5).

    Anhand dieser Messergebnisse hatder Ausschuss für Gefahrstoffe aufVorschlag des Gesprächskreises imMai 2000 10 mg/m3 als neuenGrenzwert für Dämpfe und Aeroso-le aus Bitumen bei der Heißverar-beitung festgelegt. In der Erläute-rung zum Grenzwert heißt es

    Der Luftgrenzwert für Gussas-phaltarbeiten wird vorläufig aus-gesetzt. Im Herbst 2002 wird derUA V des AGS erneut über die-sen Luftgrenzwert beraten. NeueMessergebnisse zu Gussasphalt-arbeiten sind der Geschäftsstelledes AGS bis zum 30. Juni 2002mitzuteilen. Bei den Fertigerfah-

    SachstandsberichtBitumen

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    Fertiger mit Fertigerfahrer und Bohlenführer

  • alle technisch bedingten Grenz-werte ausgesetzt, auch der Grenz-wert für Dämpfe und Aerosole ausBitumen bei der Heißverarbeitung.

    Der Gesprächskreis hat daraufhinalle Expositionsbeschreibungen derneuen Gesetzeslage angepasst. ImWesentlichen wurde (außer beiGussasphaltarbeiten) festgestellt,dass ohne weitere Schutzmaßnah-men gearbeitet werden kann. Inden Expositionsbeschreibungen fürGussasphaltarbeiten heißt es, dassdie Expositionen zu hoch sind undder Einbau bei abgesenkten Tem-peraturen erfolgen sollte.

    Die Expositionsbeschreibungensind auf der Webseite des Ge-sprächskreises in deutscher undenglischer Sprache verfügbar. Mitdiesen Beschreibungen ist der Ar-beitgeber in der Lage, ohne weite-re Messungen eine Gefährdungs-beurteilung durchzuführen.

    Diese Vorgehensweise wurde vonDr. Rainer Arndt von der Bundes-anstalt für Arbeitsschutz und Ar-beitsmedizin ausdrücklich begrüßt:„Es ist erfreulich, dass der Ge-sprächkreis BITUMEN so schnelldie Intension der neuen Gefahr-stoffverordnung aufgegriffen hat.Mit diesen Expositionsbeschrei-bungen werden Aussagen zu Ex-positionen eines Stoffes ohneGrenzwert und zu den Schutzmaß-nahmen getroffen. Damit hat derUnternehmer Hilfen an der Hand,die Gefährdung der Gesundheitder Beschäftigten bei der Arbeit zuverringern. Positiv ist auch, dassweiterhin Wert auf den Einsatz derNiedrigtemperatur-Asphalte gelegtwird.“

    rern bzw. Kolonnenführern imStraßenbau werden auf Grundvon witterungsbedingten starkenSchwankungen im EinzelfallKonzentrationen bis zu 12 mg/m3 (Stand der Technik) erreicht.Den Aufsichtsbehörden wirdempfohlen, in diesen FällenMessergebnisse beim Fertiger-fahrer bzw. Kolonnenführer biszu 12 mg/m3 zu tolerieren.

    Der Ausschuss für Gefahrstoffehatte damit anerkannt, dass da-mals niedrigere Expositionen beiGussasphaltarbeiten nicht zu errei-chen waren.

    Wesentliche Gründe für den Aus-schuss für Gefahrstoffe, die relativhohen Expositionen der Gussas-phaltarbeiter zu tolerieren warendie Zusage, diese Beschäftigtenbesonders intensiv zu betreuen (s.„Untersuchungen der Gussasphalt-arbeiter“ und „Humanstudie Bitu-men“) sowie die Aussicht, in abseh-barer Zeit deutliche Expositions-minderungen bei diesen Arbeitendurch den Einbau von Asphalt bei

    abgesenkten Temperaturen (s. „Ab-senkung der Einbautemperatur vonAsphalt“) erwarten zu können.

    Auf Antrag des Gesprächskreiseshat der Ausschuss für Gefahrstoffe2002 eine Verlängerung des Aus-setzens des Grenzwertes bis 2007beschlossen. Ab 2008 müssen dieExpositionen gegenüber Dämpfenund Aerosolen aus Bitumen auchbei Gussasphaltarbeiten in derGrößenordnung der bei den ande-ren Arbeiten mit heißem Bitumenvorherrschenden Werte liegen.

    Diese Luftgrenzwerte für Dämpfeund Aerosole aus Bitumen bei derHeißverarbeitung waren technischbegründet (TRK-Werte), d.h. sieorientierten sich am Stand derTechnik. Für solche Stoffe gilt dasMinimierungsgebot, da nicht klarist, ob bei Einhaltung solcherGrenzwerte nicht doch gesund-heitliche Probleme bei den betrof-fenen Beschäftigten auftreten.

    Mit der neuen Gefahrstoffverord-nung wurden am 1. Januar 2005

    9

    SachstandsberichtBitumen

    Tabelle 6:Beschreibung der Expositionen gegenüber Dämpfen und Aerosolen ausBitumen (auf der Webseite des Gesprächskreises abrufbar)

    Herstellen von Bitumendämpfungsfolien

    Fugenverguss mit Heißbitumen

    Heißverarbeiten von Bitumen im Gießverfahren

    Schweißen von Bitumenbahnen

    Herstellung und Transport von Bitumen

    Herstellung und Beförderung von Asphalt

    Verarbeiten von Walzasphalt im Straßenbau

    Verarbeiten von Gussasphalt von Hand im Wohn- und Industriebau

    Maschinelles Verarbeiten von Gussasphalt

    Herstellen von Bitumendach- und -dichtungsbahnen

  • Herstellen undTransport vonBitumenBitumen wird in Deutschland in ca.9 Raffinerien hergestellt. Die Her-stellung von Bitumen erfolgt in ge-schlossenen Anlagen, auch die Ver-ladung geschieht bis zum Austrittaus dem Verladerohr in einer ge-schlossenen Anlage. Eine Expositionist lediglich bei der Probenahme(drei Proben pro Schicht) und beimÖffnen des Kesselwagens bzw. ei-nes anderen Fahrzeugs und der Ein-führung des Füllrohres möglich.

    Bitumen wird über geschlosseneSysteme in Straßentankwagen ge-füllt und unterhalb seines Flamm-punktes transportiert (bei ca.200 °C). Beim Verarbeiter wird dasBitumen ebenfalls über geschlos-sene Leitungssysteme in den La-gertank gepumpt.

    Herstellen undTransport vonAsphaltAsphalt wird in überwiegend sta-tionären Asphaltmischwerken her-

    kessel übernommen und zur Ein-baustelle gefahren. Die Rührwerks-kessel sind mit thermostatgesteu-erten Heizeinrichtungen versehen.Die Fahrer haben darauf zu achten,dass die Temperatur des Guss-asphaltes die optimale Verarbei-tungstemperatur nicht übersteigt.Diese ist abhängig von der Härtedes eingesetzten Bitumens und dervom Anwendungsfall abhängigenHärteklasse des Gussasphaltes. Dieoptimalen Verarbeitungstempera-turen liegen zwischen 230 °C fürGussasphalte mit Bitumen 30/45(für den Straßenbau oder generellden Einbau im Freien) und 250 °Cfür Gussasphalte mit Hartbitumen(für den Einsatz als Estrich).

    Einbau vonWalzasphaltWalzasphalt – der klassische Stra-ßenbaustoff – wird in Deutschlandvon ca. 3000, meist mittelstän-dischen Firmen eingebaut. Walz-asphalte (Einbautemperatur bis180 °C) werden überwiegend imFreien und hier überwiegend ma-schinell auf Straßen, Wegen, Plät-zen, Flugpisten und im Wasserbauzum Küstenschutz, auf Staudäm-men und in Pumpspeicherbeckensowie zur Abdichtung von Depo-nien verarbeitet. Gelegentlich wer-den Walzasphalte auch in großenHallen eingebaut.

    Der Asphalt wird vom LKW direktin den Kübel des Fertigers gegeben.

    Mit dem Fertiger wird der Asphaltmittels einer in der Regel beheizten

    SachstandsberichtBitumen

    10

    gestellt (in Deutschland gibt es et-wa 700 Asphaltmischwerke, in derRegel mittelständische Betriebe).

    Die Gesteinskörnungen – ausge-nommen Steinmehl – werden inTrockentrommeln getrocknet undauf bzw. etwas über Verarbeitungs-temperatur des herzustellendenMischgutes erhitzt (190 bis 300 °C).Die erhitzten Gesteinskörnungenwerden auf Körnungen abgesiebt,in Silos über dem Mischerzwischengelagert und dann ent-sprechend der Sollzusammenset-zung für die einzelnen Chargen inden Mischer dosiert. Die Tempera-tur der Gesteinskörnungen mussetwas über der Verarbeitungstem-peratur liegen, da das Steinmehlkalt – in Einzelfällen auf etwa 80bis 100 °C vorerwärmt – zugegebenwird. Die unterschiedlichen Bitu-mensorten lagern heißflüssig (beiTemperaturen unter 200 °C) in La-gertanks und werden in den Mi-scher dosiert.

    Walzasphalte werden heiß entwe-der in geschlossenen Thermofahr-zeugen oder auf mit Planen abge-deckten LKW-Ladeflächen zur Ein-baustelle transportiert.

    Gussasphalt wird direkt nach derHerstellung in beheizte Rührwerks-

    Einbau von Walzasphalt

  • Bohle auf der Fahrbahn verteiltund vorverdichtet. Nach dem Ein-bau wird die Asphaltschicht durchStraßenwalzen verdichtet.

