asphalt 05/19
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Schwerpunkt: Bitumen<br />
Gebrauchstemperaturbereich des Asphalts positiv auf<br />
den Verformungswiderstand aus. Nachteilige Veränderungen<br />
der Bindemitteleigenschaften sind hingegen im<br />
Tieftemperaturverhalten zu erwarten. Demzufolge wurden<br />
die Bitumen zur Überprüfung in den unterschiedlichen<br />
Alterungszuständen mittels Biegebalkenrheometer<br />
(BBR) untersucht.<br />
Als maßgebliche Eigenschaft für das Tieftemperaturverhalten<br />
wird in Fachkreisen die Temperatur angesehen, bei<br />
der das Bindemittel eine Steifigkeit von S = 300 MPa aufweist.<br />
Wie aus Abbildung 2 hervorgeht, zeichnet sich unabhängig<br />
vom Beanspruchungszustand die Bindemittelvariante<br />
„Long Life“ durch günstigeres Kälteverhalten aus.<br />
Bindemittelkennwerte nach Rückgewinnung<br />
Abbildung 1: DSR-Ergebnisse<br />
zur Beschreibung des Alterungsverhaltens<br />
Tabelle 2: Konventionelle<br />
Bitumenkennwerte im Anlieferungszustand<br />
sowie nach<br />
Rückgewinnung aus dem<br />
Asphaltmischgut ohne und<br />
mit BSA<br />
eine Gesetzmäßigkeit des Alterungsverhaltens abgeleitet<br />
werden.<br />
In Abbildung 1 sind die Ergebnisse der DSR-Untersuchungen<br />
an den Bitumen im Anlieferungszustand und<br />
nach wiederholter Beanspruchung im RTFOT dargestellt.<br />
Anhand der Abstände der Messpunkte ist offensichtlich,<br />
dass das Bitumen 50/70 „Long Life“ erheblich geringere<br />
Veränderungen infolge der thermisch-oxidativen Beanspruchung<br />
durch den RTFOT erfährt. Außerdem ist an den<br />
parallelen Funktionsverläufen festzustellen, dass sich<br />
beide Bindemittel gleichartig verhalten, jedoch auf unterschiedlichem<br />
Niveau des Phasenwinkels. Das Bitumen<br />
50/70 „Long Life“ reagiert in dem betrachteten Temperaturbereich,<br />
dem oberen Gebrauchstemperaturbereich<br />
des Asphalts, folglich elastischer, kann dementsprechend<br />
einen größeren Beitrag zum Verformungswiderstand des<br />
Asphalts leisten.<br />
Da die Alterung zu einer Versprödung des Bitumens<br />
führt, wirken sich die Veränderungen im oberen<br />
Eigenschaft 50/70 50/70 Long Life<br />
Erweichungspunkt RuK [°C] 51 52<br />
Penetration [dmm] 58 63<br />
Nach Rückgewinnung aus dem Asphalt<br />
- Erweichungspunkt RuK [°C] 54,6 53<br />
- Änderung des EP RuK [°C] 3,6 1<br />
- Penetration [dmm] 42 59<br />
- Verbl. Penetration [%] 72 94<br />
Nach BSA und Rückgewinnung aus dem Asphalt<br />
- Erweichungspunkt RuK [°C] 59,6 57,2<br />
- Änderung des EP RuK [°C] 8,6 5,2<br />
- Penetration [dmm] 30 39<br />
- Verbl. Penetration [%] 52 62<br />
Der nächste Entwicklungsschritt war die Überprüfung der<br />
Bindemitteleigenschaften nach der Herstellung von<br />
Asphaltmischgut und der Rückgewinnung des Bindemittels<br />
aus dem Asphaltmischgut. Zusätzlich wurde eine<br />
Teilmenge des Asphaltmischgutes einer der Nutzungsdauer<br />
entsprechenden oxidativen Beanspruchung ausgesetzt.<br />
Für diese Alterung des Asphaltmischgutes wurde<br />
das Braunschweiger Alterungsverfahren (BSA) angewendet.<br />
Dabei wird das granulierte Asphaltmischgut für 96<br />
Stunden einer Temperatur von T = +80 °C mit Luftumwälzung<br />
ausgesetzt. Das BSA wurde in einem Forschungsprojekt<br />
[2] dahingehend entwickelt, eine Beanspruchung<br />
des Bitumens zu erzielen, die Bitumenkennwerte des<br />
zurückgewonnenen Bitumens liefern, welche zwischen<br />
denen der simulierten Kurzzeitalterung (RTFOT) und<br />
Langzeitalterung (RTFOT mit anschließendem PAV) liegen.<br />
Nach Rückgewinnung des Bindemittels wurden in<br />
diesem Projekt sowohl die konventionellen als auch die<br />
rheologischen Bitumenkennwerte mittels DSR und BBR<br />
bestimmt.<br />
Die nach Rückgewinnung aus dem Asphaltmischgut<br />
ermittelten Werte des Erweichungspunktes Ring und<br />
Kugel sowie der Nadelpenetration bestätigen die<br />
Erkenntnisse der Untersuchungen an den Bindemitteln<br />
im Anlieferungszustand. Wiederum lieferte das Bitumen<br />
50/70 „Long Life“ geringere durch Alterungsprozesse<br />
bewirkte Veränderungen (Tabelle 2).<br />
Auch die Prüfergebnisse aus dem BBR erfüllten die<br />
Erwartungen. Das rückgewonnene Bindemittel<br />
50/70 „Long Life“ weist, wie Abbildung 3 zeigt, vergleichsweise<br />
geringere Äquisteifigkeitstemperaturen auf.<br />
Asphalttechnologische Kennwerte<br />
Da die mit der Alterung einhergehende Versteifung des<br />
Bindemittels einen positiven Beitrag zur Verformungsbeständigkeit<br />
des Asphalts leistet, sind für die Überprüfung<br />
<strong>asphalt</strong>technologischer Kennwerte die Kälteeigenschaften<br />
maßgeblich.<br />
Die Ansprache der Kälteeigenschaften – die Rissresistenz<br />
von Asphalten bei tiefen Temperaturen – erfolgt<br />
zweckmäßigerweise mit zwei unterschiedlichen Ver-<br />
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