Asphalt und Bitumen - IfB

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M.N. Partl; Asphalt & Bitumen; Werkstoffe I '11 

Asphalt und Bitumen 

Prof. Dr. Manfred N. Partl 

KTH Stockholm, SE; Univ. Carleton, Ottawa, CA 

Abteilung Strassenbau/Abdichtungen 

EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt 

EMPA,Überlandstrasse 129 

CH-8600 Dübendorf 

Tel: +41 1 823 41 13; Fax:+41 1 821 62 44 

e-mail: manfred.partl@empa.ch; www.empa.ch 

Inhalt 

Einleitung/Definitionen 

Bindemittel 

Mischgut 

Bitumenbahnen 

M.N. Partl; Asphalt & Bitumen; Werkstoffe I '11

3 

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Geschichte-Bitumen-Asphalt 

Natürlicher Baustoff, daher 

lange Geschichte 

Turm zu Babel (~3000vChr) 

Zikkurat 

Herodot 484 - 425 BC: 

“With these bricks they built the banks of the 

moat, and after that the wall itself, using hot 

bitumen for mortar and inserting reed-mats 

every thirty rows to strengthen it.” …On top of it 

there is another tower, and another on top of 

that, and so on up to eight stages. 

Guffa Boat 

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Wasserreservoir 

Pakistan (ca. 3000vChr) 

Naturasphalt-Vorkommen, z.B. 

Val de Travers 

Trinidad Lake 

Asphaltstrassen USA um 1920 

Staub 

0.5km 


Schlamm 

Washington Pennsylvania Avenue 1907 

(Naturasphalt)

5 

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�/�(t 2) 

1 

0.5 

Bituminöse Werkstoffe: 

Im deutschsprachigen Raum: 

bitumenhaltige & teerhaltige Werkstoffe. 

Primäre organischen Bestandteile sind 

Kohlenwasserstoffe : 

entweder aus Erdöldestillation 

(Bitumen) oder Koksherstellung (Teer). 

Mechanische Eigenschaften: 

extrem temperatur- und zeitabhängig, 

d.h. viskoelastisch und viskoplastisch 

Kriech-Erholung MA 23°C 

� �=- 0.25MPa, 0.1MPa 

� ve 

0 

t1=0 t2=3600s Pl/113/’11 

� e 

� vp 

� p 

t 2=3600s 

Einachsiger Druck: 

Duktiler Schubbruch 

Druck 

Zug 

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t 3=20h 



Zeitunabhängig 

Zeitabhängig 

Zeitabhängig 

� tot= � el + � ve + � vp + � pl 

Zeitunabhängig 

Einachsiger Zug: 

Sprödbruch 

Reversibel 

Irreversibel 

(plastisch & 

viskos & 

Risse)

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Typische Merkmale von Bitumen 

Geringe Dichte, d.h. 1.0..1.06kg/m 3 (wie Wasser) 

Extreme Temperatur & Zeitabhängigkeit (visko-elasto-plastisch) 

daher auch geringe Wärme- & Feuerbeständigkeit 

Gute Abdichtung gegen Wasser & Dampf (Diffusionswiderstand 

�=10 5 ) 

Wasserabstossend, geringe Wasserlöslichkeit (Löslichkeit 

Wasser in Bitumen 0.001...0.1%) 

Gute Haft- & Klebeeigenschaften an trockenen Flächen (bei 

Emulsionen bedingt auch auf feuchten Flächen) 

Tiefe thermische Leitfähigkeit (0.16 W/mK) 

Grosse thermische Ausdehnung (6.1 x10 -4 /K) 

Gute Witterungsbeständigkeit (kaum Oxidation in Luft) 

Oxidation bewirkt Alterung (Versprödung) 

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Typische Merkmale von Bitumen 

Weitgehend physiologisch unbedenklich 

Chemisch beständig gegenüber den meisten anorganischen 

Säuren (Ausnahmen: Salpetersäure HNO 3 und Schwefelsäure 

H 2SO 4), Basen und Salzen, stark polaren Lösemitteln wie 

Alkohol und Wasser 

Chemisch unbeständig gegenüber Ölen und Fetten sowie 

artverwandten unpolaren organischen Lösungsmitteln wie 

Benzin, Toluol, Trichloräthan 

Recyclierbar 

Geringer Reparaturaufwand 

Erheblicher Energieverbrauch bei Heissverarbeitung 

Mit dem Benzinmarkt gekoppelt

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Teer 

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Aus Verkokung (Entgasung unter Luftabschluss) von Steinkohle 

(Gas- & Koksherstellg.), Braunkohle, Holz.. 

säureempfindlich und nur begrenzt haltbar. 

krebserregend (kanzerogen), daher im Bau kaum mehr verwendet 

(schädliche flüchtige Bestandteile, starker Geruch!). 

Abdichtung gegen Erdölprodukte (z.B. Benzin-Tanklager). 

Früher für Strassen und Dachpappe im Hochbau eingesetzt. 

Teer-Bitumen: Bitumen (Hauptbestandteil) mit einer Beimischung 

von Teer. 

Bitumen-Teer: Teer (Hauptbestandteil) mit einer Beimischung von 

Bitumen 

Pech: Rückstand der Teerdestillation (Ölanteile abdestilliert); in 

Bautechnik unbedeutend. 

Die gesundheitliche Gefährdung wird anhand des PAK Wertes, d.h. des 

Gehalts an Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffen 

erfasst, wobei als Referenzsubstanz Benzo(a)pyren (BaP) benützt wird 

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PAK Gehalte Teer-Bitumen 

Bindemittel EPA-PAK, [mg/kg] Benzo(a)pyren, 

[mg/kg] 


Phenole, Kresole, 

[mg/kg] 

Bitumen 10 ... 40 0.2 ...1.8 0.3…2 

Teerbitumen mit 5 

% Teer 

5‘000 ... 15‘000 450 ... 600 220…250 

Teer 100‘000 ... 300‘000 9‘000 ...12‘500 4400…5000 

Richtwert BAFU: 5000 mg/kg in Bindemittel 

(provisorisch 20'000 mg/kg) 

EPA: US Umweltbehörde (Environmental Protection Agency)

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Asphalt 

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Definition: 

Gemisch aus Bitumen oder bitumenhaltigen Bindemitteln und Mineralstoffen 

(Filler, Sand,..) …+ möglichen weiteren Zuschlägen/Zusätzen. 

In der Natur vorhanden, meist technisch hergestellt 

Naturasphalt 

Natürliches Bitumen- 

Mineralstoff-Gemisch 

Vorkommen z.B.: 

Val de Travers (NE) 

Seyssel (Frankreich) 

Insel Trinidad (Lake Asphalt) 

Totes Meer 

Utah (Gilsonit) 

Albanien (Selenizza) 

…. 

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Bemerkung: Asphalt kann im Englischen - nicht 

immer ganz eindeutig – sowohl Bitumen als 

auch das Bitumen-Mineralstoffgemisch 

bezeichnen 

Utah/Gilsonit 

Bermudez/Venezuela (gereinigt) 

Albanien/Selenizza 

Trinidad (Epuré) 

Indonesien/Boeton 

Kanada/Alberta 

Frankreich/Elsass 

USA/Utah 

Italien/Sizilien 

16.6 

13.4 

11.7 

Schweiz/Val de Travers 9.9 

USA/Kentucky 5.1 

Deutschland/Eschershausen 5.1 

18.4 

37.5 

54.0 

94.0 

88.5 

99.0 


Sand 

Sandstein 

Kalkstein 

Muschelkalk Bitumen 

Ton Lava 

Mineral 

keine Angaben 

0 20 40 60 80 100 

Gewichts-% 

Wichtigste bitumenhaltige Bindemittel 

nach SN 670 061 

Bitumen und bitumenhaltige 

Bindemittel 


Bitumen Bitumenemulsionen Kaltbitumen Fluxbitumen 

Strassenbaubitumen 

Standard 

Hart 

Weich 

Kationisch Anionisch 

Modifizierte Bitumen 

Polymermodifiziert 

Gummibitumen 

Temperaturreduziert 

Multigrade 

Farblos 

Industriebitumen 

Oxidationsbit. 