    Der Fertiger wird von einer überder Bohle offen liegenden Bühnedurch den Fahrer gesteuert. Die Ex-position des Fertigerfahrers ist vorallem abhängig von Windstärkeund -richtung und unterliegt daherstarken Schwankungen. Bestrebun-gen, den Fertigerfahrer durch Kabi-nen oder andere Maßnahmen vorden Expositionen durch Dämpfeund Aerosole aus Bitumen zuschützen, waren in Deutschlandnicht erfolgreich. Da eine perma-nente Kontrolle der Bewegungendes Fertigers notwendig ist, mussder Fertigerfahrer über ausreichendBewegungsfreiheit und Übersichtverfügen. Dies ist durch Kabinennicht zu gewährleisten, es sei denn,sie würden über den Fertiger hin-ausragen. Dann allerdings wäre dieBewegungsfreiheit des Fertigerssehr eingeschränkt. Zudem ver-schmutzen Fenster sehr schnell, sodass der Fertigerfahrer keine Sichtmehr u.a. auf die Bohle hat. DerEinbau von Kabinen wäre nach ei-ner entsprechenden Entwicklungs-zeit ohnehin nur bei neuen Ferti-gern möglich. Der Bestand derüber ca. 4.000 Fertiger ist nichtnachzurüsten, eventuelle Kabinenwürden daher nur einen Bruchteilder Fertigerfahrer schützen.

    Die Konzentrationen von Dämpfenund Aerosolen aus Bitumen beimVerarbeiten von Walzasphalt sindstark wetterabhängig, insbesonde-re Windrichtung und -stärke sindmaßgeblich für die Belastung der

    Beschäftigten. Fertigerfahrer undKolonnenführer sind am stärkstenexponiert. Die Exposition des Wal-zenfahrers ist deutlich niedriger(unter 3 mg/m3), da der Asphaltzum Zeitpunkt des Verdichtens et-was abgekühlt ist.

    Einbau vonGussasphaltGussasphaltestriche werden fürBodenbeläge in Werkhallen, aufParkdecks und in Wohnungen ver-wendet. Gussasphaltarbeiten wer-den von etwa 100 überwiegendklein- und mittelständischen Betrie-ben durchgeführt. Der Transportdes Gussasphalts vom Asphalt-mischwerk an die Baustelle erfolgtin beheizten Rührwerkskesseln.

    Beim Einbau von Hand wird derGussasphalt vom Rührwerkskesselentweder in Holzeimern, in be-heizten Dumpern (dieselgetriebene

    Kleintransporter) oder mit Schub-karren zur Einbaustelle transpor-tiert. Die Eimer werden zur Ein-baustelle getragen und dort ent-leert. Die Dumper fahren mög-lichst nahe an die Einbaustelleheran, wo der Gussasphalt ggf. mitSchubkarren weiter transportiertwird. Der Gussasphalt wird vonHand verteilt und mit dem Streich-brett geglättet.

    Beim maschinellen Einbau wird derGussasphalt vom Rührwerkskesseldirekt vor den Fertiger gegeben.Der Einbau erfolgt mit Einbauboh-len.

    Die Konzentrationen von Dämpfenund Aerosolen aus Bitumen beimVerarbeiten von Gussasphalt sindauf Grund der hohen Einbautem-peratur von ca. 250 °C höher alsbeim Walzasphalt. Beim Abfüllenvom Rührwerkskessel für den ma-nuellen Einbau sowie beim Trans-port mit dem Eimer liegen die Ex-positionen bei 10 mg/m3.

    SachstandsberichtBitumen

    Glätten von Gussasphalt

  • SachstandsberichtBitumen

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    Herstellenvon Bitumen-dämpfungs-folienBitumendämpfungsfolien werdenin Kraftfahrzeugen zur Dämpfungvon Schwingungen der Karosserieeingebaut. Die Dämpfungsfolienwerden in teilgekapselten abge-saugten Fertigungsstraßen herge-stellt.

    Das Bitumen wird hierzu mit Zu-schlagsstoffen bei etwa 160 °C ver-mischt und das Gemisch bei etwa130 °C zu Folien auskalandriert, mitKleber und Versiegelung ausge-rüstet und gestanzt. Die Exposi-tionen der Beschäftigten bei die-sen Fertigungen sind sehr niedrig(ca. 5 mg/m3).

    Herstellenvon Bitumen-bahnenFür die Herstellung von Dach-und Dichtungsbahnen aus Bitu-men und polymermodifiziertemBitumen (im folgenden Bitumen-

    bahnen genannt) wird nach demStraßenbau die zweitgrößte Men-ge Bitumen verwendet. Bitumen-bahnen werden in etwa 25 mit-telständischen Firmen in teil-gekapselten, abgesaugten Ferti-gungsstraßen hergestellt.

    Das Bitumen wird hierzu mit Zu-schlagsstoffen bei etwa 160 °C ver-mischt und das Gemisch bei etwa180-190 °C auf die Trägereinlageaufgebracht. Die fertige Bahn wirdin einem Abkühlungsgehänge ab-gekühlt und konfektioniert. DieExpositionen der Beschäftigtenbei diesen Fertigungen sind sehrniedrig (ca. 4 mg/m3).

    Dachdecker-arbeitenBitumenbahnen werden vor allemvon Dachdeckern eingesetzt (demDachdeckerhandwerk gehören ca.13.000 Betriebe an, die Mehrzahlder Betriebe hat weniger als 10Beschäftigte). Die Bitumenbahnenwerden heutzutage überwiegendim Schweißverfahren verarbeitet,daneben auch im Kaltselbstklebe-oder Gießverfahren.

    Schweißen vonBitumenbahnen

    Beim Schweißverfahren werden dieBitumenbahnen mit einem Pro-pangasbrenner (Handbrenner odermaschineller Schweißautomat, Ver-arbeitungstemperatur ca. 200 °C)angeschmolzen und mit demUntergrund verklebt. Die Expositio-nen liegen bei etwa 9 mg/m3.

    Das Abfüllen vom Dumper in Räu-men (ca. 30 mg/m3) ist ebensowie der Transport mit Schubkarren(über 50 mg/m3) mit deutlichhöheren Expositionen verbunden.

    Beim Glätten in Räumen liegen dieExpositionen bei etwa 35 mg/m3,beim Glätten im Freien unter 10mg/m3. Neben den Lüftungsver-hältnissen spielen die Verarbei-tungstemperatur sowie ggf. Beein-flussungen durch Trennmittel beimmanuellen Einbau von Gussasphalteine wichtige Rolle.

    Beim maschinellen Einbau führtdie relativ große Menge von Guss-asphalt und die hohe Einbautem-peratur zu noch höheren Exposi-tionen an Dämpfen und Aerosolenaus Bitumen (bis 60 mg/m3).

    FugenvergussmitHeißbitumenFugen zwischen Betonflächen wer-den mit Heißbitumen ausgegossenum eine elastische Verbindung zuschaffen. Das Bitumen wird hierzuaus einem Heizkessel über eineSchlauchleitung zu einer Düse ge-führt und direkt in die Fuge ge-sprüht.

    Die Bitumentemperatur beträgtzwischen 160 und 170° C. Beim Fu-genverguss mit Heißbitumen be-steht eine geringe Exposition mitDämpfen und Aerosolen aus Bitu-men (ca. 4 mg/m3).

    Bitumenfolien für Pkw

  • Beim Kaltselbstklebeverfahren undbei mechanischen Befestigungsver-fahren wie Nageln erfolgt keine Er-wärmung; Dämpfe oder Aerosoleaus Bitumen entstehen nicht.

    Einsatz von Heiß-bitumen im Gieß-verfahren

    Beim Gießverfahren wird Bitumenmit einer Temperatur von ca.200°C auf die zu schützende Flä-che gegossen. Die Bitumenbahnwird in die heiße Masse gelegt.

    Ähnlich wie Bitumenbahnen imGießverfahren werden auch Dämm-stoffe, z.B. aus Schaumglas, mitheißflüssigem Bitumen verklebt(ca. 4.000 t Bitumen pro Jahr). Da-bei wird das heiße Bitumen mitGießkannen ausgegossen und dieSchaumglas-Blöcke in das flüssigeBitumen gelegt.

    Die Messungen für Bitumenbah-nen und Dämmstoffe zeigen fürdas Gießverfahren mittels Gießkan-nen im Freien Expositionen von et-wa 10 mg/m3. Dabei sind hier dieAerosol-Anteile deutlich höher alsbeim Schweißverfahren.

    Der früher häufiger durchgeführteBürstenanstrich mit Heißbitumenals Dichtanstrich hat heute als Ab-dichtungsmaßnahme kaum nochBedeutung.

    Verbrennun-gen durch hei-ßes BitumenBitumen ist einer der wenigenBaustoffe, die heiß verarbeitet wer-den. Natürlich ist bekannt, dassman sich sowohl am Kocher alsauch an heißem Bitumen verbren-nen kann. Trotzdem geschieht dasimmer wieder. Abbildung 3 zeigteinen Überblick über die Verbren-nungen durch Bitumen in den Jah-ren 2000 und 2001 (gesamt 386Fälle). Die mit Abstand meistenVerbrennungen dieser Art erfolgenim Dachdeckergewerbe.

    Dachdecker setzen beim Ver-schweißen von Bitumenbahnenoffene Gasbrenner ein oder sieverwenden heißes Bitumen. Dasflüssige Bitumen wird vom Kocherin Gießkannen oder Eimern zurEinbaustelle transportiert.

    Aufgeführt sind hier nur Verbren-nungen, die mindestens drei TageArbeitsunfähigkeit zur Folge haben.Die vielen tagtäglich vorkommen-den kleinen Verletzungen durchheißes Bitumen sind in diesen Zah-len nicht enthalten.

