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Asphalt für höchste Beanspruchung und lange Nutzung
Abb. 5: Spurbildungsversuch;
Prinzip (l) Versuchsanordnung
mit Stahlrad (r).
Fig. 5: Rut formation testing: l.
explanatory diagram; r. experiment
with steel wheel.
26
Radlast
20.000 Überrollungen
Prüfrad
Asphaltprobenplatte Antriebseinheit
» Zur Beurteilung des Haftverhaltens zwischen Gestein
und Bindemittel wird das in Wuppertal entwickelte Ver-
fahren nach NÖSLER angewendet. Die Steifigkeit von
Marshallprobekörpern wird bestimmt, und zwar vor
und nach einer definierten Wasserlagerung. Ist die Steifigkeitsabnahme
nach der Wasserlagerung > 30 %, ist
der haftkritische Grenzwert überschritten.
Polymere verbessern i.d.R. die Gebrauchseigenschaften
von Bitumen und Asphalt. Elastomere, die hohe
elastische Rückstellkräfte mobilisieren können, werden
häufiger zur Herstellung von gebrauchsfertig polymermodifiziertem
Bitumen (PmB) verwendet als Plastomere.
Polymere aus Altreifengummi werden zu so genanntem
gebrauchsfertig gummimodifiziertem Bitumen
(GmB) verarbeitet. Polymere bewirken vordergründig
eine Erhöhung der Viskosität des Bitumens.
Werden Polymere während der Asphaltherstellung
zugegeben, spricht man von polymermodifiziertem Asphalt
(PmA). Es werden sowohl Plastomere aus ungebrauchten
Stoffen als auch aus recyclierten Kunststoffen,
RC-Plastomere, verwendet. Meistens werden bei der
PmA-Herstellung höhere Mischtemperaturen und längere
Mischzeiten erforderlich. Sowohl polymermodifizierte
Asphalte als auch Asphalte mit polymermodifizierten
Bindemitteln zeigen im Vergleich zu unmodifizierten
Varianten i.d.R. höhere Stand- und Ermüdungsfestigkeiten
sowie besseres Kälte- und Haftverhalten. Die Anforderungen
an Standard PmB sind in den TL Bitumen-StB
geregelt. Abweichend davon werden Spezialprodukte,
meist hochpolymermodifiziertes Bitumen (PmB H), für
spezielle Anwendungen entwickelt.
Im Wuppertaler BESTLAB wurden in der letzten Zeit
hunderte unterschiedliche Asphaltmixturen getestet
und daraus nachhaltige Asphalte für höchste Beanspru-
BUW.OUTPUT Nr. 3/Sommersemester 2010 FOrschungsmagazin der Bergischen universität Wuppertal
Wegaufnehmer
chungen entwickelt. Diese Asphaltvarianten zeichnen
sich durch sehr hohe Standfestigkeiten, Ermüdungsfestigkeiten,
Steifigkeiten bei höheren Asphalttemperaturen
und deutlich verbesserte Haftung zwischen Gestein
und Bindemittel aus.
Für die Entwicklungen der nachhaltigen Asphaltvarianten
wurden neben PmB H und GmB auch Plastomere
und RC-Plastomere für PmA verwendet. Während sich
durch die Zugabe von Elastomeren und Plastomeren
das Bitumenvolumen in gleichem Ausmaß verringern
lässt, werden die RC-Plast-Anteile auf die Masse des Gesteinskörnungsgemisches
bezogen und zusätzlich dem
Mischgut zugegeben. RC-Plast erzeugt Punktverklebungen,
vergrößert die Mörtelmenge und vermindert somit
den Hohlraumgehalt.
Die Steifigkeit kann je nach verwendetem Ausgangsbitumen
und Modifizierungsgrad im Vergleich zu konventionellen
Asphalten bei einer Temperatur von 20° C
höher, gleich oder niedriger ausfallen. Um die angestrebten
Gebrauchseigenschaften sowohl bei sommerlichen
als auch bei winterlichen Temperaturen zu erreichen,
ist eine möglichst geringe Temperaturempfindlichkeit
anzustreben.
Für GmA zeigt sich, dass mit einer Erhöhung der
Gummizugabemenge die Steifigkeit bei 20° C bei gleichzeitig
sinkender Temperaturempfindlichkeit zunimmt.
Bei den Plastomer-PmA-Varianten nimmt die Steifigkeit
mit steigendem Plastomeranteil deutlich zu. Die
Variante AC B 10 Plast erreicht mit 10.664 MN/m² eine
sehr hohe Steifigkeit, die um 150 % höher ausfällt als die
Steifigkeit des Referenzasphaltes mit Standard PmB. Die
Steifigkeit der RC-Plastomer-PmA-Varianten steigt mit
zunehmendem RC-Plast-Anteil. Die Steifigkeit der AC
B 0,4 RC-Plast Variante ist mit 8.693 MN/m² mehr als