Hartbitumen 

Naturasphalte

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Arten bitumenhaltiger Bdm. (1) 

Destillationsbitumen: 

bzw. Strassenbaubitumen; gewöhnliche Destillation, weich bis mittelhart. 

Sortenbezeichnung durch die Grenzen der Penetrationswerte 25°C. Auch als 

Penetrationsbitumen bezeichnet. 

Einsatz für Heissmischgut im Strassenbau und in Sonderfällen für 

Oberflächenbehandlungen, ausserdem für Elektro-Kabel, Emulsionen, 

Fugenvergussmassen 

Standard-Strassenbaubit. (Penetration zw. 20 und 330 [0.1mm]) 

Harte Strassenbaubit. (Penetration zw. 10 und 25 [0.1mm]), 

Verwendung für Asphalte mit hohem Modul 

Weiche Strassenbaubit. (Penetration über 330 [0.1mm]), Verwendung 

bei extrem tiefen Temperaturen (Skandinavien) 

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Industriebitumen: Bitumen, die nicht im Strassenbau eingesetzt werden 

Oxidationsbitumen: bzw. Industriebitumen oder geblasenes 

Bitumen; Einblasen von Luft in geschmolzenes Bitumen; 

Plastizität in grösserem Temperaturbereich; gute Elastizität und 

Wärmebeständigkeit. 

Höherer Erweichungspunkt als Destillationsbitumen bei gleicher 

Nadel-Penetration. 

Hartbitumen: Industriebitumen mit Nadel-Penetration unter 10 

[0,1 mm]. Herstellung von Gussasphalt im Hochbau sowie als 

Ausgangsmaterial für Bitumenschutzlacke, Isoliermaterialien, 

Gummiwaren und Druckfarben eingesetzt.

15 

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Zeolithe: 

Fischer-Tropsch-Paraffin = 

Modifizierte Bitumen: Aus Bitumen Mineral mit Zusätzen mit mikroporöse 

synthetischer aliphatischer 

und/oder chemische und 

physikalische Modifikation 

Gerüststruktur aus AlO 

Kohlenwasserstoff mit hoher 

4−und 

SiO4−Tetrahedern. Allg Formel 

Polymerbitumen Molekülmasse (C40…C120) (PmB): aus Gemische Mx/n[(AlO2) von x(SiO2) Bitumen y] . z H und Polymeren (z.B. 

Kohle oder Gas mittels 

2O 

APP: ataktisches Polypropylen, Wirken SBS: wie Styrol-Butadien-Styrol) 

Molkularsiebe 

Fischer-Tropsch Verfahren 

Eigenschaften grosstechnisch hergestellt von PmB meist abhängig von der Art des Bitumens, der 

Art (Umwandlung und Menge von Synthesegas des Polymers sowie der Feinheit der Dispersion. 

CO/H2 in flüssige 

Gummibitumen Kohlenwasserstoffe) enthalten Gummimehl und/ oder -granulat aus 

Altpneus. Der Anwendung wie PmB. Beschränkte Lagerbeständigkeit! 

Temperaturreduzierte Bitumen: Bitumen mit Zusatz von geeigneten 

Additiven (z.B. Wachse, Fischer-Tropsch-Paraffine, Zeolithe). 

Mischgutherstellung und -einbau bei niedrigeren Temp. möglich (bessere 

Arbeitsbedingungen, weniger Bindemittelalterung und Emissionen, 

geringerer Energieverbrauch). 

Multigrade Bitumen: Chemisch-modifizierte Bitumen (ohne 

Polymerzusatz) mit geringer Temperaturempfindlichkeit. Einsatz gegen 

Spurrinnenbildung und Ermüdung vor allem für Hochmodulasphalte. 

Farblose Bitumen: Synthetisch aus polymeren Harzen; Verhalten wie 

klass. Bitumen. Mit Farbpigmenten: Gestaltung von Plätzen & Strassen. 

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Kaltbitumen: 

bzw. Bitumenlösungen oder Lackbitumen; 

Lösungen von Bitumen in relativ leichtflüchtigen organischen Lösemitteln 

zur Verarbeitung im kalten Zustand > 5°C, z.B. als Anstrich oder 

Haftvermittler (oekologisch und physiologisch problematisch). 

In der Schweiz nur einsetzbar, wenn Bitumenemulsionen sich nicht eignen 

(z.B. bei tiefen Temperaturen); sie sind daher nicht mehr normiert. 

Verschnittbitumen: 

bzw. Fluxbitumen oder Cutback; 

Zusatz von schwerflüchtigen organischen Lösemitteln (sog. 

Verschnittmittel, z.B. Öl) zur besseren Verarbeitbarkeit und 

Viskositätsreduktion (meist kalt verarbeitbar); Erst bei Temp um 50 °C 

genügend flüssig, um gespritzt werden zu können; Verwendung 

hauptsächlich für Oberflächenbehandlungen und vorgefertigtes Kaltmischgut 

(heute vermehrt umweltfreundliche Fluxöle auf pflanzlicher Basis, die auch 

über längere Zeit nicht verdunsten)

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Bitumenemulsionen: 

Fein verteiltes (bzw. emulgiertes) Bitumen oder Polymerbitumen in einer 

Flüssigkeit, meist Wasser; Zähigkeitsreduktion; Verarbeitung im kalten 

Zustand. Damit sich Bitumentröpfchen und nicht Wasser trennen, werden 

oberflächenaktive Emulgatoren zur Stabilisierung zugesetzt. 

Man unterscheidet anionische (alkalische) und kationische (saure) und 

nichtionische Emulsionen, je nachdem ob die Bitumenteilchen 

elektrostatisch negativ, positiv oder nicht geladen sind. 

Beim Kontakt mit Mineralstoffen werden die Bitumenteilchen am Mineral 

angelagert und Wasser wird ausgeschieden. Diesen „Abbinde“-Vorgang 

heisst Brechen der Emulsion: Die 5-10�m Bitumenteilchen bilden praktisch 

schlagartig einen kontinuierlichen Bitumenfilm, indem sie koagulieren und 

sich vom Wasser trennen, welches anschliessend verdunstet. 

Schaumbitumen: 

Schaum aus Bitumen durch Einspritzen von ca. 2% Wasser und Druckluft 

mittels Düse in heisses Bitumen. Viskositätsreduktion durch 

Schaumbläschen. 

Anwendungbeispiele für 

Bitumenbaustoffe 

Verkehr 

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Strassenbeläge 

Fahrbahn-Übergänge 

Fugen 

Flugisten 


Feste Fahrbahn

19 

20 



Gestaltung 

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Plätze 

Dachschindeln 

Farbige Beläge 

Bodenbeläge 



Abdichtungen 

Rissverguss 

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Reservoirs 

Flachdächer 

Brückenabdichtungen 

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Deponien 

Tagbautunnel

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Arbeitssicherheit/Umwelt 

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Produkte Arbeitssicherheit Arbeitshygiene Umwelt 

Bitumen heiss & Hohe Verarbeitungs- Dämpfe, problema-tisch Geringe Emissionen 

Bitumen-Produkte temp.; Verbrennungen nur in geschlossenen 

Bei Überhitzung: Räumen 

Bildung von explosiven Geringe 

Dämpfen 

Geruchsbelästigung 

Bitumen kalt & 

Bitumen-Produkte 

Problemlos Allgemeine Hygiene Problemlos 

Teerhaltige Produkte Hohe Verarbeitungs- Bildung von giftigen Auswaschen von 

temp.: Verbrennungen Dämpfen beim 

Schadstoffen beim Kontakt 

Bei Überhitzung: Heissverarbeiten mit Wasser 

Bildung von explosiven Hautkontakt: Reizung Gefahr für Grundwasser 

Dämpfen 

der Haut möglich 

Bitumenemulsionen Problemlos Hautkontakt: Reizung Problemlos bei normalen 

der Haut möglich Anwendungen 

Mögliche Probleme bei 

Auslaufen von grösseren 

Mengen 

Lösemittelhaltige Hohe Brand- und Hohe Konzentration an Gefährdung von Grund- 

Bitumenprodukte, z.B. Explosionsgefahr gesundheitswasser, 

Boden und 

Cutback, 

schädlichen Dämpfen Ozonschicht durch 

Haftanstriche 

organische Lösemittel 

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Sicherheit im Umgang mit Bitumen 

Undichte Heiz-Leitungen, schadhafte Schläuche sofort ersetzten. Nach jedem 

Gebrauch Leitungen entleeren! 