    13

    SachstandsberichtBitumen

    Schweißen von Bitumenbahnen

    Abbildung 3:Verteilung der Verbrennungen durch Bitumen auf Berufe

    Sonstige

    Bauhilfs-arbeiter

    Installateure

    Dachdecker,Zimmerer

    MaurerIsolierer

    Tiefbauer

    StraßenbauerKfz-Führer

    Baumaschinen-führer

    Betonbauer

  • Absenkung derEinbautempera-tur von AsphaltDer Einbau von Asphalt bei abge-senkten Temperaturen ist das Er-gebnis konsequenter Weiterent-wicklung des als Straßen- oderBrückenbelag sowie als Estrich be-kannten Baustoffes. Ein geringerZusatz ermöglicht Einbautempera-turen, die um 20 bis 40°C niedrigerliegen als bei herkömmlichemWalz- oder Gussasphalt. Die Ab-senkung der Einbautemperatur be-deutet Einsparung von Energieund damit Reduzierung der CO2-Produktion, weniger Verschleiß anden Mischanlagen und weniger Al-terung des Bitumens sowie vor al-lem eine Verringerung der Exposi-tion der Beschäftigten beim Einbauvon Asphalt.

    Die Einbautemperatur von Asphaltkann auf verschiedene Weise ab-gesenkt werden. So kann dieEinbautemperatur von Walzas-phalt durch die Zugabe von Zeolithabgesenkt werden. Eingesetzt wirdein Zeolith, der in großen Mengenals Phosphatersatzstoff in Wa-schmitteln Verwendung findet. Ze-olithe geben zwischen 100 °C und200 °C Wasserdampf ab. Dies führtzu einem Aufschäumeffekt, der dieGeschmeidigkeit des Mischgutesverbessert. Auf diese Weise wirddie Verarbeitung deutlich (ca.30 °C) unter den üblicherweise ver-wendeten Temperaturen möglich.

    Andere Wege zur Verringerungder Einbautemperaturen erfolgendurch Zugabe organischer Zusätzewie Amid-Wachse oder Paraffine.Diese Methode ist nicht nur beiWalzasphalt, sondern auch beiGussasphalt einsetzbar, der damitbei Temperaturen bis unter 210 °Cverarbeitbar bleibt.

    Auf den Baustellen gibt es beimEinbau von Asphalten bei ab-gesenkten Temperaturen keinen„blue smoke“ mehr, trotzdem las-sen sich die Asphalte gut verarbei-ten.

    Vorteile des Ein-baus bei abgesenk-ten TemperaturenDer Gesprächskreis BITUMEN siehtals wichtigste Aufgabe die Entwick-lung und den Einbau von Asphaltbei abgesenkten Temperaturen zufördern. Die Asphaltindustrie ver-spricht sich von dieser Entwicklung ø weniger Dämpfe und Aerosole

    beim Einbau;ø weniger Emissionen an der

    Mischanlage;ø geringeren Energieverbrauch;ø geringeren Anlagenverschleiß;ø Reduzierung der CO2-Produk-

    tion;ø Kaum Alterung des Bindemit-

    tels bei Produktion und Einbau;ø Verbesserung der Gebrauchsei-

    genschaften des Asphaltes.

    Der Einbau von Asphalt bei ab-gesenkten Temperaturen ist somitnicht nur der Königsweg für denArbeitsschutz, sondern die Innova-tion für den Einsatz von Asphaltüberhaupt.

    Die Forschungsgesellschaft fürStraßen- und Verkehrswesen e.V.(www.fgsv.de) hat im Frühjahr2006 das Merkblatt für Tempera-turabsenkung von Asphalt herausgegeben. Mit diesem Merkblatt hatdie Auftragsverwaltung (z.B. Stra-ßenbauämter) die Möglichkeit, die-se Asphalte gezielt auszuschreiben.Das Merkblatt wird im Anhang be-schrieben.

    Deutlich geringereBelastungen derBeschäftigtenWalzasphalte können bei ca. 130 °C(statt ca. 160 °C) und Gussasphaltebei bis unter 210 °C (statt ca. 250 °C)eingebaut werden. Diese Einbau-temperaturen führen zu deutlich ge-ringeren Belastungen der Beschäf-tigten (die Abbildungen illustrierendies anhand der jeweiligen 95-Percentil-Werte vieler Messungen).Beim Walzasphalt werden die be-reits bisher unter 10 mg/m3 liegen-den Expositionen noch einmaldeutlich abgesenkt.

    Beim Gussasphalt sind die Verbes-serungen derart drastisch, wie sienoch vor wenigen Jahren undenk-bar schienen. Der Ausschuss für

    SachstandsberichtBitumen

  • Gefahrstoffe hatte für diese Arbei-ten den Grenzwert ausgesetzt, daweder Absaugungen noch per-sönliche Schutzmaßnahmen wieAtemschutz oder fremdbelüfteteHelme wirksam eingesetzt werdenkönnen. Mit abgesenkten Tempe-raturen werden jetzt Expositionenunter 10 mg/m3 erreicht.

    Aus Sicht des Arbeitsschutzes istder Einbau bei abgesenkten Tem-peraturen der Königsweg für denSchutz der Beschäftigten beimUmgang mit heißem Asphalt. Diessieht auch das Bundesministeriumfür Wirtschaft und Arbeit so undhat daher die Firmen Mitteldeut-sche Hartstein Industrie AG sowieWilh. Schütz GmbH & Co. KG imHerbst 2002 bei der Verleihung desDeutschen Gefahrstoffschutz-Prei-ses für ihre Entwicklungen auf demGebiet der bei abgesenkten Tem-peraturen eingebauten Asphalteausgezeichnet.

    WenigerVerschleiß

    Bitumen ist die letzte Fraktion beider Erdöldestillation. Diese Destil-lation verläuft schonend, so dassdas Bitumen nicht verändert („ge-crackt“) wird. Auch bei der As-

    phaltherstellung sollte das Bitumennicht zu hoch erhitzt werden, da-mit es nicht „altert“ und seine Ei-genschaften erhalten bleiben. Diesist bei Asphalt, der bei abgesenk-ten Temperaturen eingebaut wird,gewährleistet. Selbstverständlichwerden auch die Asphaltmisch-anlagen durch geringere Mischtem-peraturen weniger beansprucht.

    Energieeinspa-rung und wenigerAbgase

    Der Energiebedarf kann sich durchAbsenken der Mischtemperaturum 30 bis 35°C um 0,8 Liter Heiz-öl/t Asphalt reduzieren. Bei 60 Miot Asphalt in Deutschland bedeutetdies ein Energiesparpotential vonjährlich fast 50 Mio Liter Heizöl.

    Damit liegt auch ein enormes Po-tential zur Reduzierung der CO2-Produktion vor. Bei 60 Mio t As-phalt in Deutschland werden jähr-lich 1,5 Mio t CO2 produziert; derEinbau bei abgesenkten Tempera-turen würde somit pro Jahr zu et-wa 125.000 t weniger CO2 führen.

    Verbesserung derGebrauchseigen-schaften

    Erfreulicherweise haben bei abge-senkten Temperaturen eingebauteAsphalte verbesserte Gebrauchsei-genschaften. Neben einer hohenVerdichtungswilligkeit beim Einbauzeichnen sich einige Asphalte imGebrauchsverhalten durch eine er-höhte Verformungsresistenz aus,

    bei Gussasphalt wird die Standfes-tigkeit erheblich gesteigert.

    Nachteile durchabgesenkteTemperaturen?

    Asphalte, die bei abgesenktenTemperaturen eingebaut werden,kosten etwa 5% mehr als her-kömmliche Asphalte. Berücksich-tigt man die Energie-Einsparungen,die Schonung der Anlagen unddie verbesserten Gebrauchseigen-schaften, dürften diese Mehrkos-ten zumindest teilweise wiederaufgefangen werden.

    Die deutlich niedrigere Belastungder Beschäftigten durch die gerin-geren Emissionen äußern sich we-niger durch finanzielle Aspekte alsdurch größere „Arbeitszufrieden-heit“.

    15

    SachstandsberichtBitumen

    Verleihung des Deutschen Gefahr-stoffschutzpreises 2002 anWalter Barthel (Fa. MHI) undOttmar W. Schütz (Fa. Schütz)durch Frau Dr. Cornelia Fischer,Abteilungsleiterin des BMWA.

  • Die folgenden Baustellen sollen dieMöglichkeiten des Einbaues vonAsphalt bei abgesenkten Tempera-turen demonstrieren. Ansprech-partner sowie weitere Informatio-nen zu diesen Baustellen sind aufder Webseite des Gesprächskreiseszu finden.

    Asphalt hält Con-tainer stand

    Container-Stellplätze müssen enor-men statischen Belastungen stand-halten, vor allem, wenn mehrereContainer aufeinander gestapeltwerden. Asphalt, der bei abgesenk-ten Temperaturen eingebaut wur-de, hat neben vielen anderen posi-tiven Eigenschaften einen höherenWiderstand gegen Verformungen.

    Daher wurde schon 1997 Asphaltauf einem Containerumschlags-platz im Industriepark Hoechst beiabgesenkten Temperaturen einge-baut. Auch nach neun Jahren er-füllt der Asphalt die enormen An-forderungen an den Belag auf ei-nem Umschlagplatz zur vollstenZufriedenheit.

    AbgesenkteTemperaturenschonen Brücken-beschichtungen

    Im August 2001 wurde die Auto-bahn A4 auf der RodenkirchenerBrücke bei Köln saniert. Da die Brü-cke mit einer temperaturempfind-lichen Beschichtung versehen ist,mussten die Einbau-Temperaturendes Fahrbahnbelages möglichst ge-ring sein. Dies gelang mit einemGussasphalt, der bei 220-230 °Ceingebaut werden konnte. Allewährend der Einbauarbeiten vorge-nommenen Arbeitsplatzmessungenergaben Expositionen der Guss-asphaltarbeiter unter 10 mg/m3.Diese Werte sind erheblich niedri-ger als die beim Einsatz von her-kömmlichem Gussasphalt festge-stellten Werte (bis über 50 mg/m3).

    Bei diesen Sanierungsarbeiten derRodenkirchener Brücke konnteman sich auf Erfahrungen von1997 stützen, als Gussasphalt be-reits auf der Grünewaldbrücke derA 59 bei abgesenkten Temperatu-ren eingebaut wurde, ebenfallswegen einer temperaturempfind-lichen Beschichtung.

