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Abb. 4: Dynamischer Spaltzugversuch;
Prinzip (l.), Prüfrahmen
mit Bohrkern (r).
Fig. 4: Dynamic indirect tensile
test: l. explanatory diagram; r.
frame press with sample core.
{ Asphalts for extreme conditions and long life }
Climatic change and an increasing number of
heavy vehicles are taking their toll of Germany’s
road network. Conventional asphalts are wearing out too
quickly; new long-life types are needed. These have to undergo
various tests before they can be accepted as standard
solutions for regular road surfaces. Laboratory investigation
provides valuable evidence for optimizing the properties
of asphalt, and UW’s regional road engineering lab
(BESTLAB) has developed and successfully tested a number
of modifications to standard bitumen and asphalt. 2
Das Gebrauchsverhalten von Asphalt wird im
Wesentlichen durch die Widerstände gegen
Spurrinnenbildung (Standfestigkeit), Ermüdung und
Kälterissbildung gekennzeichnet. Darüber hinaus beeinflussen
Alterung, Selbstheilung, Haftung zwischen
Bindemittel und Gestein sowie Herstellungsqualität das
Gebrauchsverhalten erheblich. Zur Vorhersage des Gebrauchsverhaltens
sind Performance-Tests in jedem Fall
unverzichtbar.
Die hier relevanten Performance-Tests werden an Asphaltprüfkörpern
durchgeführt, die für diesen Zweck
unter Laborbedingungen hergestellt werden. Asphaltplatten
(Abbildung 1) werden mit dem Walzsektorverdichter
(Abbildung 2) walzend verdichtet. Sie werden
einerseits zum Ausbohren von Prüfkörpern, die zur
Ermittlung von Steifigkeit und Ermüdung dienen, und
andererseits zur Durchführung des Spurbildungsversuchs
verwendet. Durch Schlagverdichtung hergestellte
Marshallprobekörper (Abbildung 3) werden zur Bestimmung
des Haftverhaltens zwischen Bitumen und
Gestein eingesetzt.
Horizontale
Deformation
Direkte Druckspannung
Bohrkern
Indirekte
Zugspannung
Die temperaturabhängige Asphaltsteifigkeit (DIN EN
12697-26) wird, wie auch die Ermüdungsfestigkeit (DIN
EN 12697-24), mit dem dynamischen Spaltzugversuch
(Abbildung 4) an Bohrkernen bestimmt.
Die Ermüdungsversuche werden an mehreren Bohrkernen
bei 20° C und unterschiedlichen Spannungsniveaus
durchgeführt. Der Prüfkörper wird so oft wiederholt
mit der Prüfspannung beaufschlagt, bis ein
Ermüdungsbruch eintritt oder die Steifigkeit auf einen
Wert von ≤ 50 % des Ausgangswertes abgesunken ist.
Zur Beschreibung der Ermüdungsfestigkeit dient der
funktionale Zusammenhang zwischen der im Dauerversuch
auftretenden anfänglichen Dehnung und der
Bruchlastwechselzahl, die Wöhlerlinie.
Der Spurbildungsversuch (TP A-StB SBV) wird an
Asphaltplatten zur Bestimmung der Standfestigkeit
durchgeführt (Abbildung 5). Ungünstige Asphaltzusammensetzungen,
geringe Verdichtungsgrade der fertigen
Schicht, hohe Temperaturen, geringe Fahrgeschwindigkeiten,
hohe Spurtreue, hohe Unterlagesteifigkeit und
große Lasten begünstigen die Spurrinnenbildung. »
BUW.OUTPUT Nr. 3/Sommersemester 2010 FOrschungsmagazin der Bergischen universität Wuppertal 25