asphalt 05/18

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Schwerpunkt: Prüftechnik
P hasenwinkel δ BTSV [°]
90
85
80
75
70
65
60
90
160/220
70/100
50/70
30/45
20/30
120/200-40
45/80-50
25/55-55
10/40-65
55
40/100-65
50
30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70
Temperatur T BTSV [°C]
Abbildung 2: Differenzierung von Bitumen mittels BTSV-Kennwerten T BTSV [°C] und δ BTSV [°C]:
Sortenabhängige Spannweiten von Straßenbaubitumen und Polymermodifizierten Bitumen [3].
Während der Phasenwinkel δ BTSV für Straßenbaubitumen
annähernd konstant bei ca. 80 °C bleibt, variiert
der Kennwert bei modifizierten Bitumen. Der Kennwert
δ BTSV beschreibt demnach die Wirkung einer
Modifizierung. Je höher die Wirkung einer Modifizierung
ist, umso geringer ist der Phasenwinkel δ BTSV .
Anhand des Phasenwinkels kann somit eindeutig zwischen
Straßenbaubitumen und Polymermodifizierten
Bitumen differenziert werden.
Bitumen können also mit T BTSV hinsichtlich ihrer
Härte und mit δ BTSV hinsichtlich der Wirkung einer
Modifizierung voneinander unterschieden werden.
Damit bietet das BTSV eine Grundlage für eine Vielzahl
von Anwendungsmöglichkeiten.
Teilweise zeigen sich in Abbildung 2 Überlappungen
zu angrenzenden Sortenspannen, sodass die Differenzierung
nur bedingt möglich ist. Diese Überlappungen
resultieren aus den Anforderungen gemäß
den TL Bitumen, die sich ebenfalls in weiten Bereichen
überschneiden [7]. Aus rheologischer Sicht sind die
Bitumen im Bereich der oberen Gebrauchstemperatur
in den Überlappungsbereich hinsichtlich Härte und
Wirkung der Modifizierung identisch.
85
80
160/220 70/100
50/70 30/45
20/30
Anwendung des BTSV bei
der Klassifizierung von Bitumen
P hasenwinkel δ BTSV [°]
75
70
65
60
55
120/200-40 45/80-50 25/55-55
40/100-65
10/40-65
50
36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70
Temperatur T BTSV [°C]
Abbildung 3: Neues Klassifizierungssystem von Bitumen: Mögliche Sortenspannen mit empirisch
ermittelten Mittelwerten konventionell klassifizierter Bitumen [3].
Auf Grundlage der BTSV-Kennwerte wäre es nun möglich,
ein neues und eindeutiges Klassifizierungssystem
zu erstellen, in das sich auch die konventionell klassifizierten
Bitumen gemäß TL Bitumen weitestgehend
eingruppieren lassen [3]. Abbildung 3 zeigt mögliche
Klassifizierungsgrenzen im BTSV-Diagramm, zusammen
mit den empirisch ermittelten Mittelwerten der
jeweiligen Bitumensorte aus Abbildung 2.
Das BTSV findet bereits Anwendung bei der Klassifizierung
von viskositätsveränderten Bindemitteln. Die
Empfehlungen zur Klassifikation von viskositätsveränderten
Bindemitteln (E KvB) [9] enthalten statt des
traditionellen Erweichungspunktes Ring und Kugel
Tabelle 1: Anforderungswerte für gebrauchsfertige viskositätsveränderte Straßenbaubitumen (Auszug) [9]
Merkmal oder
Eigenschaft
Penetration
bei 25 °C
Einheit Prüfmethode 15/25 VL 15/25 VH 25/30 VL 25/30 VH 35/50 VL 35/50 VH 50/80 VL 50/80 VH
0,1 mm DIN EN 1426 15 bis 25 25 bis 30 35 bis 50 50 bis 80
Äquisteifigkeitstemperatur
T (G* = 15kPa)
bei 1,59 Hz
°C
In Anlehnung an
AL DSR-Prüfung
(T-Sweep)
60 bis 80 55 bis 75 50 bis 70 45 bis 65
Phasenwinkel
δ (G* = 15kPa)
bei 1,59 Hz
°
In Anlehnung an
AL DSR-Prüfung
(T-Sweep)
IA IA IA IA
Phasenübergangstemperatur
T PT
°C
AL DSR-Prüfung
(konstante
Scherrate)
80 ≤ T PT
< 100
100 ≤ T PT
< 120
80 ≤ T PT
< 100
100 ≤ T PT
< 120
80 ≤ T PT
< 100
100 ≤ T PT
< 120
80 ≤ T PT
< 100
100 ≤ T PT
< 120
Kategorie L: low phase transition temperature
Kategorie H: high phase transition temperature
5|2018