    Temperaturabge-senkte Asphalte inFrankreich

    Asphalt wird nicht allein inDeutschland bei abgesenkten Tem-peraturen eingebaut, auch im Aus-land setzt man auf diese Technik.So wurde in Orly bei Paris parallelAsphalt bei üblichen (160 °C) undbei abgesenkten Temperaturen ein-gebaut. Trotz Regen und 11°CAußentemperatur ließ sich der As-

    SachstandsberichtBitumen

    16Asphalt hält Container stand

    Brückenbeschichtungen werden durch abgesenkte Temperatur geschont

    Beispiele für den Einbau von Asph

  • phalt bei 140 °C gut einbauen. DieExposition war an den Arbeitsplät-zen beim Einbau bei niedrigerenTemperaturen deutlich geringer.

    Dänische Bauernlassen Guss-asphalt bei abge-senkten Tempera-turen einbauen

    Seit acht Jahren wird in Dänemarksäurefester Gussasphalt als In-dustrieestrich in „Laufställen“ und„Melkständen“ bei abgesenkterTemperatur verlegt. Der Gussas-phalt wird in Hamburg produziertund in Gussasphaltkochern übermehr als hundert Kilometer bis zuden Baustellen nach Dänemark –einschließlich der Dänischen Inseln(z.B. Fanø) – transportiert.

    Die rheologischen Eigenschaftender im Asphalt enthaltenen Binde-mittel verändern sich trotz desstundenlangen Transportes nur

    wenig, die Gussasphalt-Masse lässtsich einwandfrei verarbeiten.

    Die höheren Materialkosten fürdiese Gussasphalte werden durchEnergieeinsparungen und geringe-ren Verschleiß an den Transportko-chern größtenteils kompensiert.

    Fernpass wird mittemperaturabge-senktem Asphaltsaniert

    Das Straßenbauamt der TirolerLandesregierung forderte 2003 ineiner Ausschreibung für die Sa-nierung mehrerer Teilstrecken desFernpasses ausdrücklich Bitumen„Niedertemperatur“. Den Asphaltlieferte ein bayrisches Asphalt-Mischwerk nach Österreich.

    Die sanierten Teilstrecken des Fern-passes liegen über 1.800 Meterhoch. Der Einbau erfolgte bei einerTemperatur von 128-135 °C. Die neu verlegte Asphaltstrecke konnte

    schon 20 Minuten nach Einbauwieder dem Verkehr übergebenwerden.

    Landebahnen nurmit abgesenkterTemperatur zusanierenDer Flughafen Frankfurt hat seineteilweise über 35 Jahre alte Start-und Landebahn Nord grundlegend

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    SachstandsberichtBitumen

    Einbau bei abgesenkten Tempera-turen am Fernpass

    Einbau bei abgesenkten Temperaturen auch in Frankreich

    alt bei abgesenkten Temperaturen

  • erneuert. Die vier Kilometer langeund 60 Meter breite Piste hat jähr-lich rund 200.000 Starts und Lan-dungen zu verkraften. Die Flugzeu-ge starten und landen jeden Mor-gen ab sechs Uhr. Zu dieser Zeitmuss die neue Asphaltschicht da-her bereits auf mindestens 80 °Cabgekühlt sein. Das war nur mitabgesenkten Temperaturen zuschaffen (120 bis 130 °C).

    In rund 300 Einzelabschnitten wur-de die Landebahn neu gebaut,mit einer Stärke der Asphaltdeckevon 60 Zentimetern. Die Arbeits-zeit auf der Baustelle begannum 22.30 Uhr und endete umsechs Uhr morgens. Tagsüberherrschte regulärer Start- undLandebetrieb.

    Das neue Verfahren wird inzwi-schen auch von anderen Flughäfeneingesetzt. 2004 wurde bei 135 °Cdie Start- und Landebahn des Air-bus Flughafens Hamburg-Finken-

    werder saniert. Die Arbeiten fan-den am ersten Oktober-Wochen-ende statt, fünf Mischanlagen lie-ferten den Asphalt.

    Abgesenkte Tem-peratur stiftetFrieden

    In einer Bonner Tiefgarage be-schwerten sich die Beschäftigtenanderer Gewerke über die beiGussasphaltarbeiten freiwerden-den Dämpfe. Daher mussten imApril 2003 die Gussasphaltarbeiteneingestellt werden.

    Das Problem konnte durch denEinbau eines Gussasphaltes bei ab-gesenkten Temperaturen gelöstwerden. Niemand fühlte sich mehrbelästigt. Obwohl die Temperaturnur wenig abgesenkt war (240statt 250 °C), lagen die Expositio-nen alle unter 13 mg/m3.

    Niedrigere Ein-bautemperaturenin den USA

    Eine Delegation der National As-phalt Paving Association (NAPA)und des National Institut of Occu-pational Safety and Health aus denUSA hat sich im August 2002 imGespräch mit Vertretern des Deut-schen Asphalt Verbandes sowiedes Gesprächskreises BITUMENüber den Einbau v0n Asphalt beiabgesenkten Temperaturen infor-miert.

    Auf der 48. Mitgliederversamm-lung des amerikanischen Asphalt-verbandes im Januar 2003 wurde

    SachstandsberichtBitumen

    18

    Weniger Emissionen durch abge-senkte Temperaturen

    Frankfurter Landebahn wird bei abgesenkter Temperatur saniert

    Beispiele für den Einbau von Asph

  • von mehreren deutschen Refe-renten über „Warm Asphalt Mix“(WAM) berichtet. So heißt dortder Asphalt, der bei abgesenktenTemperaturen eingebaut wird, imGegensatz zu den normalen HotMix Asphaltes.

    Die US Federal Highway Adminis-tration berichtet auf ihrer Webseiteüber WAM (www.fhwa.dot.gov/pavement/wma.htm).

    Auch die Fachzeitschriften in denUSA haben sich dieser Thematikangenommen. So heißt es “WillNorth America Love Warm Mix?”in Better Roads (www.better-roads.com/articles/jun04e.htm)und in der Southeast Construc-tion “Warm-Mixasphalt heats up“(http://southeast.construction.com/features/archive/0507_feature5.asp).

    Slowenien bautebenfalls abge-senkt ein

    Im Oktober 2005 wurde in Slowe-nien Walzasphalt parallel bei nor-malen und abgesenkten Tempera-turen eingebaut. Beim Einbau deskonventionellen Asphaltes (168 °C)ergaben sich für den Fertigerfahrer3,8 mg/m3 und für den Bohlen-führer 9,4 und 2,7 mg/m3. BeimEinbau bei 143 °C lagen die ent-sprechenden Expositionen bei 2,8und 5,1 bzw. 2,7 mg/m3.

    BASt begleitet Ein-bau bei abgesenk-ten Temperaturen

    Im Mai und September 2004 wur-den auf der A 7 und der B 106 Ver-suchsstrecken mit Walzasphalt beiabgesenkten Temperaturen einge-

    baut. Die Bundesanstalt für Stra-ßenwesen (BASt) und der Ge-sprächskreis begleiteten diesen Ein-bau.

    Die Expositionen lagen auf der A 7unter 2 mg/m3, auf der B 106 beimax. 5 mg/m3. Die Einbautempe-raturen lagen unter 140 °C.

    19

    SachstandsberichtBitumen

    Asphalteinbau bei abgesenkten Temperaturen in Slowenien

    alt bei abgesenkten Temperaturen

    Einbau mit abgesenkten Temperaturen auf der A 7

  • Kaltverarbeit-bare Bitumen-produkteNeben einigen Anwendungen imStraßenbau werden kaltverarbeit-bare Bitumenprodukte insbeson-dere zu Abdichtung und Schutzvon Bauwerken eingesetzt. Siekönnen durch Spachteln, Strei-chen, Rollen oder Spritzen imFreien wie in Räumen angewendetwerden.

    Dabei handelt es sich um wässrigeBitumenemulsionen, teilweise mithydraulischer Pulverkomponente,oder um lösemittelhaltige Bitu-men-Produkte. In Deutschlandwurden 1997 ca. 100.000 m3 kalt-verarbeitbare Bitumenprodukteeingesetzt, überwiegend die ausSicht des Arbeitsschutzes zu be-vorzugenden lösemittelfreien Bitu-menemulsionen (etwa 85 %).

    Ein Beispiel für den Einsatz kaltver-arbeitbarer Bitumenprodukte ist

    die Abdichtung von Kelleraußen-wänden mit Bitumendickbeschich-tungen, die vor allem im Woh-nungsbau häufig erfolgt. Oftmalswerden Bitumenvoranstriche zurHaftverbesserung vor dem Auf-bringen von Bitumenbahnen auf-getragen; Bitumenkaltkleber wer-den zum Verkleben von Dachbah-nen, Dämmstoffplatten, usw. ein-gesetzt.

    Eine Exposition gegenüber Dämp-fen und Aerosolen aus Bitumenspielt bei der Kaltverarbeitung vonbitumenhaltigen Produkten keineRolle, bei den lösemittelhaltigenProdukten ist aber die Lösemittel-exposition zu beachten.

    GISCODE

    Ein GISCODE teilt die kaltverarbeit-baren Produkte für die Bauwerks-abdichtung nach Gehalt an Löse-mitteln bzw. aromatischen Löse-mitteln in Gruppen ein (Tabelle 7).Der GISCODE ist auf Gebinden,Sicherheitsdatenblättern und tech-nischen Merkblättern aufgeführt,WINGIS (www.gisbau.de) liefertInformationen zum sicheren Um-gang.

