asphalt 05/19

Schwerpunkt: Bitumen
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suchstypen: dem einaxialen Zugversuch und dem
Abkühlversuch.
Die einaxialen Zugversuche werden bei konstanten
Temperaturen von T = +20 °C, +5 °C, -10 °C und -25 °C
durchgeführt. Dabei werden Asphaltprobekörper mit
einer konstanten Verformungsgeschwindigkeit von
v = 1 mm/min axial auseinandergezogen. Als Ergebnisse
des einaxialen Zugversuches werden die Zugfestigkeit
und die Bruchdehnung bei den jeweiligen Prüftemperaturen
angegeben.
Mit dem Abkühlversuch wird die Beanspruchung von
Asphalten durch Temperaturänderungen simuliert. Der
Probekörper wird bei konstanter Länge mit einer Temperaturrate
von T = 10 K/h kontinuierlich abgekühlt. Infolge
des thermischen Schrumpfes entstehen kryogene Zugspannungen,
die bei Erreichen der Zugfestigkeit zum
Bruch führen. Ergebnisse des Abkühlversuches sind der
Verlauf der kryogenen Zugspannungen, die Bruchspannung
und die Bruchtemperatur.
Die Differenz zwischen den Merkmalsgrößen Zugfestigkeit
und kryogene Zugspannung wird als Zugfestigkeitsreserve
bezeichnet, die der Aufnahme verkehrslastbedingter
Zugspannungen zur Verfügung steht. Als
asphalttechnologische Kenngrößen werden sowohl die
maximale Zugfestigkeitsreserve als auch die korrespondierende
Temperatur herangezogen.
Für die Bestimmung der asphalttechnologischen
Kennwerte wurden mit beiden Bitumen ein Asphaltbeton
AC 11 D N gleicher Rezeptur gemischt. Aus einer Teilprobe
jeder Variante wurden direkt anschließend Asphaltprobeplatten
mit dem Walz-Sektor-Verdichter (WSV) hergestellt,
aus denen die für die Zug- und Abkühlversuche
erforderlichen prismatischen Probekörper präpariert
wurden.
Abbildung 4 zeigt die Ergebnisse der Prüfungen zum
Tieftemperaturverhalten der unmittelbar nach dem Mischprozess
verdichteten Asphalte. Die Vorteilhaftigkeit der
Asphaltvariante mit dem Bitumen 50/70 „Long Life“ wird
LITERATUR
Abbildung 6: Bruchtemperaturen und Temperaturen bei maximaler Zugfestigkeitsreserve
von AC 11 D N ohne und mit BSA (Quelle: 1-6: Total)
sowohl durch den kryogenen Spannungsverlauf als auch
durch den Wert der maximalen Zugfestigkeit deutlich.
Die verbleibende Teilprobe des Asphaltmischgutes
wurde vor der Verdichtung dem BSA unterzogen. Auch
die aus dem vorbeanspruchten Mischgut hergestellten
Probekörper zeigen bei Verwendung von 50/70 „Long
Life“ ein günstigeres Kälteverhalten (Abbildung 5).
Die in Abbildung 6 grafisch zusammengestellten maßgeblichen
Temperaturen zur Beschreibung des Kälteverhaltens
von Asphalten, die Bruchtemperatur und die
Temperatur bei maximaler Zugfestigkeitsreserve,
beschreiben die unterschiedlichen Bindemitteleigenschaften.
Das Materialverhalten der Probekörper mit dem
Bitumen 50/70 „Long Life“ nach BSA entspricht dem
unbeanspruchten Asphalt mit dem Standardbindemittel
50/70.
Ausblick
[1] Alisov, A.: „Typisierung von Bitumen mittels instationärer
Oszillationsrheometrie“; Braunschweig, 2017
[2] Büchler, S.; Mollenhauer, K.; Renken, P.: „Einfluss von
modifizierten Bitumen auf die Kälte- und Ermüdungseigenschaften
von Asphalt und deren Veränderung während
der Nutzungsdauer“, Abschlussbericht zum Forschungsprojekt
FE 07.208/2004/BGB, Braunschweig, 2007
[3] DIN EN 12607-1: „Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel
– Bestimmung der Beständigkeit gegen Verhärtung
unter Einfluss von Wärme und Luft – Teil 1: RTFOT-Verfahren“;
2015
[4] DIN EN 14769: „Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel
– Beschleunigte Langzeit-Alterung mit einem Druckalterungsbehälter
(PAV)“; 2012
Mit der Entwicklung von „Long Life“ verfügt Total Bitumen
über eine Technologie, die nachweislich die negativen
Auswirkungen des Alterungsverhaltens von Straßenbaubitumen
verringert. Diese Technologie kann für die
Herstellung aller Sorten von Straßenbaubitumen angewendet
werden, unabhängig von der Provenienz des
destillierten Rohöls. Zurzeit wird bei Total Bitumen in
Brunsbüttel an der Errichtung der erforderlichen Infrastruktur
gearbeitet, um mit der Markteinführung eine
ausreichende Produktverfügbarkeit gewährleisten zu
können. Außerdem sollen in 2019 Referenzstrecken
errichtet werden. Die Nutzung der „Long-Life“-Technologie
für Polymermodifizierte Bitumen ist ein weiteres prioritäres
Ziel. Erste positive Prüfergebnisse liegen vor, die
erwarten lassen, dass die Realisierung kurzfristig erfolgen
kann.
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AUTOREN
Dr. Tobias Hagner
TOTAL Bitumen Deutschland
GmbH
Technischer Kundenservice
tobias.hagner@total.de
5|2019