asphalt 05/19

Schwerpunkt: Qualagon
37
während COI 30 von unter 100 einen Phasenwinkel bei 30
°C von weniger als 45° ausweisen.
Der COI 30 definiert somit das viskose Potenzial des
Bindemittels bei der niedrigsten Temperatur des gewählten
Spektrums, womit eine tendenzielle Aussage zum
Verhalten bei tieferen Temperaturen erwartet werden
kann.
Die Abbildung 7 zeigt die COI 30 vor und nach Alterung
für alle untersuchten Bindemittel. Die zusammengehörigen
Bindemittel (Lieferstellen) sind wiederum durch entsprechende
Farben der Symbole identifizierbar.
Während mit dem relativen Speichermodul bei Äquisteifigkeitstemperatur
im Wesentlichen die Modifizierungsart
und die Veränderung infolge Alterung separiert
werden konnten, ermöglicht der COI 30 eine zusätzliche
Differenzierung der „Bindemittelhärte“. Die Bitumen der
Sorte 160/220 lassen sich hiermit sehr eindeutig von den
übrigen Bindemitteln und zudem in die einzelnen Lieferstellen
differenzieren. Bei einigen weiteren Bindemittelsorten
(45/85-50 A RC, 50/70 und 25/35 V) lassen sich
ebenfalls einzelne Lieferstellen gut abgrenzen.
Kennwert 3: Veränderung des Phasenwinkels zwischen
40 und 50 °C, Delta PhaWi 50auf40
Der temperaturabhängige Verlauf des Phasenwinkels
zeigt bei visueller Ansprache (Abbildung 5) zwischen 40
und 50 °C, insbesondere bei modifizierten Bindemitteln,
eine teilweise charakteristische Steigung, die sich infolge
des Alterungsprozesses oftmals verändert.
Vor diesem Hintergrund wurde die Veränderung der
Steigung des Phasenwinkels zwischen 40 und 50 °C
infolge der Alterung als weiterer Kennwert in die Auswertung
mit aufgenommen.
Delta PhaWi 50auf40 = ((PhaWi 50° gealtert - PhaWi 40° gealtert )
- (PhaWi 50° frisch - PhaWi 40° frisch ))[°]
Auch mit diesem Bindemittelkennwert vor und nach Alterung
lassen sich zum Teil sehr eindeutige Zuordnungen
der Lieferquelle des Bindemittels feststellen (Abbildung
8) und es liegt ein dritter Kennwert vor, der vom Temperaturbereich
zwischen den beiden anderen Kennwerten
zu erwarten ist.
Untersuchungsergebnisse
(Komplexer Ansatz)
Mit dem dritten Untersuchungsansatz (Komplexer
Ansatz) wurde neben dem Temperatur-Sweep von 30 bis
90 °C ein zusätzlicher Kennwert im unteren Gebrauchstemperaturbereich
angestrebt. Somit war der Erweiterte
Ansatz die Basis, die um einen Scher-Kriechversuch bei
-10 °C erweitert wurde. Wichtig war an dieser Stelle, dass
dabei keine zwei getrennten Untersuchungsabläufe mit
zwei Proben notwendig sind, sondern dies an einer Probe
in einem Untersuchungsablauf vorgenommen werden
kann (alles mit dem Platte-Platte-System mit 25 mm
Durchmesser, PP25).
Auch wenn das primäre Ziel dieser Arbeit eine möglichst
differenzierende Identifikation der Bindemittel(-art/-provenienz)
ist, so stellen diese zusätzlichen
Ergebnisse im Tieftemperaturbereich eine wichtige
Erweiterung zur komplexen Charakterisierung der
Gebrauchseigenschaften dar. Möglicherweise können
hiermit auch Abhängigkeiten zur Asphalt-Performance
im Tieftemperaturbereich gemacht werden.
Die Scher-Kriechversuche wurden kraftgesteuert
durchgeführt, da aufgrund der sehr unterschiedlichen
Härten der untersuchten Bindemittel eine einheitliche
Wegsteuerung – ohne Gefahr der Zerstörung der Probe
– als nicht realistisch bzw. nicht hinreichend differenzierbar
angesehen wurde. Dazu wurde eine einheitliche Kraft
von 20 kPa gewählt, bei der eine Schädigung der Bindemittelprobe
nicht zu erwarten war.
Zunächst wurde die Last von 20 kPa für 1.800 Sekunden
konstant gehalten (Kriechphase), um danach in einer
Entlastungsphase von 3.600 Sekunden den elastischen
und den viskoelastischen Rückverformungsanteil zu
Abbildung 12: Darstellung
der Messergebnisse (50/70
links, 160/220 rechts) mit
Grenz-/Erfahrungsbereichen
65
EP RuK (frisch) [°C]
55
EP RuK (frisch) [°C]
60
55
Lieferstelle 1 (n=3)
Lieferstelle 2 (n=3)
Lieferstelle 3 (n=3)
50
45
Lieferstelle 1 (n=3)
Lieferstelle 2 (n=3)
Lieferstelle 3 (n=3)
50
40
45
35
Zunahme EP RuK [°C]
0 5 10
15
20
40
2,0 1,0 0,0
-1,0
-2,0 -3,0
35 3,0
25 30
2,0
PI (frisch) [-]
Zunahme EP RuK [°C]
0 5 10
15
20
25
30
25
3,0 2,0
1,0
0,0
-1,0 -2,0
2,0
30
1,0
PI (frisch) [-]
1,0
0,0
0,0
-1,0
-1,0
-2,0
-2,0
-3,0
PI (gealtert) [-]
-3,0
PI (gealtert) [-]
-4,0
5|2019