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Prüfung von Asphaltmastix im Dynamischen Scherrheometer

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[Quelle: https://publikationsserver.tu-braunschweig.de]

Über gebrauchsverhaltensorientierte Laborprüfungen (Performance-Prüfungen) kann das Verhalten von Asphalt als Schicht im Straßenoberbau geprüft und so die Eignung der Asphaltkonzeption nachgewiesen werden. Allerdings erfordern Performance-Prüfungen einen erheblichen Prüfaufwand und eignen sich deshalb kaum für Routineuntersuchungen. Das Gebrauchsverhalten umfasst in diesem Zusammenhang den Widerstand gegen Kälterisse, den Ermüdungswiderstand bei mittleren Gebrauchstemperaturen und den Verformungswiderstand im Hochtemperaturbereich. Diese wesentlichen Gebrauchseigenschaften werden maßgeblich gesteuert von der Interaktion des im jeweiligen Asphalt verwendeten Füllers (mineralische Anteile ≤ 0,063 mm) und des bitumenhaltigen Bindemittels, deren Gemisch als Asphaltmastix bezeichnet wird. Für die Prüfung der Asphaltmastix stehen bisher jedoch keine etablierten Prüfmethoden zur Verfügung. Das Dynamische Scherrheometer (DSR) ist ein universell einsetzbares Messgerät, welches sich grundsätzlich auch zur Prüfung von Asphaltmastix eignet. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine praxistaugliche Prüfsystematik für das Dynamische Scherrheometer entwickelt und angewendet, mit der alle maßgebenden Materialeigenschaften von Asphaltmastix prüftechnisch angesprochen werden können. Die enthaltenen Prüfungen sind orientiert an dem Gebrauchsverhalten einer Asphaltbefestigung und umfassen Relaxationsprüfungen im Tieftemperaturbereich, Ermüdungsprüfungen im mittleren Temperaturbereich und Kriechprüfungen im Hochtemperaturbereich. Die neue Prüfsystematik bietet eine aussagekräftige Bewertungsmöglichkeit mit der unterschiedliche Asphaltmastixvarianten schnell und qualitativ eindeutig differenziert werden können. Zum Vergleich und zur Validierung werden auf Asphaltebene in den entsprechenden Temperaturbereichen bereits etablierte Performance-Prüfungen durchgeführt. Diese umfassen zur Prüfung des Widerstands gegen Kälterissbildung den Abkühlversuch, zur Prüfung des Ermüdungswiderstands im mittleren Temperaturbereich die Zug-Druck-Wechsel-Prüfung und zur Prüfung des Verformungswiderstands im Hochtemperaturbereich den Dynamischen Stempeleindringversuch. Für jeden Temperaturbereich wird anschließend eine Korrelation zwischen dem Materialverhalten der Asphaltmastix und jenem des zugehörigen Asphalts identifiziert. Dabei zeigt sich ein eindeutiger Zusammenhang. Folglich hat die Asphaltmastix einen maßgebenden Einfluss auf das Gebrauchsverhalten der Asphaltbefestigung. Damit bietet die neue Prüfsystematik eine vielversprechende Möglichkeit, um die Wahl der Asphaltkomponenten hinsichtlich des Gebrauchsverhaltens der Asphaltstraße zu optimieren und um komplexe Performance-Prüfungen von Asphalt zu ersetzen.

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Bücher, Broschüren

Jürgen Hutschenreuther, Thomas Wörner
Asphalt im Straßenbau
3., Aufl.
2017, 496 S., m. farb. Abb. 24 cm, Softcover
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In dem Praxiswerk werden die Grundlagen und Voraussetzungen für die Herstellung von Asphalt erläutert, die verschiedenen Bauweisen dargestellt und die praktische Ausführung eines qualitativ hochwertigen Bauwerks besprochen. Die 3. Neuauflage trägt insbesondere den zwischenzeitlich eingetretenen Aktualisierungen der Regelwerke (ZTV/TL Asphalt, TL Bitumen, TL BE, TL S bit) bzw. der Empfehlungen und Merkblätter Rechnung und adaptiert alle neu eingeführten Standards. Neu in die 3. Auflage aufgenommen wurden die Kapitel: - Gesteinsprüfungen, - Reparaturasphalte, - Fugenmassen, - Asphaltarmierungen, - Asphalt unter extremen Klimabedingungen. Wesentlich ergänzt wurde das Werk außerdem um Themen wie neue Technologien im Bereich der Bitumenlogistik, Griffigkeit, Landwegebau und Hinweise zu InLine Pave und Patching.