Vorsicht beim Schweissen von 

Bitumentanks, Leitungen & Fässern. 

Das Beheizen von Bitumen mit direkter 

oder offener Flamme ist zu unterlassen 

(Gase, Verkokungsprodukte). Brandrisiko! 

Bei Lagerung von Bitumen, Überhitzen & Kondenswasser vermeiden. 

Körperschutz tragen (Handschuhe, Brille, Helm, die Haut deckende Kleider), 

Verbrennungsrisiko &Sonnenbrand wegen sensibler Haut durch Bitumendämpfe. 

Keine Kleider & Reinigungstücher aus hitzeempfindlichen Kunstfasern. 

Bei normalen Verarbeitungstemp. Dämpfe im Freien gering und unbedenklich. 

Überhitztes Bitumen →Verdoppelung der Menge der Dämpfe pro 10°C. 

Innenräume ausreichende ent- und belüften! 

Oberirdische und unterirdische Gewässer (Grundwasser) sind vor Schadstoffeintrag 

zu schützen. Flüssige Abfälle (z.B. Lösemittel, Öle) &Restposten nach 

Angaben des Herstellers bzw. Lieferanten oder direkt von diesen entsorgen.

Fraktion Siedepkt 

[°C] 

Gase

25 

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Chemische Zusammensetzung 

Ungesättigte Kohlenwasserstoffe 

Aromatische Verbindungen (ungesättigte ringförmige 

Kohlenwasserstoffe); Beispiel: Benzol C 6H 6 

Alkene (Olefine); Beipiel: Hexen C 6H 12 

Gesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkane) 

Alicyclische oder naphtenartige Verbindungen (gesättigte ringförmige 

Kohlenwasserstoffe); Beipiel: Zyklohexan C 6H 12 

Aliphatische oder paraffinartige Verbindungen (gesättigte 

Kohlenwasserstoffe, gerad- und verzweigtkettig); Beipiel: Hexan C 6H 14 

Kettenmoleküle 

Ringmoleküle 

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Gesättigt (reaktionsträge) Ungesättigt (reaktionsfreudig) 

Hexan 

C 6H 14 

Zyklohexan 

C6 H12 

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Hexen 

C6 H 12 

Benzol 

C6 H 6 

C 80…88% 

H 7…11% 

O 1…12% 

N

27 

28 

GEL 

SOL 

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Zustandsformen des Bitumens 

Maltene 

Micelle 

Gel Typ: 

Hoher Asphaltengehalt, Bildung eines 

kontinuierlichen Gerüstes, verhält sich eher 

wie ein Festkörper, Verformungs- und 

Temperaturverhalten abhängig vom Gehalt an 

Asphaltenen; typisch für Oxidationsbitumen 

Sol Typ: 

Hoher Maltengehalt; gelockerte Verteilung 

der Asphaltene in öliger Phase, verhält sich 

wie eine Flüssigkeit, Verform.- & Temp.verhalten 

abhängig von den Eigenschaften 

der Maltene; typisch für Destillationsbitumen 

Zentraler Teil der Asphaltene 

Gemischt naphtenisch-aliphatisch 

Aromatisch mit hohem Molekulargewicht 

Meist aromatisch mit tiefem Molekulargewicht 

Gemischt aromatisch-naphtenisch 

Meist aliphatisch 

Mizellenstruktur 


Molekularstruktur von Asphalten für 510C Residuum in 

venezuelanischem Rohöl in verschiedenen Darstellungen:

29 

30 

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Bemerkung zu Bitumenmodellen 

Die klassischen Modelle werden heutzutage stark angezweifelt. 

Statt des kolloiden Modells werden heutzutage eher Modelle 

favorisiert, welche nicht mehr vom Mizellenmodell ausgehen 

sondern sich eine Lösung aus zufällig verteilten Molekülen 

sämtlicher Grössen ausgehen. 

Ein allgemein gültiges Modell fehlt noch 

Morphologie Bitumen 

Atomic Force Microscopy AFM 

Bienen-Struktur: Asphalten zugeordnet (25°C) 

15�m x 15�m 

Masson, J-F, Leblond, V. Margeson, J- of Microcopy 2006 


Phase-Detection Microscopy (PDM) 

Verschiedene andere Strukturen (-25°C) 

15�m x 15�m

31 

32 

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Gründe für Polymerbitumen: 

Weichere Bindemittel bei tiefen Gebrauchstemperaturen (weniger Risse) 

Steifere Bindemittel bei hohen Temperaturen (weniger Spurrinnen) 

Reduktion d. Viskosität bei Einbau- & Applikationstemp. (leichter verdichtbar) 

Reduktion der erforderlichen Einbau- und Applikationstemperaturen 

Erhöhung der Dauerhaftigkeit und Festigkeit von Strassenbelägen 

Erhöhung der Abriebfestigkeit an der Oberfläche von Strassenbelägen 

Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit von Belägen 

Reduktion der Dicke von Strassenbelägen 

Erhöhung der Witterungsbeständigkeit 

Erhöhung der Bindemittelfilmdicke 

Realisierung spezieller Strassenbelagskonzepte (offenporiger Asphalt) 

Typische geeignete Polymertypen: 

APP (Ataktisches Polypropylen)…Plastomer 

EPDM (Ethylen Propylen Dien Terpolymer) 

EVA (Ethylen Vinyl Acetat Copolymer) 

SBS (Styrol Butadien Styrol Blockpolymer)..Elastomer, d.h. gummiartig 

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Modell-Struktur APP und SBS 

APP (Plastomer) 

Ataktisch 

Isotaktisch 

SBS (Elastomer) 

Einzelne Styrol Einheit 

Poly- 

Poly- 

Styrol 

Butadien 

Konzentration/Mischung: 


Polymer 

APP 

SBS-Block- 

Polymer 

Einzelne Butadien Einheit 

A 

A 

A A 

A 

A 

A 

A 

A 

A 

A 

A 

A 

A A A 

A 

A 

A 

A 

4 Masse% SBS 


A sphaltene 

Maltene 

gut mischbar schlecht mischbar

33 

34 

Zeit Nutz- 

Phase 

Kurz 

(jung) 

Lang 

(alt) 

Klass. Bitumen-Tests (EN12591 & NV SN670150-1) 

Anlieferung 

Einbau 

Betrieb 

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künstliche 

Alterung 

Allgemeine 

Charakterisierung 

keine • Löslichkeit 

(EN 12592) 

• Äussere 

Beschaffenheit 

(EN 1425) 

• Dichte 

(SN671 713b) 

• Paraffingehalt 

(EN 12606-1,-2) 

Beständigkeit 

geg. 

Verhärtung 

RTFOT 163°C 

( EN 12607-1) 

oder auch RFT 

(EN 12607-3) 

extrem 

heiss 

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Temperatur-Abnahme� 

heiss warm gemässigt 

SicherVerarbeitErweichg.heitbarkeitwiderstand Flammpunkt 

(EN 

12591) 

kinemat . 

Viskosität 

bei 135°C 

(EN 

12595) 

Erweichungspunkt 

R&K 

(EN 1427) 

Mass für 

obere 

Gebrauchstemp. 

