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Untersuchung des Verformungsverhaltens von Asphalt zur Bestimmung von Materialkennwerten für die Dimensionierung

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[Quelle: http://d-nb.info]

In Deutschland werden Straßenbefestigungen nach den Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von Verkehrsflächen, die auf empirischen Grundlagen basieren, bemessen. Alternativ kann zukünftig ein analytisches Verfahren gemäß den Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung des Oberbaues von Verkehrsflächen mit Asphaltdecke angewendet werden. Danach wird aus den mischgutspezifischen Spannungs-Dehnungsverläufen in einer Fahrbahnbefestigung und den verschiedenen Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit einer Straßenbefestigung der Widerstand gegen Ermüdung, Rissbildung und Verformung hinsichtlich des Befestigungsaufbaus optimiert. Um die Spannungs-Dehnungsverläufe realitätsnah zu beschreiben, wurden in der Arbeit für die Stoffmodellierung Materialkennwerte zur Beschreibung des Verformungsverhaltens von Asphalt bestimmt. Es wurden mit drei unterschiedlichen Prüfverfahren die für die Dimensionierung erforderlichen Eingangswerte an vier verschiednen Deckschichtvarianten, einer Binder- sowie einer Tragschichtvariante ermittelt. Asphalt weist ein elastisches, viskoses und plastisches Verformungsverhalten auf, das außerdem noch abhängig von Temperatur, Frequenz und Last ist. Daher wurden im Prüfprogramm diese drei Einflussgrößen systematisch variiert. Als Kennwerte wurden aus den unter verschiedenen Beanspruchungskombinationen gemessenen Verformungen die absoluten Elastizitätsmoduln, Steifemoduln, Phasenwinkel und Querdehnzahlen sowie Dehnungsraten, Verläufe der Dehnungskurven und Dehnungen nach festgelegten Beanspruchungszeiten für die ausgewählten Asphaltvarianten berechnet, ausgewertet und analysiert. Die Prüfverfahren unterscheiden sich hinsichtlich der Probekörpergeometrie und der im Probekörper herrschenden Spannungszustände. Die Auswirkungen dieser Randbedingungen auf das Verformungsverhalten und somit auf die Kennwertermittlung wurden untersucht und bestimmt bzw. durch eine Modifizierung der Verformungsmessung eliminiert.

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Andreas Schmohl, Sabine Johann
Entwicklung eines Extraktions- und Analysenverfahrens zur quantitativen Bestimmung des Gehalts an MCPP und MCPP-Estern in Polymerbitumen-Abdichtungsbahnen
Bauforschung, Band T 3366
2019, 56 S., 16 Abb. u. 17 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Polymerbitumen-Dachabdichtungsbahnen, die z. B. zur Dachabdichtung bei Gründächern eingesetzt werden, sind mit Estern der 2-(4-Chlor-2-methylphenoxy)-propionsäure ("Mecoprop", MCPP) ausgerüstet. Diese Mecoprop-Ester werden bei Kontakt mit Wasser aus der Bitumenbahn ausgewaschen; durch Hydrolyse der Ester wird Mecoprop freigesetzt. Durch die radizide Wirkung des Mecoprops werden Polymerbitumen-Dachabdichtungsbahnen mit Gründachaufbau vor Durchwurzelung geschützt. Wirksam ist allerdings nur das (R)-(+)-Enantiomer "Mecoprop-P", das in modernen Rezepturen zum Schutz vor Durchwurzelung überwiegend enthalten ist. Für die Bestimmung des Gehaltes an MCPP und MCPP-Estern in Dachabdichtungs-bahnen, z. B. für Homogenitätsprüfungen, wurden ein Extraktions-Verfahren sowie eine Analysenmethode für MCPP-Ester entwickelt und validiert.