    Schutzhandschuhe

    Auf Anregung des Gesprächskrei-ses BITUMEN hat der Industriever-

    SachstandsberichtBitumen

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    BBP10 Bitumenemulsionen

    BBP20 Bitumenmassen, aromatenarm, lösemittelhaltig

    BBP30 Bitumenmassen, aromatenarm, lösemittelreich

    BBP40 Bitumenmassen, aromatenarm, gesundheitsschädlich,lösemittelhaltig

    BBP50 Bitumenmassen, aromatenarm, gesundheitsschädlich,lösemittelreich

    BBP 60 Bitumenmassen, aromatenreich, gesundheitsschädlich,lösemittelhaltig

    BBP70 Bitumenmassen, aromatenreich, gesundheitsschädlich,lösemittelreich

    Tabelle 7:GISCODE für kaltverarbeitbare Bitumenprodukte in der Bauwerksabdich-tung

    Bitumenkaltkleber

  • band Deutsche Bauchemie e.V. diebeim Einsatz von lösemittelhalti-gen Bitumen-Produkten sowie vonBitumenemulsionen zu verwen-denden Schutzhandschuhe ermit-teln lassen. Für den Umgang mitkaltverarbeitbaren lösemittelhalti-gen Bitumen-Produkten sind dieHandschuhe Best Nitri-Solve 730und KCL Camatril velours 730 ge-eignet, für den Umgang mit kalt-verarbeitbaren Bitumenemulsio-nen Ansell Edmont Sol-Knit 39-222, Best Nitri-Solve 730 und KCLCamatril velours 730. Die vollstän-digen Prüfberichte sind auf derWebseite des Gesprächskreisesverfügbar.

    Lösemittel-explosionen

    Beim Einsatz lösemittelhaltiger Bi-tumenvoranstriche in Räumen unddem darauf folgenden Versuch,mit dem Brenner Bitumenbahnenzu verschweißen, haben sichschwere Unfälle ereignet, z.T. mitTodesfolge.

    Selbst dem Laien müsste klar sein,dass brennbare Produkte nicht inRäumen eingesetzt werden kön-nen, vor allem aber, dass man kei-ne Folgearbeiten mit der offenenFlamme durchführen darf.

    Nach dem Auftragen lösemittelhal-tiger Bitumen-Produkte in Räumenliegen die Konzentrationen der Lö-semittel für längere Zeit deutlichüber den zulässigen Arbeitsplatz-grenzwerten. Zudem liegt in derLuft ein explosionsfähiges Gemischvor. Messungen haben gezeigt,

    dass sich selbst nach entsprechen-den Explosionen wieder eine Ex-Atmosphäre gebildet hat!

    Für diese Anwendungen gibt esungefährliche Bitumenemulsionen,die zumindest in Räumen aus-schließlich eingesetzt werden soll-ten. Der Einsatz lösemittelhaltigerProdukte ist daher nicht nur le-bensgefährlich, sondern technischnicht notwendig und schließlichauch unwirtschaftlich. Denn esmüssten die Lösemittelkonzentra-tionen ermittelt werden, Absau-gungen installiert und vermutlichAtemschutz getragen werden. Oblösemittelhaltige Siloanstriche, diefür das Innere eines Silos gedachtsind, unter diesem Aspekt nochangeboten werden sollten, müssendie Hersteller entscheiden.

    Welche Folgen auch ein nicht töd-licher Unfall für Beschäftigte undBetrieb haben kann, macht der fol-gende Fall deutlich.

    ø Im Sommer 2001 brachte derGeschäftsführer einer Dach-deckerfirma seinen Mitarbeitergegen 13 Uhr zu einer Baustel-le und wollte ihn am spätenNachmittag wieder abholen.Ein 15 m2 großer fensterloserKellerraum sollte mit Bitumen-voranstrich versehen und an-schließend Bitumenbahnenverschweißt werden. Zuerstwurde ein lösemittelhaltigerBitumenvoranstrich auf denBoden und etwa 15 cm hochan den Wänden angebracht.Nach einer Trockenzeit von 1Stunde wurde das Flammenge-rät im Freien in Betrieb genom-

    men und damit in den Raumgegangen. Dabei erfolgte eineVerpuffung. Die Berufsgenos-senschaft sah hier eine grobfahrlässige Vorgehensweise desGeschäftsführers und fordertedie Behandlungskosten (ca.53.000 W) vom Unternehmenzurück. Das Landgericht Ha-nau gab der Klage der Be-rufsgenossenschaft statt. DasOberlandesgericht Frankfurtam Main wies die Berufung desUnternehmers gegen das erst-instanzliche Urteil zurück. BeideGerichte haben u.a. ausge-führt, dass die Firma „jeglicheUnfallverhütung in Bezug aufdas verwendete Mittel unter-lassen hat“ und, dass der Ver-unfallte einem enormen zeit-lichen Druck ausgesetzt war(da die Arbeit innerhalb kürzes-ter Zeit hätte beendet werdensollen).

    21

    SachstandsberichtBitumen

    Kaltverarbeitbare Bitumenproduk-te; GISCODE

  • Studie zurKrebshäufig-keit beiAsphalt-arbeiternDie Internationale Agentur fürKrebsforschung (IARC) in Lyon,Frankreich, betreut seit 1992 dieDurchführung der InternationalenBitumen-Kohortenstudie. An dieserStudie sind Frankreich, Niederlande,Finnland, Norwegen, Dänemarkund Israel beteiligt (Abb. 4). FürDeutschland sind die UniversitätBremen und das Bremer Institut fürPräventionsforschung und Sozial-medizin (BIPS) für die Durchfüh-rung der Studie verantwortlich,welche von Prof. Dr. Ahrens betreutwird (www.bips.uni-bremen.de/projekte.php?cat=abt&projlD=181;Ansprechpartner Dr. Behrens). DieStudie wird in enger Zusammen-arbeit mit den deutschen Verbän-den und Betrieben der Asphalt-industrie durchgeführt und vonverschiedenen internationalen As-phaltorganisationen unterstützt.

    In die Studienpopulation einge-schlossen wurden Männer, die ineinem Asphalt verarbeitenden Be-trieb tätig sind oder tätig waren.Im ersten Follow-up der Kohor-tenstudie bis zum Jahr 1999 wur-de ein leicht erhöhtes Auftretenvon Lungenkrebsfällen bei Arbei-tern in Asphalt verarbeitendenBetrieben beobachtet. Es wurdekein eindeutiger Zusammenhangmit beruflichen Belastungen beider Arbeit mit Bitumen festge-

    stellt. Insbesondere lässt sich ausden vorliegenden Daten nicht ab-leiten, ob die erhöhte Sterblichkeitdurch eine Aufnahme von Dämp-fen und Aerosolen aus oder durchden Hautkontakt mit Bitumenhervorgerufen wurde, oder obnicht vielmehr ein früherer Kon-takt mit teerhaltigen Produkten,Belastungen aus anderen Berufs-tätigkeiten außerhalb der Asphalt-industrie, das Einatmen von Die-selabgasen oder der Konsum vonZigaretten für den Mortalitätsan-stieg verantwortlich zeichnen.

    Um weitere Lungenkrebsfälle zuidentifizieren, wurde das Morta-litäts-Follow-up in einer zweitenErhebung bis zum Jahr 2004 aus-gedehnt.

    An das Mortalitäts-Follow-upschließt sich eine „eingebettete Fall-Kontrollstudie“ an. Diese Untersu-

    chung wird genauer sein und de-taillierte Angaben zu Hygienemaß-nahmen und Arbeitsbedingungenbeim Umgang mit Bitumen durchInterview der Kohortenmitgliedererfassen.

    Um ein Confounding durch voran-gegangene berufliche Tätigkeitenoder bestimmte Nebenerwerbs-tätigkeiten auszuschließen, müssenberufliche Faktoren auch außer-halb der Tätigkeit in der Asphaltverarbeitenden Industrie ermitteltwerden. Dies erfolgt über die Er-hebung einer vollständigen Berufs-vorgeschichte bei allen Studienteil-nehmern, bei der detaillierte Anga-ben zu den jeweiligen Tätigkeitenermittelt werden. Als verhaltensbe-dingter Einfluss kommt zusätzlichdie individuelle Belastung durchdas Rauchen als Auslöser oder Co-Faktor eines Lungenkrebses in Be-tracht, welche im Interview detail-

    SachstandsberichtBitumen

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    Abbildung 4:Verbund der an der IARC-Studie beteiligten Institute

  • liert für verschiedene Tabaksortenerfasst wird.

    Bei verstorbenen Personen werdenAngehörige interviewt. Zusätzlichzu den Angehörigen werden Kolle-gen befragt, die am selben Arbeits-platz wie die verstorbenen Fälleund Kontrollen tätig waren, um va-lide Angaben zu Expositionen amArbeitsplatz zu erhalten. Aus mög-lichen Unterschieden in zurücklie-genden Gefahrstoffeinwirkungenzwischen diesen beiden Gruppenkann auf mögliche Ursachen fürLungenkrebs geschlossen werden.

    In der abschließenden Analyse wer-den dann die an Lungenkrebs ver-storbenen Asphaltarbeiter („Fälle“)mit einer Gruppe von zufällig aus-gewählten Beschäftigten ohne die-se Erkrankung verglichen („Kontrol-len“). Die Ergebnisse der Fall-Kon-trollstudie können u.U. dazu beitra-gen, dass mögliche Gesundheitsge-fahren in der Asphalt- und Tiefbau-branche besser erkannt werden,und helfen bei der zukünftigen Ge-staltung von Arbeitsplätzen und derVermeidung von Gesundheitsgefah-ren zum Nutzen der dort tätigenArbeitnehmer. Die Studie dient so-mit sowohl den Beschäftigten undden Unternehmen als auch den Be-rufsgenossenschaften.

    Inhalations-studieDas Fraunhofer-Institut für Toxiko-logie und Experimentelle Medizin(ITEM) in Hannover (Leitung Prof.Heinrich) hat eine Langzeitinhala-

    tionsstudie durchgeführt, die Auf-schluss über das kanzerogene Po-tential von Dämpfen und Aeroso-len aus Bitumen nach inhalativerAufnahme geben soll. Dies erfolgtdurch eine zweijährige Expositionvon Ratten gegenüber unter-schiedlichen Konzentrationen vonDämpfen und Aerosolen aus Bitu-men und der Messung geeigneterbiologischer Endpunkte. Die Expo-sitionsatmosphäre war dabei inihrer chemischen Zusammenset-zung, insbesondere hinsichtlich derhochsiedenden polycyclischen aro-matischen Kohlenwasserstoffe, mitderjenigen an typischen Arbeits-plätzen im Straßenbau vergleich-bar.