Masseänderung - - Erweich- 

ungspunkt 

R&K 

(EN 1427) 

dito 

Kriechen, 

Fliessen 

Dynam. 

Viskosität 

bei 60°C 

(EN 

12596) 

Dynam. 

Viskosität 

bei 60°C 

(EN 

12596) 

Härtegrad 

Nadel- 

Penetration 

(EN 

1426) 

Nadel- 

Penetration 

(EN 

1426) 

kalt 

Sprödigk. 

Rissverh. 

Brechpkt. 

nach 

Fraass (EN 

12593) 

Mass für 

untere 

Gebrauchs 

-temp. 

- - - - - - - - 

Penetration (EN 1426) 

Älteste und wichtigste technologische Prüfung für Bitumen. 

Gibt Härtegrad des Bitumens an. 

Sortenbezeichnung & Klassierungsprüfung. 


Bis etwa 1888 Daumendruck oder Kauen zwischen den Zähnen, d.h.: Hartes 

Bitumen (ca. Pen. 15) und weiches Bitumen (ca. Pen 200). 

1888 wurde von H.C. Bowen die Singer Nr 2 Nähnadel eingesetzt und damit 

der Penetrations-Test geboren. 

Klassifizierung von Bitumen Angabe von zwei Penetrationswerte (EN 12591 

mit NV SN670 150-1), z.B. 

Bitumen 35/50 

ein Bitumen, welches bei 25°C Pen im Bereich von 35...50 besitzt. 

Klassierungsskala der Norm Bitumen 20/30 (hart) ... 250/330 (extrem weich) 

-

35 

36 

Penetration 

(EN 1426) 

T= 25°C 

Eindringtiefe 50mm langen Nadel Ø=1mm, 

die mit 100 g belastet 5s lang in Bdm. 

eindringt. 

Ergebnis: Weg in [0.1 mm] 

Bis zu Pen=350 [0.1 mm] anwendbar. 

Kleine Pen: hartes Bdm 

Grosse Pen: weiches Bdm 

Pen stark abhängig von Temperatur 

Pen nimmt mit zunehmender Mischdauer 

und bei Bitumen mit zunehmendem Alter ab. 

Aus Mischgut rückgewonnenes Bitumen hat 

ca. um 20 [0.1mm] tiefere Pen als Original 

Bitumen-Klassierung: 2 Pen-Werte, z.B. 

Bitumen 50/70 

…Bitumen mit Pen zwischen 50...70. 

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Penetration 

(EN 1426) 

Penetration [0.1mm] 

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1000 

100 

10 

1 

0.1 

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T=25°C 


m=100g 

-20 -10 0 10 20 30 40 

Temperatur [°C] 


20/30 

35/50 

50/70 

70/100 

100/150 

160/220 

250/330

37 

Penetration [0.1mm] 

38 

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Erweichung. Ring & Kugel (EN 1426) 

9.5mm 

25.0mm 

Indikator für Schmelzpunkt [°C] 

Ca. obere Gebrauchstemp., d.h. 

obere Grenze d. Plast.spanne 

R&K steigt mit längerer Mischdauer 

Cu-Zn Ring Øi=19.8mm (oben); 

Øi=15.9mm (unten) ; h=6.4mm 

Nach Erkalten auf 5 °C in Flüssigkeit 

mit 5°C/min wärmen 

Erweichungspunkt ist jene Temp., bei 

der 3.50g Stahlkugel Ø=9.50 einen 

25mm Bitumen-beutel gebildet hat. 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

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Page 19 


Bereiche R&K /Pen nach EN 12591 

20/30 

35/50 

50/70 

70/100 

100/150 

160/220 

250/330 

0 

20 30 40 50 60 70 

Erweichungspunkt [°C] 

1000 

100 


Klassierungsskala der Norm 20/30 (hart) ... 250/330 (extrem weich) 

20/30 

35/50 

50/70 

70/100 

100/150 

160/220 

250/330 

10 

20 30 40 50 60 70 

Erweichungspunkt [°C]

39 

40 

R&K und 

Polymergehalt 

Pl/113/’11 

Zuwachs Erweichungspunkt [°C] 

40 

30 

20 

10 

Temperatur in [°C], bei welcher 

Bindemittelfilm definierter Dicke 

bei festgelegter Biegebelastung 

reisst. 

Rissempfindlichkeit von Bindemitteln 

bei tiefen Temperaturen. 

Untere Grenze der 

Plastizitätsspanne. 

Bindemittel konst. Dicke auf 

0.15mm dickes Prüfblech aus 

Federstahl (41 x 20mm) 

aufbringen 

Prüfblech mit -1°C/min abkühlen 

und gleichzeitig vertikal um 

3.5mm mit 3.5mm/11s wiederholt 

stauchen und entspannen. 

Zwischen Biegezyklen jeweils 38s 

pausieren. 

Die Temperatur, bei der sich der 

erste Riss zeigt, wird als Brechpunkt 

nach Fraass bezeichnet 

Pl/113/’11 

0 

SBS 

Page 20 

EPDM 

EVA 


PE 

PVC 

Polymergehalt [Gew-%] 

PP 

0 5 

10 15 20 

Brechpunkt Fraass (EN12593) 


36.5mm 

40mm

41 

Pl/113/’11 

Page 21 


Dyn. Scher-Rheometer DSR (AASHTO T315, EN 14770) 

42 

Platte-Platte-Viskosimeter: 

Bdm. auf ±0.1°Ctemp. mit Ø=25mm 

bzw. 8mm und Höhe h=1mm oder 

2mm lastgest. sinusförmig mit 10rad/s 

(ca. 1.59Hz) und Dehnungsamplitude 

von ca. 1% auf Torsion beanspr. 

DSR 

� = 2Mh/(�r 4 �)) 

�� 

Pl/113/’11 

25mm 

Spannung � 

& Schiebung � 

�� M Drehmoment, 

r Radius, 

h Bindemittelhöhe 

� Kreisfrequenz 

Sinusoidales Moment 

Wasserbad 

Bindemittelprüfkörper 


Komplexer Schub-Modul G* 

T=2�/��1/f 

�� sin�� 

�� 0sin��t�� 

Zeit t 

Imaginäre 

Achse 

� 

� Phasenwinkel 

G’=I G*I cos (�) 

Speichermodul 

G”=I G*I sin (�) 

Verlustmodul 

Reelle Achse 

Speichermodul (elastischer Modulanteil) G' = G* cos(�� [N/mm2 ] 

Verlustmodul (viskoser Modulanteil): G" = G* sin(�� [N/mm2 ] 

Komplexer Modul (absoluter Modul): G* = �� 2 2 

G' �G" 

Phasenwinkel : � = arc tan (G"/G') 

Schwingungsviskosität �'= G"/� , mit der Kreisfrequenz �

log(G), log(G*) 

43 

log(G), log(G*) 

44 

Pl/113/’11 

Time-Temp. Superposition 

„Masterkurven“ 

loga T(�,T i) 

Master Kurve 

(bei Referenz Temp T r) 

loga T(�,T 4) 



Pl/113/’11 

T 1 

T 4 

T 

i 

Page 22 


Shift Faktor a T (�,T): 

logaT � logt �logt r �logfr �logf 

a 

Shift Faktor 

T 3 

T 2 


T r 

log(t), log(1/f) 

log a T (�,T), ln a T (�,T) 

T 

� 

t 

t 

r 

fr 

� 

f 

t r: Zeit bei Referenztemperatur T r 

(„reduzierte Zeit“) 

f r: Frequenz bei Referenztemp. T r 

(„reduced frequency“) 

t,f: Tatsächliche Zeit und Frequenz 

�: Konstantes 

Schubspannungsniveau 


T 4 T 3 

T r 

log(t), log(1/f) 


Thermorheologisch einfache Materialien: Verhalten bei hohen Temp. und hohen 

Dehngeschw. ist ähnlich wir bei tiefen Temp und tiefen Dehngeschwindigkeiten. Kleine 

Dehngeschwindigkeiten können durch Shift-Faktoren beschrieben werden. 