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W. Jank, W. Rösler
Glimm-Ringversuche an Baustoffen -Dämmstoffen- zur Bestimmung des Wiederhol- und Vergleichsstreubereiches des B2-Glimmprüfverfahrens
Bauforschung, Band T 2651
1994, 92 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das entwickelte Glimmprüfverfahren wurde im Rahmen eines Ringversuches getestet. Das Ziel der Einzelversuche bestand in der Ermittlung der Zündtemperatur (niedrigste Temperatur, bei der ein Glimmprozeß ausgelöst werden konnte). Zur Ermittlung dieser Temperatur wurden die Versuchstemperaturen in Intervallen von 50 K gesenkt bzw. angehoben. Im Ergebnis der Versuche ergaben sich Zündtemperatur-Streubereiche bis zu 100 K. Diese Streuung ist für eine Praxisanwendung zu groß. Das getestete Verfahren ist damit für eine Praxisanwendung noch nicht verwendbar. Das Grundprinzip ist dennoch für ein Glimmprüfverfahren geeignet. Es wurden auf der Basis der erworbenen Erfahrungen der Versuchsteilnehmer Vorschläge für eine Verbesserung der technischen Versuchsbedingungen sowie ein verbessertes Versuchsregime unterbreitet.

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A. Dengiz, H. Kössl, K. Vassiliou
Auswirkung der Wiederverwendung von Ausbauasphalt auf das Langzeitverhalten von Asphaltbinder- und Asphaltdeckschichten. Abschlußbericht
Bauforschung, Band T 2355
1991, 118 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei der Herstellung von Asphaltbinder- und Asphaltdeckschichten werden bisher geringe Mengen an Ausbauasphalt wiederverwendet. Es wurde unter Praxisbedingungen und unter Verwendung von Prüfkörpern, die aus einer dazu eingebauten Versuchsstrecke entnommen worden waren, untersucht, ob und inwieweit bei der Zugabe von 25 Gew.-% Ausbauasphalt in Asphaltbinderschichten bzw. von 20 Gew.-% in Asphaltdeckschichten mittels Paralleltrommel in vorerwärmter und nicht vorerwärmter Form eine Homogenisierung der drei Mischgutkomponenten erreicht wird und wie sich die Zugabe von Ausbauasphalt auf das mechanische Verhalten der eingebauten Schichten auswirkt. Die Zugabe von Ausbauasphalt hatte sowohl bei den Binder- als auch bei den Deckschichten keine nachteiligen Auswirkungen auf die Homogenität und das mechanische Verhalten der untersuchten Schichten im Bereich tiefer, mittlerer und hoher Temperaturen. Durch makro- bzw. mikroskopische Untersuchungen wurde nachgewiesen, daß eine Auflösung der Ausbauasphaltstücke sowie eine homogene Durchmischung der neuen und wiederverwendeten Mischgutkomponenten auch bei der Kaltzugabe erzielt worden ist. (-y-)

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P. Jagfeld, M. Veil
Einfluss der Daemmschichtdicke auf das Verhalten von Bedachungen - insbesondere bei Stahltrapezprofil-Unterlage - gegenueber Flugfeuer und strahlende Waerme nach DIN 4102 Teil 7
1987, 58 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Es wurde untersucht, ob Bedachungen mit Bitumen-Dachbahnen, wie sie in DIN 4102 Teil 4 genannt sind bzw. kuenftig genannt sein koennen, die Anforderungen an die Widerstandsfaehigkeit gegen Flugfeuer und strahlende Waerme nach DIN 4102 Teil 7 auch dann erfuellen, wenn die Daemmstoffdicke wesentlich erhoeht wird, und wenn als Unterlage Stahltrapezprofilbleche zum Einsatz kommen. In gleicher Weise wurden Bedachungen mit Hochpolymer-Dachdichtungsbahnen untersucht. Bei Daemmstoffen, die im Brandversuch ihre Struktur behalten, war kein wesentlicher Einfluss der Dicke auf den Versuchsablauf zu erwarten. Bei thermoplastischen Daemmstoffen entsteht jedoch waehrend des Versuches ein Hohlraum unter der Brandstelle. Unterliegt der Daemmstoff einer unmittelbaren Brandeinwirkung z.B. durch ein Loch in der Dachabdichtung oder einen Spalt in einer Glasvlies-Einlage oder -unterlage, breitet sich das Feuer an dem Verbundstoff Daemmstoff/Dachabdichtung zunehmend aus und fuehrt in der Regel zum Abbrand des ganzen Probedaches. Untersucht wurden 6 verschiedene Bedachungen mit Bitumen-Dachbahnen und 5 verschiedene Bedachungen mit Hochpolymer-Dachabdichtung. Die durchweg positiven Versuchsergebnisse fuehrten dazu, dass fuer Bitumendachbahnen ein Vorschlag fuer die Neufassung von DIN 4102 Teil 4 unterbreitet werden konnte. Bei Hochpolymerbahnen koennen unter bestimmten Voraussetzungen gueltige Pruefzeugnisse auf andere, nicht gepruefte Daemmstoffdicken erweitert werden.