    Die Untersuchungen unterteiltensich inø eine technische Vorstudie,ø eine Studie zur akuten Toxizität,

    ø eine 14-Tage und eine 90-TageDosisfindungsstudie und

    ø die 24-Monats-Kanzerogeni-tätsstudie.

    In der technischen Vorstudie wur-de ein Verfahren zur Generationder Expositionsatmosphäre ent-wickelt und validiert. Die Dämpfeund Aerosole aus Bitumen wurdendabei aus dem Gasraum einesgroßen Lagertanks gesammelt undauskondensiert (Abb. 5). Für dieApplikation im Tierversuch könnenaus diesen Kondensaten mittels ei-nes speziell entwickelten Genera-tionssystems wieder unterschied-liche Konzentrationen von Dämp-fen und Aerosolen aus Bitumenhergestellt werden (Pohlmann etal., 2006).

    Mit der 24-Monats-Kanzeroge-nitätsstudie an Ratten wurde im

    23

    SachstandsberichtBitumen

    Abbildung 5:Sammelapparatur für Kondensat aus Bitumen. Das Dampf-Aerosol-Ge-misch wird aus dem geheizten (180 °C) Bitumentank (!) durch ein be-heiztes Rohr (2) und eine Edelstahlspirale (3) in einen Kühler (4) und ineinem Gefäß (5) aufgefangen. Ein weiteres Gefäß (6) dient als Wasser-falle und schützt die Pumpe (7).

  • Das wichtigste Ergebnis dieser Stu-dien hat die Arbeitsgemeinschaftder Bitumenindustrie folgender-maßen zusammengefasst: „Die In-halation von Dämpfen und Aero-solen aus Bitumen über einen Zei-traum von zwei Jahren hat bei denVersuchstieren (Ratten) im Ver-gleich zu einer Kontrollgruppe, dienur reine Luft eingeatmet hat,nicht zu einem statistisch relevan-ten Anstieg in der Krebsrate ge-führt, weder insgesamt noch inspezifischen Organen. Aufgrunddieser Ergebnisse können Dämpfeund Aerosole aus Bitumen nichtals krebserregend für Ratten ange-sehen werden. Vereinzelt wurdenin Nasengängen und Lunge Rei-zungserscheinungen festgestellt,die auf die Wirkung der Dämpfezurückzuführen sind.“

    Weitere Informationen sind auf derWebseite des Gesprächskreises zufinden.

    Dermale Re-sorption vonEmissionenaus heißemBitumenAm Institut und der Poliklinik fürArbeits- und Sozialmedizin desUniversitätsklinikums Gießen undMarburg wurde eine Studie mitdem Ziel durchgeführt, die Daten-lage bezüglich einer möglichendermalen Resorption von Bitu-men-Emissionen zu verbessern.

    Das Projekt gliederte sich in zweiexperimentelle Versuchsabläufe,und zwar zunächst die reprodu-zierbare Generierung der Bitumen-Emissionen bei ca. 200 °C mit derEvaluierung der entsprechendenQualitätskriterien in einer Versuchs-kammer. In dieser Kammer erfolg-

    März 2003 begonnen. Die Studiewurde mit vier Gruppen durch-geführt, die gegenüber Dämpfenund Aerosolen aus Bitumen (4, 20,100 mg/m3 Gesamtkohlenwasser-stoffe) exponiert wurden. Zusätz-lich zu den histopathologischenGewebeuntersuchungen am Endeder Studie wurden nach 7 und 90Tagen sowie 12 Monaten Untersu-chungen der Lungenspülflüssigkeitsowie Untersuchungen zur Zellpro-liferation des Nasen- und Lungen-epithels durchgeführt.

    In einer zweiten Studie wurdenDämpfe und Aerosole aus Bitumenauf ihre molekulartoxikologischenWirkungen in einer Inhalationsstu-die an Ratten in einem Studien-design mit 3 Dosisstufen (4, 20 und100 mg/m3) und 4 Zeitpunkten(5 Tage, 1, 3 und 12 Monate) unter-sucht. Es wurde gezielt nach gen-toxischen Wirkungen durch Be-stimmung von stabilen DNAAddukten (32P-Postlabelling, Mikro-kerne und quantitative Erfassungdes 8-OHdG-Adduktes) in Gewe-ben der Atemwege (Lunge, Alveola-repithel, respiratorisches Epithel derNase) sowie lymphozytäre DNAgesucht. Des weiteren wurden 14polyzyklische aromatische Kohlen-wasserstoffe (PAK) sowie derenmetabolische Abbauprodukte inUrinproben exponierter Tiere mit-tels HPLC-MS untersucht. Genom-weite Genchipanalysen an drei Mo-nate exponierten Tieren ermöglich-te die Findung regulierter Gene. Dieca. 20 meist regulierten Gene wur-den hinsichtlich Ihrer dosis- undzeitabhängigen Expression in Lungeund Nasenepithel sowie Blutzellenmittels RT-PCR analysiert.

    SachstandsberichtBitumen

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    Abbildung 6:Konzentration dreier PAK-Metabolite von 10 Atemschutz tragenden Pro-banten vor, während und nach Exposition gegenüber Bitumen-Emissio-nen von 20 mg/m3

  • ten im zweiten Teilprojekt stan-dardisierte Expositionen von ins-gesamt 10 Probanden gegen-über dem damals für Innenräu-me vorgegebenen Grenzwert von20 mg/m3 Dämpfen und Aerosolenaus Bitumen erfolgten. Für die Er-zeugung dieser Emissionen wurdedas am häufigsten in der Praxis ein-gesetzte Bitumen B 65 verwendet.

    Der Versuchsablauf berücksichtig-te praxisrelevante Gegebenheitenam Arbeitsplatz wie z.B. jeweilsinsgesamt 8-stündige Expositions-zeiten oder Aufenthalt in der Ver-suchskammer mit unbekleidetemOberkörper. Gewährleistet wer-den konnte außerdem eine nahe-zu gleichmäßige Zusammenset-zung der Emissionen über die ge-samte Expositionszeit. Zum Aus-schluss einer Inhalation trugen dieProbanden eine gebläseunter-stützte Atemschutzmaske. Zur Bil-anzierung einer dermalen undkombinierten inhalativ/dermalenInkorporation wurden in einer wei-teren Untersuchung zwei der zehnProbanden ohne Atemschutz un-ter den gleichen Versuchsbedin-gungen exponiert. Die Quantifizie-rung der resorbierten Bitumen-Emissionen orientierte sich amBiomonitoring der Metabolite derin den Emissionen vorliegendenpolycyclischen aromatischen Koh-lenwasserstoffe (PAK) Pyren, Chry-sen und Phenanthren im Harn.

    Die Abbildung 6 zeigt eine deut-liche dermale Resorption der inden Bitumen-Emissionen vorhan-denen PAK. Eine Bilanzierung an-hand der bei den beiden mit undohne Atemschutz exponierten Pro-

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    SachstandsberichtBitumen

    Raucher Nichtraucher

    n µg/Kreatinin n µg/Kreatinin

    Kontrollen

    Bürotätigkeit 24 0,16 40 0,05

    Exponierte

    Staplerfahrer 8 0,26 7 0,11

    Kalanderführer 6 0,23 2 0,14

    Anlagenfahrer 4 0,23 4 0,08

    Chargierbetrieb 6 0,18 6 0,05

    Instandhaltung 8 0,19 9 0,07

    Abnehmer 14 0,13 17 0,09

    Sonstige 18 0,23 25 0,07

    Tabelle 8:Medianwerte der 1-Hydroxypyren-Konzentration [µg/Kreatinin]

    banden ermittelten PAK-Harnkon-zentration ergab einen über dieHaut resorbierten Anteil im Fallevon Chrysen, Phenanthren und Py-ren von 50–60 % der insgesamt in-korporierten Menge.

    DermaleResorption beiKontakt mitkaltem Bitu-men?Es wurden 134 Beschäftigte einesBitumendämpfungsfolien herstel-lenden Betriebes hinsichtlich äuße-rer und innerer PAK-Belastunguntersucht. Dabei lag die Tempera-tur des Bitumens, mit dem die Be-schäftigten in Kontakt kamen,

    überwiegend unter 50 °C. Die äu-ßere Exposition wurde mithilfepersonengebundener Luftmessun-gen bestimmt (16 EPA-PAK).

    Zur Erfassung der inneren PAK-Belastung wurden die Metabolite1-Hydroxypyren; 1-, (2+9)-, 3- und4-Hydroxyphenanthren sowie 1-und 2-Naphthol im Urin bestimmt.Als Kontrollkollektiv wurden 64 be-ruflich nicht PAK-exponierte Perso-nen untersucht (Tabelle 8).

    Unter den Nichtrauchern ließ sichein signifikater Unterschied zwi-schen bitumenexponierten Arbei-tern und den Kontrollen nur beider 1-Hydroxypyren-Ausscheidungfeststellen. Alle im Urin gemesse-nen Konzentrationen der PAK-Metaboliten lagen im Bereich derBasisausscheidung der Allgemein-bevölkerung. Es ist daher davon

  • auszugehen, dass bei der hieruntersuchten Form der Bitumen-verarbeitung das zusätzliche Ge-sundheitsrisiko durch PAK-Expo-sition unter Berücksichtigung derbestimmten Parameter vernachläs-sigt werden kann.

    Raucher wiesen generell höhereWerte für alle im Urin untersuch-ten PAK-Metaboliten auf. Dies giltfür Bitumenexponierte und Kon-trollen.

    Die Raucher des Kontrollkollektivshatten höhere PAK-Ausscheidun-gen als die nicht rauchenden bi-tumenexponierten Personen.