Bei linearem Materialverhalten r 

wird r 

a T( 

�,T) 

a T ist auf verschiedene Arten darstellbar, z.B.: 

t 

� 

t 


T r 

log aT(�,Tr)=1 T2 loga T(�,T 2) 

t 

t � 

a (T) 

T 1 2 3 

T 

log a T(�,T) 

T 1 


Temperatur 

loga (T) � c �cT�cT �... 

2

45 

46 

Pl/113/’11 

Master Kurve DSR 

Polymermodifizierte Fugendichtungsmasse FM5 15°C 

Log G* [MPa] 

1 

0 

-1 

-2 

-3 

100000000 

Komplexer Schubmodul G* [Pa] . 

10000000 

1000000 

100000 

Pl/113/’11 

10000 

1000 

Fug.Dichtungsm. FM5 

Tr=15°C 

Page 23 


Original, gemessen 

Eingebaut, gemessen 

RTFOT, gemessen 

S.Hean, EMPA 

-7 -5 -3 -1 1 3 

Log Frequenz [Hz] 

100 

10 

1 

Black Diagram Binder 

70C 

60C 

50C 

40C 

30C 

20C 

10C 

logG*=F(�) 

Polymermodifiziertes 



Standard 


0 20 40 60 80 100 

Phasenwinkel [°]

47 

48 

G" (MPa) 

10 

0.1 

0.01 

Pl/113/’11 

1 

Page 24 


Cole-Cole DSR 

Polymermodifizierte Fugendichtungsmasse FM5 

0.001 

0.001 0.01 0.1 

G' (MPa) 

1 10 

Pl/113/’11 

DSR FM5 

10 °C 

20 °C 

30 °C 

40 °C 

50 °C 

60 °C 

70 °C 


Beständ. geg.Verhärtung mit RTFOT (EN12607-1) 

Bdm. max. 15min 

aufheizen, dann 75min 

unter konstantem Luftstrom 

bei 163°C thermisch 

heizen. 

Rotation benetzt 

Innenwand Glasgefäss 

Masseänderung, 

Veränderungen von Pen., 

R&K, Visk. vor und nach 

Erhitzen im Ofen.

49 

50 

Pl/113/’11 

Page 25 


Beständ. geg.Verhärtung mit RTFOT (EN12607-1) 

Kraft F [N] 

Pl/113/’11 


Kraft-Duktilität (EN 13589 ) 

30mm Energie, um bei 5°C mit 

50mm/min eine Verlängerung 

von 200…400mm zu erzeugen. 

Nicht modifiziert: E< 3 Joule; 

PmB: E> 3 Joule 

Nicht modifiziertes PmB 

Elastomer-modifiziertes PmB 

Plastomer-modifiziertes PmB 

0 200 

Weg s [mm] 

400 

400mm 

E � � F(s)ds 

200mm 

E [J]: Energie, resp. 

aufgewendete Arbeit für das 

Verlängern des Prüfkörpers 

s [mm]: Weg, um den der 

Prüfkörper gedehnt wurde 

F [N]: Gemessene Kraft in 

Abhängigkeit der Dehnung

51 

52 

Pl/113/’11 

Pl/113/’11 

Gerundete Steine 

Risse 

Risse 

Poröse Steine 

Page 26 

Gebrochene Steine 



Bitumenabsorbierende 

Steine

53 

54 

m =0 

a 

m b 

Pl/113/’11 

Struktureller Aufbau 

Page 27 


Charakterisierung 

Hohlraumgehalt [Volumen-%], geschloss. & kommuniz. Poren 

Bindemittelgehalt [Massen-%], (Anteil an Belag) 

Rohdichte [kg/m 3 ]: exkl. Hohlräume 

Raumdichte [kg/m 3 ] : inkl. Hohlräume 

Gesteinskörnungen: 

Provenienz (Herkunft) & Petrografie (z.B. Art, Textur, Chemismus), 

phys. Eigensch. (z.B. Zertrümmerg, Abrieb, Rohdichte, Wasseraufn.) 

Geometrie (z.B. Kornform, Rundkorngeh.,Korngrössenverteilung) 

�Anteil d. Zuschlagstoffe [Massen-%] an Gesamtmasse d. 

Gesteinskörnungen (nicht in Massen-% des Belages !! ) 

m be 

m bs 

m mm ms 

Pl/113/’11 

Massen- & Volumenanteile v. Asphalt 

"Scheinbar", "wirksam", "umhüllend" 

Massen- & Vol.anteile Asphalt 

s 

a 

m bw 

Steine 

Luft 

Mischgut 

Bindemittel 

Wasser 

b 

m eas 

umhüllend 

max. Masse/ min Vol. 

wirksam, massgeb. 

scheinbar 

absorbiert 

Luft 

Wirk. Bdm. 

Absorb. Bdm 

Stein 

Scheinbares Vol. mit 

H2O nicht füllbar 

Wirksames Vol. mit 

H2O aber nicht mit 

Bdm. füllbar 

V a 

Vbe Vma Vb Vbs Vws Vmb Vmm Vsb Vse Vsa Stein 


Absorb. 

Bdm. 

Geschlossene 

Eigenpore 

Absorb. H2O 

Mit H2O 

nicht füllbarer 

Porenbereich 

Wirksames 

Bdm 

Umhüllendes 

Vol. mit Bdm 

füllbar 

Raumdichte 

mmm 

�mb � 

Vmb 

Rohdichte 

mmm 

�mm � 

Vmm 

Bdm.geh. 

mb 

B � �100 

mmm 

Hohlr.geh. 

Va 

H� V 

�100 

mb

Luftporen 

(4V%) 

Struktur, 

z.B. 

Schichten 

-verbund 

55 

56 

Asphalt ist komplex: Fokus-Ebenen 

Füller 25nm 

(6M% Asphaltene) 

SOL 

Asphaltene 

Maltene 


Mizelle 

Micel 

Asphalten 

Moleküle ~5nm 

Maltene 

(12M% gesättigt, 

50M%Aromate, 

32M% Harze) 

GEL 

Gemischt naphten.-aliphat. 

Gemischt aromat.-naphten. 

Aromat., niedr. Molekgew. 

Aromat., hoch Molekgew. 

Zentrum der Asphaltene 

Carbognani's Model von Venez. 

Crude Asphalten Molekül (J. 

Murgich) 

Aromatisch 

Ungesät. CH-Ringe 

Naphtenisch: 

Gesät. CH-Ringe 

Aliphat. (Paraff): 

Gesät CH-Ringe 


Performance-Risikobereiche 

heiss warm moderat kalt 

Misch- & 

Verarbeitbarkeit 

Verdichtung 

Kriechen 

Spurrinnen 

Schub 

Mischungstyp 

Belagsaufbau 

Verkehrslast 

Ermüdung 

Risse 

Biegung 

Kälteverhalten 

Risse 

Zug 

M.N.Partl, EMPA 

Temp

57 

58 

Pl/113/’11 

Page 29 


M-% & V-% von Asphaltbeton AC11 

Pl/113/’11 

Mörtel 

Chargenmischanlage 


Füller 

Fremdfüller 

infolge Mahlen der Ausgangsmaterialien 

oder 

Entstaubung beim Herstellen 

von Brechsand, 

Splitt & Schotter. 

Rückgewinnungsfüller 

aus den Entstaubungsanlagen 

beim Aufbereiten 

von Mischgut. 

Restfüller 

bleibt in Mineralstoffen 

beim Herstellen von 

Asphalt nach dem 

Trocknen & Entstauben

59 

60 

a) 

b) 

c) 

d) 


Grundprinzipien strukt. Tragfunktionen 

Pl/113/’11 

Pl/113/’11 

Klebung: Bindemittel 

trägt alles…Viskosität 

� Mastix Konzept 

Reibung: Schub zw. 