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Sabine Hübner, Andreas Schmohl
Freisetzung von Mecoprop aus Polymerbitumendachbahnen - Modellierung des Transportverhaltens von Mecoprop bei der Bodenpassage unter Berücksichtigung der Vorgaben des Prüfplans aus der "PG Mecoprop"
Bauforschung, Band T 3356
2018, 26 S., 15 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Polymerbitumendachbahnen für Gründächer enthalten als Durchwurzelungsschutz Mecoprop-Ester, welche nach und nach an die Oberfläche diffundieren, hydrolysieren und schließlich als Carbonsäure freigesetzt werden. Das sogenannte "Mecoprop-P" der freien Carbonsäure stellt die treibende Kraft dar. Die Freisetzung von Durchwurzelungsschutzmitteln aus Dachbahnen wurde in diesem Forschungsprojekt vom Fraunhofer IBP untersucht. Dabei sollte der zeitliche Konzentrationsverlauf im Porenwasser in 1 m Tiefe abgeschätzt werden. Die Modellierung der Mecoprop-Konzentration sollte unter Verwendung der vorgegebenen Rahmenbedingungen sowie verschiedener relevanter Eingangsparameter erfolgen.

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Sabine Hübner, Regina Schwerd
Validierung des Laborversuches nach DIN CEN/TS 16637-2 zur Freisetzung von Radiziden aus Bitumendachbahnen. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3359
2018, 22 S., 10 Abb. u. 8 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ester der 2-(4-Chlor-2-methylphenoxy)-propionsäure ("Mecoprop", MCPP) finden in Polymerbitumen-Abdichtungsbahnen, die z.B. zur Dachabdichtung bei Gründächern eingesetzt werden, Anwendung. Bei Kontakt mit Wasser werden die Mecoprop-Ester aus der Bitumenbahn ausgewaschen und Mecoprop durch Hydrolyse aus den Estern freigesetzt. Durch die radizide Wirkung des Mecoprops werden Polymerbitumenbahnen mit Gründachaufbau vor Durchwurzelung geschützt. Wirksam ist allerdings nur das (R)-(Plus)-Enantiomer, "Mecoprop-P", das in modernen Rezepturen zum Schutz vor Durchwurzelung überwiegend vorhanden ist. Mit dem ablaufenden Regenwasser kann so Mecoprop in die Umwelt eingetragen werden. Der Eintrag von Mecoprop aus Bauprodukten in die Umwelt soll bauaufsichtlich In Bezug genommen werden. Die Freisetzung von Mecoprop aus Bitumendachbahnen wurde bereits in den Forschungsvorhaben P 52-5- 20.88-1497/15 und P 52-5- 20.88.2-1999/16 untersucht. Dabei wurde unter anderem der Laborversuch nach DIN CEN/TS 16637-2 ("Horizontale dynamische Oberflächenauslaugprüfung") angewandt. Zukünftig sollen die Ergebnisse aus dem Laborversuch nach DIN CEN/TS 16637-2 als Eingangsdaten für ein mathematisches Modell zur Modellierung der Umwelteinwirkungen von Mecoprop dienen. Um ein robustes Verfahren zu erhalten, ist eine detaillierte Vorschrift für alle Arbeitsschritte der Oberflächenauslaugprüfung unabdingbar, da nur so die Reproduzierbarkeit als auch eine möglichst gute Vergleichbarkeit der Ergebnisse zwischen den Laboratorien sichergestellt werden kann.

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H. Dorner, M. Schmalz
Differenzthermoanalyse 'DTA' von Bitumen-Interpretation und Vergleich mit thermomechanischen Kennwerten. Schlußbericht
1988, 125 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Untersucht wurden 14 Straßenbaubitumen (B 45, B 80, B 200) aus 8 verschiedenen Herkunftsländern. Zur Charakterisierung der Bindemittel wurden Verfahren nach DIN 1995 eingesetzt. Zusätzlich wurden thermoanalytische (DTA) und infrarotspektroskopische Untersuchungsmethoden angewandt. Die Bitumenproben wurden in nicht gealtertem und gealtertem Zustand geprüft. Eine Reihe von Meßdaten der Normuntersuchungen dienten als Korrelationsgrößen für die Interpretation der thermoanalytisch erhaltenen Ergebnisse. Die DTA der Bitumen erfolgten durch definiertes Aufheizen und Abkühlen von Proben im Bereich von -100 Grad Celcius bis +100 Grad Celcius. Dabei wurden charakteristische und reproduzierbare Thermogramme erhalten. Aus ihnen ließen sich Glasübergangsbereiche mit den zugehörigen Glasübergangstemperaturen bestimmen. (-y-)

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Zeitschriftenartikel

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Bartholomäus, Arnd; Stephan, Frank
Wiederverwendung von Ausbauasphalt - aus der Sicht eines Asphaltherstellers
Straße + Autobahn, 2021

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Wörner, Thomas; Westiner, Erhard; Neidinger, Sara
Bewertung der Qualität von feinen Gesteinskörnungen für den Anwendungsbereich Asphalt
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Schellenberg, Kurt
Die Rheologie des Asphalts vom Bindemittel bis zur fertigen Schicht
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Kytzia, Susanne; Pohl, Thomas
Ökobilanzierung von Kaltmischfundationen
Straße + Autobahn, 2021

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Grann Andersson, Ole
Kaltrecycling zur Herstellung von bitumen-stabilisierten Tragschichten in Dänemark
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