    Arbeitsmedi-zinische Be-treuung derGussasphalt-ArbeiterDer Ausschuss für Gefahrstoffe hat2000 mit der Aussetzung desGrenzwertes für Gussasphaltarbei-ten gefordert, die Gussasphalt-

    arbeiter besonders intensiv arbeits-medizinisch zu betreuen. Es sollteermittelt werden, ob diese Tätigkeitaufgrund der relativ hohen Exposi-tionen durch Dämpfe und Aero-sole aus Bitumen die Atemwegebesonders belastet.

    Hierzu wurde mit Hilfe der Bera-tungsstelle für Gussasphaltanwen-dung (bga) alle erreichbaren Guss-asphalt verarbeitende Betriebe auf-gefordert, ihre Arbeitnehmer un-tersuchen zu lassen. Die Untersu-chung wurde vom Arbeitsmedizini-schen Dienst der BG BAU im Er-hebungszeitraum August 1999 bisJanuar 2004 durchgeführt.

    165 Betriebe, alle Mitgliedsbetriebeder bga, sowie Betriebe, von de-nen angenommen wurde, dass sieGussasphaltarbeiten ausführen,wurden angesprochen. 52 Betriebeführten keine Gussasphaltarbeitenaus oder waren in den 77 Betrie-ben aufgegangen, von denen ins-gesamt 859 Gussasphaltarbeiteruntersucht wurden.

    Telefonisch wurde Anfang 2006 beiden verbleibenden Firmen 200

    Gussasphaltarbeiter in 25 Firmenermittelt. Damit ergibt sich ein Ge-samtkollektiv von etwa 1100 Guss-asphaltarbeitern in Deutschland.Den 859 untersuchten Guss-asphaltarbeitern wurde ein Ver-gleichskollektiv mit 517 Kontrollengegenübergestellt.

    Für die Erfassung der Untersu-chung wurde ein Erhebungsbogenkonzipiert, der Beschwerden derArbeitnehmer im Hinblick auf dieHaut und Atemwege erfragte. DerFragebogen wurde durch ein ab-schließendes Urteil des untersu-chenden Arbeitsmediziners er-gänzt.

    Im Ergebnis sind die erfragten Be-schwerden bei den Gussasphalt-arbeitern deutlich höher. Von denExponierten gaben 24,5 % mindes-tens eine Beschwerde an gegen-über 5,8 % bei den Kontrollen. Amhäufigsten waren Atembeschwer-den vermerkt (Abb. 7). Die Anzahlder Klagen steigt mit dem zeit-lichen Ausmaß der Gussasphalt-tätigkeit. In der ärztlichen Beurtei-lung zur Fortführung der Tätigkeitam Arbeitsplatz wurden signifikant

    SachstandsberichtBitumen

    26

    Gussasphalteinbau

    Abbildung 7:Einzelbeschwerden

  • häufiger Einschränkungen bei denExponierten ausgesprochen. DerUmgang mit Epoxydharzen unddie Exposition gegenüber Diesel-motoremissionen wurden mehr-fach als zusätzlich belastend ge-nannt.

    HumanstudieBitumenMit der Aussetzung des Grenzwer-tes für Dämpfe und Aerosole ausBitumen bei der Heißverarbeitungfür Gussasphaltarbeiten im Mai2000 hat der Ausschuss für Ge-fahrstoffe auch intensive Vor- undNachschichtuntersuchungen dieserBerufsgruppe angeregt. Im Berufs-genossenschaftlichen Forschungs-institut für Arbeitsmedizin (BGFA),Institut der Ruhr-Universität in Bo-chum, wurde ein Forschungspro-jekt mit dem Ziel initiiert, die mög-lichen chemisch-irritativen Wirkun-gen von Dämpfen und Aerosolenaus Bitumen auf die Atemwege zuuntersuchen – die Gussasphalter-studie.

    Gussasphalter-studie

    Gemeinsam mit ärztlichen undtechnischen Mitarbeitern der Bau-Berufsgenossenschaften wurdenGussasphaltarbeiter hinsichtlichder besonderen Belastung durchDämpfe und Aerosole aus Bitu-men, die bei der Heißverarbeitungfreigesetzt werden, vor und nacheiner Arbeitsschicht (Cross-shift)untersucht. Ein nichtexponiertes

    Vergleichskollektiv gleicher Größediente als Kontrollkollektiv. Dieserarbeitsmedizinisch-epidemiologi-sche Ansatz umfasst neben derErfassung von tätigkeits- undkrankheitsbezogenen Daten dieErhebung von Lungenfunktions-parametern vor und nach derSchicht.

    Untersuchungsmaterialien wieBlut, Nasallavagen, induzierte Spu-ten und Urin wurden ebenfalls ge-sammelt und untersucht. Nebender Analyse der Metabolite derpolyzyklischen aromatischen Koh-lenwasserstoffe (PAK) im Urin er-folgten personen- und umge-bungsbezogene Expositionsmes-sungen (Ambient Monitoring). ImMai 2001 wurde mit den Unter-suchungen begonnen und bis En-de 2004 Beschäftigte auf 14 unter-schiedlichen Baustellen unter-sucht.

    Insgesamt konnten 66 Beschäftigtemit Bitumenexposition sowie 49Beschäftigte ohne Bitumen-Expo-sition, die im Straßenbau tätigwaren, als Kontrollpersonen in dieUntersuchung mit einbezogenwerden.

    Ausgehend von 10 mg/m3 als bisEnde 2004 gültigen Grenzwertfür Dämpfe und Aerosole ausBitumen bei der Heißverarbeitungwurden für die jeweiligen Aus-wertungen die personengetra-genen „Ambient Monitoring“-Da-ten zugrunde gelegt und zweiGruppen gebildet, so dass 38 Be-schäftigte während ihrer Arbeits-schicht niedrigexponiert waren(unter 10 mg/m3). Für die übrigen28 Beschäftigten lag die Belastungüber 10 mg/m3 (Hochexponierte).

    Die Ergebnisse der Untersuchun-gen zeigten einen eindeutigen

    27

    SachstandsberichtBitumen

    Organisation der Untersuchungen im Rahmen der Humanstudie Bitu-men.

  • Dosis-Wirkungszusammenhang beiden Ausscheidungen der PAK-Metabolite nach der Schicht. Jehöher die äußere Exposition mitDämpfen und Aerosolen aus Bitu-men war, umso höher waren die1-Hydroxypyren- und die Hydroxy-phenanthren-Konzentrationen imNachschicht-Urin. Atemwegsbe-schwerden wurden von den hoch-exponierten Gussasphaltierernhäufiger genannt. Das Abfallen derLungenfunktionswerte nach derSchicht bei den Exponierten zeigteeinen akuten Einfluss der Dämpfeund Aerosole im Schichtverlauf.

    Dass die Vorschicht-Lungenfunk-tionswerte in der niedrigexponier-ten Gruppe am höchsten warenund sich signifikant von der Refe-renzgruppe unterschieden, könnteauf einen „Healthy-Worker-Effekt“hindeuten. Entzündliche Verände-rungen bei den Hochexponiertenwaren am deutlichsten in den tie-feren Atemwegen zu beobachtenund weisen auf eine chemisch-irri-tative Wirkung der Dämpfe undAerosole aus Bitumen hin (Raulf-Heimsoth et al., 2006). Auch Ge-notoxische Parameter wie DNA-Adduktraten zeigen einen Zu-sammenhang zur Expositiongegenüber Dämpfen und Aeroso-len (Marczynski et al., 2006).

    Da insgesamt bei den biologischenParametern die Streubreite – wiezu erwarten – relativ groß war, sindgrößere Kollektive für eine validestatistische Auswertung und einegesicherte Aussage notwendig.

    Daher wurden diese Untersuchun-gen in einem erweiterten Kollektiv

    im Rahmen der „Humanstudie Bi-tumen“ fortgesetzt.

    Gussasphalter mitMischexposition

    Im Rahmen der Gussasphalterstu-die wurden bei sieben Beschäftig-ten deutlich erhöhte Konzentratio-nen der PAK-Metabolite im Nach-schicht-Urin im Vergleich zu denanderen Gussasphaltkolonnen ge-messen (Schott et al., 2004).

    Ursache hierfür war ein Unterbo-den aus Steinkohleteerpechplatten,aus dem der heiße Gussasphalt diePAK freigesetzt hatte (Abb. 8).In den Steinkohleteerpechplattenwurde eine Benzo[a]pyren-Konzen-tration von 768 mg/kg ermittelt, inder Gussasphaltschicht weniger als0,3 mg/kg.

    Da die erhöhte PAK-Belastung ihreUrsache außerhalb des Bitumenshatte, wurde diese Kolonne aus

    der weiteren Betrachtung heraus-genommen.

    HumanstudieBitumen

    Seit Januar 2005 führt das Berufs-genossenschaftliche Forschungsin-stitut für Arbeitsmedizin (BGFA),Institut der Ruhr-Universität Bo-chum, gemeinsam mit der BGBAU die Humanstudie Bitumendurch (Leitung Frau PD Dr. Raulf-Heimsoth). Das Ziel dieser Studieliegt in der Abklärung der mög-lichen chemisch-irritativen bzw. ge-notoxischen Wirkung von Dämp-fen und Aerosolen aus Bitumenauf die Atemwege. Hierzu mussein genügend großes Kollektiv vonentsprechend exponierten Be-schäftigten und ein vergleichbaresReferenzkollektiv unter Berücksich-tigung von Dosis-Wirkungsbezie-hungen untersucht werden.