Steinen trägt alles… 

Plastiziät 

� Packungs-Konzept 

Abstützung: Seitlicher 

Stützrand trägt alles… 

Elastizität 

� Stützgerüst Konzept 

Page 30 


kombiniert 

alle 

diese 

Effekte 

Ideal. Modelle strukt. Trag- & Bruch 


Mastix Konzept (z.B. Gussasphalt) „eingefrorene“ Flüssigkeit 

hoher Bindemittelgehalt & praktisch keine Hohlräume 

B

61 

Vol. 

Zuordnung 

Gefügekonzepte 

HRA: Hot Rolled Asphalt; 

MA: Mastixasphalt bzw. 

Gussasphalt (dicht); 

AC: Asphaltbeton; 

ACMR: Rauasphalt 

SMA:Splittmastixasphalt; 

PA: Offenporiger Asphalt 

(Drainasphalt) 

Pl/113/’11 

Volumenanteil 

HRA: Hot Rolled Asphalt 

62 

SMA: Splittmastix 

Pl/113/’11 

Page 31 


Weichmastix 

Mörtel 

Asphalt Mastix 

Offenporiger 

Macadam 

HRA MA AC ACMR SMA PA 

100% 

80% 

60% 

40% 

20% 

0% 

Sand 

Füller 

Splitt 

Bindemittel 

Aussehen Oberfläche 

AC: Asphaltbeton 

Luft 


MA: Mastixasphalt 

PA: Offenporiger Asphalt

63 

64 

Pl/113/’11 

Mischgutsorte 

Page 32 


Die Norm-Bezeichnung enthält jeweils Mischgutgruppe, die 

Schicht (mit Ausnahme der Deckschicht) sowie oberen Nennwert 

der grössten Mineralstoffkörnung und den Mischguttyp, z. B. 

SMA 11S, AC T 16 S, PA S 22 N 

Terminologie Schichten 

Siebdurchgang [M-%] 

Oberbau 

Unterbau 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

Pl/113/’11 

Belag Deck-S. AC, SMA, PA, MA, 

HRA, AC MR, OB, 

Fundation 

Binder- 

S. 

AC B, PA B, MA B, 

HRA B 

Trag-S. AC T, HRA T, AC EME, 

Stabi, Kiessand 

gebroch. 

Fundations-S. 

Verbess. Untergrund 

Schüttung 

AC F, KMF, Kiessand, 

Stabi 

Verdicht. Untergrund, 

Stabi, Ersatzmater. 

AC Asphaltbeton 

AC EME Hochmodulasphaltbeton (EME: 

enrobé à module élevé) 

AC MR Rauasphalt 

HRA Hot Rolled Asphalt (HR) 

KMF Bitumenhaltige Kaltmischfund.S. 

MA Mastixasphalt (Gussasphalt) 

OB Oberflächenbehandlung, 

Kaltmikrobelag Slurry 

PA Offenporiger Asphalt ( Drainasph.) 

SMA Splittmastixasphalt 


Typische Korngrössenverteilungen 

Packungs- 

Konzept 

MA 

Mastix- 

Konzept 

0.09 

0.063 

AC 

0.25 

0.5 

1 

Analysensiebe [mm] 

Stützgerüst- 

Konzept 

PA 

SMA 

90 

63 

45 

31.5 

22.4 

16 

11.2 

8 

5.6 

4.0 

2.8 

2 

Nomin. max. Korn 

>90M% d.h. 11mm 

AC11 

ACMR11 

MA11 

SMA11 

PA11 

HRA11 

Talbot �di� � � 

�D� 0.45 

d i Grösse des 

betrachteten Siebes 

D Siebdurchmesser 

des Grösstkorns

65 

66 

Marshall-Schlagverdichtung 

50 Schläge pro Seite 

HMM: Hohlraumgehalt Marshall 

Verdichtungsgrad VG in [�-%] : 

�mb,S 

VG � �100 

�mb,M 

Raumdichten: 

�mb,M (Msh-PK); �mb,s In-situ-Asphalt 

50 Schläge 

Pl/113/’11 

Pl/113/’11 

Riss 

Marshall-Prüfung 

Technolog.-empir. 

Nach 40...60 min @ 60°C 

mit 50mm/min rad. bis 

Bruch belasten. 

Krafteinleitung mit zyl. 

Halbschalen (s= 19mm) 

Komplexer �- �- Zust. 

Stabilität-Marshall S: 

Max. Bruchkraft in [kN] 

Fliessen-Marshall F: 

kN 

Deform. bei S in [mm]. 

Tangent. Fliesswert Ft Begriffe „Stabilität“ & 

„Fliessen“ schlecht 

gewählt, da 

werkstoffmech. anders 

üblich. 

S 

F t 

F 

SN670 434 (EN12697-34) 

kN 

Page 33 

mm 

s 

mm 


SN670 430 (EN12697-30) 


Bisweilen: S=SM, F=FM

67 

68 

Pl/113/’11 

Page 34 


Marshall-Mischgutoptimierung AC 

Eignungsprüfung mit mind. 2 Korngrössenverteilg. (KGV), die im Füller und/oder 

Sandgehalt differieren. 

Pro KGV. mind. 4 Mischungen mit je um 0.3 M-% variierten Bindemittelgeh.. 

Kriterien: KGV, Anteil lösl. Bdm, Rohdichte Mischgut & Daten Marshallprüfg., 

d.h. Raumdichte, Hohlraumgeh., Hohlraumfüllungsgr., SM, FM. 

Feststellungen: 

Abnahme Hohlraumgeh. mit steigendem Bdm.geh 

Rohdichte und SM in Funktion Bindemittelgeh. besitzen ein Maximum. 

Herstellung: 

Mischprozess: 

Einbau: 

Gefüge: 

Beispiele: 

Temperatur: 

Pl/113/’11 


Systematik Strassenbeläge aus Asphalt 

Mischanlage 

(Mix in Plant) 

Giessen Walzen 

Mischverfahren Spritzverfahren 

Mischen vor Ort 

(Mix in Place) 

Dicht Dicht Hohlraumarm Offenporig 

Gussasphalt 

Dichtungsbelag 

Mastix 

Hot Rolled 


Asphaltbeton 

Splittmastixasphalt 

Offenporiger Asphalt 

("Drainasphalt") 

Sickerschichten 

z.B. in place Recycling 

Spritzen 

Oberflächenbehandlung, 

Tränkungen 

heiss kalt

69 

70 

“Grüner” Asphalt 

Warm: Wachszusätze, z.B. 

Sasobit® Fischer-Tropsch Paraffin Wachs 

Asphaltan B® esterifiziertes Wachs 

Lauwarm: Schaumbitumen, z.B. 

Aspha-Min® , Advera® WMA) 

Zeolitbasis zwecks Schaum im Bdm. 

WAM-Foam® , weiches Bdm & hartes 

geschäumte Bdm. 

LEA ® Low Energy Asphalt 

heisses Bdm auf feuchte Steine. 

Kalt: Emulsionen, z.B. 

Evotherm 

Bit.emulsion-Produkt (USA) 

Wasser 

(ca 4bar) 

Pl/113/’11 

Bitumen (ca 4bar, 

160..180°C) 

Expans. 

Kammer 

Luft 

(ca 3bar) 

Spray Düse 

Schaumbitumen 

Bitumenbahnen 

Pl/113/’11 

Parkhaus 

CO 2 Ausstoss [kg/t] 

Page 35 


Förderung Heiss�Kalt - Recycling! 

Betriebs Temp. 

Viskosität 

Konvent. Asphalt AC 

Asphalt mit Wachs 

Einbautemp 

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 


(M. Hugener EMPA) 

10°C 100°C 

Temp. 

180°C 

Erhitzen 

Verdampfen 

LEA 

Warm- 

Trocknen Asphalt 

Kalt- Halb 

Asph. warm 

Asph. 