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Wolfgang Arand, Gerd Steinhoff, Joerg Eulitz, Horst Milbradt
Verhalten von Asphalten bei tiefen Temperaturen. Teil A. Bewertungshintergrund zur Beurteilung von Walzasphalt. Teil B. Einfluss kompositioneller Merkmale. Schlußbericht. AIF-5699
1986, 307 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des hier zu referierenden Forschungsvorhabens war es, unter Einsatz rechnergestützter Prüfverfahren - auf der Basis experimenteller Untersuchungen an schadensfreien und unterschieldich stark geschädigten Walzasphalten aus Straßen einen Bewertungshintergrund zur Beurteilung des Verhaltens dieser Asphalte bei tiefen Temperaturen zu erarbeiten und - durch systematische Variation der Zusammensetzung von Walzasphalen den Einfluß kompositioneller Merkmale wie Bindemittelgehalt, Korngrößenverteilung, Brechsandansteil und Viskosität des Bitumens auf das Verhalten dieser Asphalte bei tiefen Temperaturen zu untersuchen und vor dem Bewetungshintergrund zu beurteilen. Zur prüftechnische Ansprache des Kälteverhaltens des Walzasphalte an aus der Straße entnommenen beziehungsweise im Laboratorium durch Schlagverdichtung hergestellten Proben kamen Relaxationsversuche und Zugversuche bei den Prüftemperaturen +20, +5, -10 und -25 Grad C sowie Abkühlversuche mit einer Abkühlgeschwindigkeit von -10 Grad C/h zur Anwendung. Die Untersuchungsergebnisse wurden unter Anwendung multivariater Verfahren der mathematischen Statistik - Varianzanalysen und Regressionsanalysen - ausgewertet. (-z-)

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Zeitschriftenartikel

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Kneißl, Martin; Gottschalk, Herbert
Keine anerkannte Regel der Technik? Urteil stellt verbreitetes Abdichtungsverfahren infrage
Bauen plus, 2020

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Liu, Pengfei; Hu, Jing; Wang, Dawei; Oeser, Markus; Leischner, Sabine; Canon Falla, Gustavo
Charakterisierung des thermo-mechanischen Verhaltens von Asphaltgemischen anhand von Mikrostrukturanalysen und FE-Simulationen
Bauingenieur, 2019

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Fritsch, Roland
Auf der grünen Wiese. Produktionshalle in Waltersbach. Flachdach (kostenlos)
Dachbau Magazin, 2018

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Geißler, Matthias
Schadensprävention. Armierung - im Neubau, in der Sanierung und bei Spezialbelägen (kostenlos)
tHIS. Tiefbau. Hochbau. Ingenieurbau. Straßenbau, 2017

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Eilers, Manfred; Tölle, Ansgar
Schneller geht's mit PMMA. Versiegelungen und Grundierungen auf Basis von PMMA-Harzen machen den Einbau von Brückenabdichtungen flexibler und deutlich schneller
Straßen- und Tiefbau, 2017

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