    Die Humanstudie Bitumen, die so-wohl vom Ausschuss für Gefahr-stoffe als auch von der MAK-Kom-mission unterstützt wird, basiertauf den Ergebnissen der Gussas-phalter-Studie. Das dort verwen-dete Cross-shift Untersuchungs-Design mit definierten Endpunk-ten des Ambient Monitorings zurExpositionsbestimmung, die ärztli-che Untersuchung und der Einsatzeines tätigkeits- und krankheits-bezogenen Fragebogens, Lungen-funktionsuntersuchungen, Bestim-mungen von Metaboliten derpolyzyklischen aromatischen Koh-lenwasserstoffe (PAK) im Urin, dieGewinnung und Analyse von Zell-material und löslichen Entzün-

    SachstandsberichtBitumen

    28

    Abbildung 8:Bohrkern des Bodens der Schwel-mer Kolonne; oben Teppichboden,in der Mitte der Gussasphalt, un-ten Steinkohlenteerpechplatte

  • dungsmediatoren der Nasen-schleimhaut und des tieferen Res-pirationstraktes, die genotoxischensowie die Untersuchungen rele-vanter Enzympolymorphismenwerden auch in der HumanstudieBitumen fortgeführt.

    Insgesamt 600 Personen sollen imRahmen der Humanstudie Bitu-men wie o.g. untersucht werden,dabei sollen 450 Personen, die ge-gen Dämpfe und Aerosole aus Bi-tumen exponiert sind und 150 Be-schäftigte ohne Bitumenexposi-tion einbezogen werden.

    Bei der Humanstudie Bitumenhandelt es sich um eine multizen-trische Studie (Abb. 9), die sowohlvon allen fünf Kompetenz-Zentrendes BGFA als auch von externenKooperationspartnern getragenwird. Das biologische Monitoringerfolgt durch die Arbeitsgruppevon Prof. Dr. Angerer vom Institutund Poliklinik für Arbeits-, Sozial-und Umweltmedizin (IPASUM) inErlangen und das Ambient Moni-toring durch das BGIA. Letztereswird ergänzt durch die Unter-suchungen der 16 EPA-PAKs, diedurch die BG BAU initiiert wurdenund in der Arbeitsgruppe von PDDr. Knecht an der Universität Gie-ßen durchgeführt werden.

    Darüber hinaus finden im Rahmendieser Studie Untersuchungen amFraunhofer-Institut für Toxikologieund Experimentelle Medizin (ITEM)in Hannover statt. Dabei geht esu.a. um die Bestimmung von glo-balen Transkriptionsanalysen zurIdentifizierung veränderter Gen-

    expressionsprofile. Zusätzlich wer-den ergänzende Untersuchungenhinsichtlich genotoxischer Para-meter vorgenommen. Für dieseUntersuchung werden dem ITEMvon den Beschäftigten Blutprobenvor und nach der Schicht zur Ver-fügung gestellt.

    Ergänzend wurde mit Votumdes Gesprächskreises BITUMENdas so genannte DREAM-Modul(DeRmal Exposure AssessmentMethod) von Dr. Kromhout (IRAS,Universität Utrecht) in die Hu-manstudie Bitumen aufgenom-men. Dieses Modul dient zur se-miquantitativen Erfassung der Ex-position gegen Dämpfe und Aero-sole von Bitumen und zur Ab-schätzung der dermalen Exposi-

    tion. Neben den personengetrage-nen und stationären Expositions-erfassungen sollen die Expositio-nen zukünftig durch geschulteBeobachter an einigen ausgewähl-ten Baustellen erfasst werden. DasDREAM-Modul kommt europa-weit in einem Teilkollektiv derIARC-Studie bei Asphaltarbeiternzum Einsatz.

    Neben dem Hauptverband der Be-rufsgenossenschaften, der denüberwiegenden Teil der Kosten fürdieses Projekt trägt, ist auch die BGBAU am Projekt beteiligt. Darüberhinaus konnten insbesonderedurch den Einsatz des Gesprächs-kreises BITUMEN Industrievertretergewonnen werden, die Teilaspekteder Studie mitfinanzieren.

    29

    SachstandsberichtBitumen

    Abbildung 9:Strukturierung der Humanstudie Bitumen. Neben dem BGFA sind das In-stitut für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin der Universität Erlangen-Nürnberg (IPASUM), das Fraunhofer-Institut in Hannover (ITEM) und dieUniversität Gießen beteiligt. Das DREAM-Modul der Universität Utrechtwurde implementiert

  • Bitumen inder UmweltIm Freien werden nur an sehrheißen Tagen Asphalttemperatu-ren auf den Straßen von maximal80 °C erreicht sowie auf DächernTemperaturen der Dachbahnenbis zu 100 °C, so dass hier keineEmissionen aus Bitumen auftre-ten. Zudem verhärtet Bitumendurch UV- und Luftsauerstoffbe-anspruchung an der Oberflächeund macht „dicht“, ein weitererGrund dafür, dass keine Emissio-nen bei eingebauten Bitumenpro-dukten auftreten.

    Wasser eluiert keine Stoffe aus Bi-tumen und Asphalt. Daher werdenbitumenhaltige Abdichtungen be-vorzugt in Bereichen eingesetzt,die zur Speicherung oder Rückhal-tung von Trinkwasser dienen. Bitu-men wird von Pflanzen oder Orga-nismen nicht abgebaut.

    Bitumenin RäumenNach dem Einbau fällt die Konzen-tration der Emissionen schnell aufein sehr niedriges Niveau ab. Istder Gussasphaltestrich auf unter100 °C abgekühlt, treten keineEmissionen mehr auf. Daher be-steht bei dem üblichen zeitlichenAbstand zwischen Einbau undNutzung der Räume keine Beein-trächtigung der Bewohner.

    Auch die als Abdichtung verwen-deten Bitumenprodukte geben

    nach dem Einbau keine Bitumenin-haltsstoffe ab.

    Wasser-gefährdungBitumen ist nicht wasserlöslich.Auch werden aus Bitumen keineStoffe durch Wasser herausgelöst.Daher ist Bitumen im Anhang 1der Verwaltungsvorschrift wasser-gefährdende Stoffe (VwVwS) nichtals wassergefährdender Stoff auf-geführt.

    Bitumen und Asphalt werden imBereich der Trinkwassererzeugungseit Jahrzehnten eingesetzt, insbe-sondere bei der Abdichtung undBefestigung von Talsperren.

    TransportAls Transportgut fällt Bitumen seitJanuar 1997 in die Gefahrgutklas-

    se 9 (Erwärmte Stoffe) der inter-nationalen Gefahrgut-Transport-vorschriften (ADR). Dabei wird ei-ne Gefahr ausschließlich in der fürden Transport erforderlichen Tem-peratur von über 100 °C gesehen,die für die Erhaltung der Pumpfä-higkeit erforderlich ist.

    Für den Transport von Walz- undGussasphalt gelten folgende Rege-lungen:Walzasphalt ist kein flüssiger Stoffund infolge Temperaturen < 240 °Ckein Gefahrgut im Sinne derGGVSE.

    Für Gussasphalt gibt es in der ADReine Sondervorschrift (Nr. 643) inder es heißt „Gussasphalt unter-liegt nicht den für die Klasse 9 gel-tenden Vorschriften“.

    Das bedeutet eine völlige Freistel-lung der Gussasphaltbeförderungvon den Gefahrguttransportvor-schriften (z.B. im Rührwerkskessel).

    SachstandsberichtBitumen

    30Trinkwassertalsperre – mit Asphalt abgedichtet

  • Mit dem Merkblatt für Temperatur-absenkung von Asphalt (M TA), ver-öffentlicht durch die Forschungs-gesellschaft für Straßen- und Ver-kehrswesen e.V. (FGSV), hat dieseneue Bauweise Zugang zum Tech-nischen Regelwerk für Straßenbaugefunden.

    Neben der Reduzierung der CO2-Emissionen als Beitrag zum Klima-schutz sind mit der Temperatur-absenkung bei der Herstellung undVerarbeitung von Asphalt zwei wei-tere Ziele verbunden: Energieein-sparung unter dem Aspekt der Res-sourcenschonung und eine Vermin-derung der Emissionen unter demAspekt des Arbeitsschutzes.

    Das zunehmende Angebot vonZusätzen und Sonderbindemittelnfür temperaturabgesenkte Asphaltemachte es erforderlich, diese Bau-weise mit einem Regelwerk hand-habbar zu machen.

    Das Merkblatt gibt Hinweise und Er-läuterungen zu den Besonderheitenbei der Herstellung und Verarbei-tung von temperaturabgesenktenAsphalten. Es werden zwei zielfüh-rende Möglichkeiten zur Tempera-turabsenkung beschrieben; die Ver-wendung von

    ø mineralischen Zusätze (Zeoli-then), sowie

    ø von viskositätsverändernden or-ganischen Zusätzen (Fettsäure-amide, Fischer-Tropsch-Wachseund Montanwachse).

    Der Anwendungsbereich umfasstgrundsätzlich alle Asphalte im Heiß-einbau. Eine abschließende Beurtei-

    lung der technischen Eigenschaftenvon Asphalten, die mit viskositätsver-ändernden Zusätzen bei abgesenk-ten Temperaturen hergestellt undverarbeitet werden, kann erst nacheiner erwarteten Nutzungszeit vonca. 15 Jahren erfolgen. Dies ist fürdie zur Zeit auf dem Markt verfüg-baren Produkte noch nicht möglich.

    Die bis heute vorliegenden Erkennt-nisse werden von der Bundesanstaltfür Straßenwesen (BASt) in einer„Erfahrungssammlung über die Ver-wendung von Fertigprodukten undZusätzen zur Temperaturabsenkungvon Asphalt“ veröffentlicht. In demMerkblatt der FGSV wird auf dieseErfahrungssammlung verwiesen.

    Als Voraussetzung für die Aufnah-me eines Produktes in die Erfah-rungssammlung wurden positiveErfahrungen über einen längerenBeobachtungszeitraum (mindes-tens 5 Jahre) festgelegt. Die ersteAusgabe der Erfahrungssammlung,(März 2006), beruht auf Nachunter-suchungen an Erprobungsstrecken.

    An diesen Erprobungsstrecken miteiner Nutzungsdauer von bis zu 7

    Jahren und zum Teil hoher Ver-kehrsbelastung wurden – neben de