® 

Heiss- 

Asphalt Mastix- 

WAM-Foam 


® 

30 

Energieverbrauch + CO2 Ausstoss 

Ohne „CO2 von Bitumen-, Mineral- & Elektrizitäts- 

Erzeugung 

11 

10 

25 

9 

8 

20 

7 

15 

10 

5 

0 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

220 240 260 

Dichtigkeitsklassen Sia 270 

1 


Heizöl-Verbrauch [l/t] 

Vollständig trocken 

Keine Feuchtstellen 

2 Trocken bis leicht feucht 

Einzelne Feuchtstellen; kein tropfendes Wasser. 

3 Feucht 

Örtliche Feuchtstellen und einzelne Tropfstellen 

4 Feucht bis nass 

Feucht- und Tropfstellen.

71 

PBD Funktioneller Aufbau 

Schichten bei 

einer Einlage 

Pl/113/’11 

Schichten bei 

zwei Einlagen 

Oberflächenschutz Oberflächenschutz 

Obere Polymerbit.- 

Schicht (mit Füller) 

Trägereinlage 

(z.B. PE) 

untere Polymerbit.- 

Schicht (mit Füller) 

Unterbestreuung 

bzw. Abdeckfolie 

72 

Pl/113/’11 

Obere Schicht 

Polymerbit. 

Verstärkungseinlage 

(z.B. Glas) 

Mittlere Schicht 

Polymerbit. 

Trägereinlage 

(z.B. PE) 

Untere Schicht 

Polymerbit. 

Unterbestreuung 

(Abdeckfolie) 

Funktion 

Page 36 


Schutz: Sonne (UV), Alterung, mechan. Beschädigung, 

Feuer- und Hitzeeinwirkung, Verkleben in 

der Rolle, Aufsteigen von PmB bei MA Einbau 

Abdichtung, Dampfbremse, Wurzelwiderstand, 

Schweissbarkeit 

Träger für Polymerbitumen-Schichten, Dimensionsstabilität, 

Temperaturausdehnung, Reissfestigkeit, 

mech. Befestigung, Wurzelwiderstand 



Träger für Polymerbitumen-Schichten, Dimensionsstabilität, 

Temperaturausdehnung, Reissfestigkeit, 

mech. Befestigung, Wurzelwiderstand 



Verkleben in der Rolle, Keine Beeinträchtigung des 

Verbundes beim Schweissen 


Kraft-Wegdiagramm PBD im Zugversuch 

1.0 

Kraft (kN) 

PBD1 mit Polyestervlies (P) und PBD2 mit Polyestervlies und Glasgittervlies (GV) 

0.0 

T=23°C, 100mm/min 

PBM Breite:50mm 

PBD1 (P) 

PBD2 (P,GV) 

0 20 40 

Dehnung � (%) 

Polyestervlies 200g/m2 

Glasgemischgewebe

Reissfestigkeit [kN/50mm] 

73 

74 

1.5 

1.0 

0.5 

Pl/113/’11 

Page 37 


Kraft-Wegdiagramme Längs- & Querzug 

0 

Pl/113/’11 

Bitumen imprägnierte und rohe (d.h. nicht imprägnierte) Trägereinlagen 

��impräg. 

��roh 

//,roh 

//,roh 

//,impräg. 

//,impräg. 

//,roh 

��roh 

//,impräg. 


Glasvlies 60g/m2 Glasgewebe 220g/m2 Jute 320g/m 2 


��roh 

v=300mm/min 

0 2.5 5 7.5 10 12.5 

Dehnung [%] 

Herstellung von PBD 

Jutegewebe 

ca. 300g/m2 


Trägereinlagen trocknen →in Tränkwanne 

mit 180...200°C Bdm imprägnieren. 

Überschüssiges Bindemittel durch zwei 

Druckrollen abpressen. 

Vorrats- & Ausgleichshang d. getränkten Trägers 

Beschichtungswanne zum Aufbringen von 

PmB Dichtungsschichten 

In Bestreuungsanl. ein oder beidseitig mit Oberfl.schutz bestreuen. 

Kühlstrecke aus mehreren Kühlwalzen 

Raumtemperatur den Fertigungsausgleich 

Zuschnitt, Wicklung und Verpackung darstellt

75 

76 

Pl/113/’11 

Page 38 


Typenbezeichnung PBD nach Sia 281 

Erster Buchstabe (gross): Art des Bitumens: 

Oxidationsbitumen O; Elastomerbitumen E; Plastomerbitumen P 

Zweiter Buchstabe (gross): Trägereinlage. Zusätzliche Einlagen werden 

durch ein Komma abgetrennt: 

Polyestervlies P; Glasvlies V; Glasgittervlies G; Glasgewebe W; Aluminiumfolie 

A; Jutegewebe J; Kupferfolie K; PET-Folie bzw. –Vlies T; Kohlenfaser C; 

Composite M 

Zahlengruppe: Dicke, d.h. auf 0.1 mm gerundeter Nennwert des Herstellers. 

Dritte Buchstabengruppe (klein): Art der Oberflächenausrüstung an der 

Oberseite (erster Buchstabe) & an der Unterseite (zweiter Buchstabe): 

Talk bzw. Talk-Sand-Gemisch t; Feinsand s; Schieferschuppen oder Granulat 

a; Metallfolie m; Flammfolie f; PET-Folie bzw. –Vlies e; PP-Folie bzw. –Vlies p 

Allenfalls vierte Buchstabengruppe (gross): spezielle Zuordnungen: 

für den Einsatz in wurzelfesten Systemen WF; für den Einsatz unter 

Gussasphalt MA; für den Einsatz unter Asphaltbeton AC 

Zusätzlich wird in Klammer das oder die Anwendungsgebiet(e) angegeben. 

Pl/113/’11 


Typenbezeichnung PBD nach Sia 281 

Beispiel 

E � P,V – 5.0 – tf � MA (C1) 

heisst: 

E: Elastomerbitumen � P,V: Polyestervlies (Trägereinlage) 

und Glasvlies (zusätzliche Trägereinlage) – 5.0: Dicke 

5.0 mm - tf: Talk-Sand (Oberflächenausrüstung an der 

Oberseite) und Flammfolie (Oberflächenausrüstung an 

der Unterseite) � MA: Einsatz unter Gussasphalt, (C1): 

Bitumenbahnen unter Verkehrsflächen aus 

Asphaltbelägen auf Betonbrücken.

77 

78 

Pl/113/’11 

Page 39 


Zug-Dehnverhalten (EN 12311-1) 

T=23°C ; B= 50mm; L= 400mm; Einspannzone = 

100mm; v= 100 mm/min. Messlänge lo=200mm. 

Wärmestandfestigkeit 

(EN1110) 

Typisch T> 80°C; 

2h in Schrank; 

Ablaufmass �l 

(max. Abstand zw. 

Markierungslinien 

auf Ober- und 

Unterseite des 

Prüfkörpers 

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79 

Schweisstemperatur 

80 

Pl/113/’11 

Pl/113/’11 

Page 40 


Kaltbiegeverhalten (EN1109) 

Schweissen 

Hohe 

Kosten 

140 x 50mm 

T= 0°C bzw.-10°C 

zyl. Dorn Ø=30 mm (y) 

Geschw. 6mm/s 

–10°C keine Schäden! 

Schweissgeschwindigkeit 

Wegfliessen PmB 


81 

82 

Pl/113/’11 

Page 41 


Ausführungskontrolle auf der Baustelle 

Kriterien Folgeschäden Massnahmen 

Qualität und Eignung der PBD Allgemeine Schäden (Blasen, 

Undichtwerden, Alterung) können 

kurzzeitig nach Einbau oder später 

auftreten 

Zustand und Beschaffenheit 

der Betonunterlage 

Qualitätsmanagement bei 

Ausführung & Prüfungen nach 

PBD-Applikation 

Qualitätsmanagement bei 

Ausführung des Belag- 

Einbaus 

Pl/113/’11 

Ablösung der PBD aus dem Beton, 

Blasenbildung unter PBD 

Blasenbildung, Schrumpfung, schlechte 

Haftung, Zersetzung der Polymere in 

der Deckmasse etc. 

Blasenbildung, Schrumpfung der PBD, 

& andere einbaubedingte Folgeschäden 

von PBD u. Belag 

Gründach (EMPA) 

Die PBD müssen die SIA- 

Anforderg. für Anwendungsgebiet 

und -zweck erfüllen. 

Zusatzprüfungen z.B. 

Verträglichkeit etc. 

Prüfen v. Festigkeit, 

Beschaffenheit der Oberfläche, 

Porosität, Betonfeuchtigk. 

Einhalten der Ausführungvorschrift 

und Prüfen der Haftung auf dem 

Beton nach der Applikation 

Einhalten der Ausführungvorschrift 


83 

84 

Wurzeldurchwuchs (EN13948) 

Durchwuchs nach 2 jährigem Test 

Eingewachsene Quecken-Rhizome 

(Sprossausläufer) 

Pl/113/’11 

Pl/113/’11 

M. Jauch, P. 

Fischer Welt 

Gründach 

Kongress 15-16 

September 2005 

Basel 

M.Monreal, Fachschule für Gartenbau Essen 

Page 42 

Durchstossen 

Unterwachsen 

(Rhizomen) 


Einbau 

Behälter 80 x 80 x 25cm 3 

Transparenter Boden 

5 Bahnstücke verschweisst 

4 Testpflanzen Feuerdorn 

70%Torf +30% Blähton (pH 6.2) 

Temp.Gang 16..18°C (Nacht..Tag) 

Dauer 2 Jahre 


Belags-Elemente für Betonbrücken 

Brückenplatte Betonuntergrund (einschliesslich Reprofilierung)mit 

Haftvermittler 

Abdichtungsschicht für 

Rissüberbrückung 

Schutz vor Blasenbildung 

Aufsteigen von Feuchtigkeit (evtl. zusätzliche darunterliegende 

Dampfdruckentlastungsschicht) 

Betonschutz gegen Eindringen von Wasser von oben. 

Asphalt Binder/Schutzschicht zur Lastverteilung und zum Schutz 

der Abdichtungsschicht 

Asphalt–Deckschicht zur Lastverteilung 

und Fahrsicherheit 

Flexible Asphalt-Fahrbahnübergänge zur 

Aufnahme der Brückenbewegungen 

Fugen (Fugen an der Brüstung)


Wirkungsweise 

85 

Hauptfunktionen: 

Abdichten 

Haften 

Verankerung 

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Pl/113/’11 

Kein 


Hinweis: Bei AC, SMA, MR (8,11,16) 

Entwässerung notwendig 

Polymer Bitumen Dichtungsbahn 


Wasser 

Gussasphalt Deckbelag 

Gussasphalt 

Schutzschicht 



Emulsion 

Beton 

Oberfläche 

Page 43 

Betonuntergrund 

Mit 

Bitum. 

Lösemit. 

Lösemittel- 

Überschuss 


Epoxi- 

Versiegelung 

PBD 


Systemaufbauten SN 640450 

Systeme mit vollflächigem Verbund „Schwimmende Systeme“ ohne 

Verb. 

In Domo fabriziert In Situ fabriziert 

Abdichtung mit… Polymerbitumen Dichtungsbahn Flüssig- Mastix Asphalt Asphalt Mastix 

(PBM) 

Kunsstoff (MA) 

(AM) 

Element Funktion d 90mm 75mm 90mm 75mm 80mm 90mm 80mm 70mm 80mm 

Nutz- / Aufnah- Lastaufnahme & - AC, MR MA AC, MR, MA AC, MR. AC, MR, MA AC, MR MA 

Deckme der verteilung, Sicherheit, SMA, 8,11,16 SMA, 8,11,16 SMA, MA SMA, 8,11,16 SMA, 8,11,16 

schicht Beanspr Komfort & Wärmeschutz 8,11,16 8,11,16 8,11,16 8,11,16 8,11,16 

durch Verbund nach oben/unten 

Schutz- Verkehr Lastverteilung & Schutz vor 

Binder- 

direkter mech. Einwirk. 

schicht 

Verbund nach oben/unten 

Feuchte Abdich- Schutz d. Betons (Regen, 

-schutztung Salz) & Rissüberbrückung 

schichtBlasen- 


präven Schutz vor Dampfdruck 

tion von unten (Versiegelung 

od. Ventilation) & 

Rissüberbrück. 

MA MA MA MA MA 8,11 MA MA MA MA 

8,11,16 8,11,16 8,11,16 8,11,16 

8,11,16 8,11,16 8,11,16 8,11,16 

ACT 

ACT 

11,16 11,16 Tack Coat 

PBM: SBS, APP PBM: SBS, APP Flüssig- MA MA AM 4 

kunst 4,8,11 4,8,11 

Epoxi- stoff: Glasvlies mit Ölpapier als Trenn- 

Versiegelung Epoxi, und Ventilatationsschicht zur 

(zweischichtig) PU, Acryl Druckentlastung 

Bauwerk 


Reprofil 

& Ebenh- Ebenheitsausgleich & 

ausgl. Betoninstandsetzung 

Bit. Voranstrich 

Bit. Emulsion 

Epoxi 

kein Verbund 

Voranstr. 

Kunststoffvergütete Zementmörtel 

Beton- Verbund nach oben/unten 

untergrd Strukturstatische Funktion 

Haftvermittler: (Zement- Acrylat- oder -Epoxi- Kombinationen) 

Beton 

Belagsdicke

87 

88 

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“Grüner” Asphalt 

Warm: Wachszusätze, z.B. 

Sasobit® Fischer-Tropsch Paraffin Wachs 

Asphaltan B® esterifiziertes Wachs 

Lauwarm: Schaumbitumen, z.B. 

Aspha-Min® , Advera® WMA) 

Zeolitbasis zwecks Schaum im Bdm. 

WAM-Foam® , weiches Bdm & hartes 

geschäumte Bdm. 

LEA ® Low Energy Asphalt 

heisses Bdm auf feuchte Steine. 

Kalt: Emulsionen, z.B. 

Evotherm 

Bit.emulsion-Produkt (USA) 

Wasser 

(ca 4bar) 

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Bitumen (ca 4bar, 

160..180°C) 

Expans. 

Kammer 

Luft 

(ca 3bar) 

Spray Düse 

Schaumbitumen 

CO 2 Ausstoss [kg/t] 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

Erhitzen 

Kalt- 

Asph. 

Verdampfen 

Trocknen 

Page 44 



Förderung Heiss�Kalt - Recycling! 

Betriebs Temp. 

Viskosität 

10°C 

Ohne „CO 2 von Bitumen-, Mineral- & Elektrizitäts- 

Erzeugung 

Halb 

warm 

Asph. 

Konvent. Asphalt AC 

Asphalt mit Wachs 

Einbautemp 

(M. Hugener EMPA) 

Temp. 

100°C 180°C 

Warm- 

Asphalt Heiss- 

Asphalt Mastix- 


0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 


11 

10 

9 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

0 

220 240 260 

Heizöl-Verbrauch [l/t]

89 

Wichtigste bitumenhaltige Bindemittel 

nach SN 670 061 

Pl/113/’11 

Bitumen und bitumenhaltige Bindemittel 

Page 45 


Bitumen Bitumenemulsionen Kaltbitumen Fluxbitumen 

Strassenbaubitumen 

Standard 

Hart 

Weich 

Kationisch Anionisch 

Modifizierte Bitumen 

Polymermodifiziert 

Gummibitumen 

Temperaturreduziert 

Multigrade 

Farblos 

Industriebitumen 

Oxidationsbit. 

Hartbitumen 

Naturasphalte

Asphalt und Bitumen - IfB

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