Bindemitteldesign fuer Asphaltstrassen: Definition eines chemisch-rheologischen Anforderungsprofils

Binder design for asphalt roads through definition of a chemical rheological requirements profile

Das Ziel dieses Projekts war das Auffinden von Zusammenhaengen zwischen den chemischen Bitumeneigenschaften und dem rheologischen Verhalten, dem Alterungsverhalten sowie dem Haftverhalten des Bindemittels. Zum Erreichen dieses Ziels wurden zwoelf Bitumenproben in unterschiedlichen Alterungszustaenden und vier Gesteinsproben mit verschiedenen chemischen, rheologischen, physikalischen und haftbetreffenden Methoden untersucht. Bei der Gegenueberstellung der Pruefergebnisse konnte eine Vielzahl an bilateralen Korrelationen zwischen den einzelnen Kennwerten gefunden werden. Zusaetzlich zu diesen bilateralen Zusammenhaengen wurden des Weiteren mithilfe von multiplen Regressionsanalysen Linearkombinationen erstellt, die durch eine kombinierte Beruecksichtigung der Gehalte und der Molmassenmittelwerte Mn der SARA-Fraktionen die Beschreibung und Prognose einer Vielzahl von Kennwerten ermoeglicht. Zu diesen Kennwerten zaehlen neben den rheologischen Pruefgroessen auch die Alterungsindices dieser Pruefgroessen. Somit koennen anhand der SARA-Fraktionen im nicht gealterten Zustand Aussagen ueber das Alterungsverhalten der Bitumen getroffen werden. Neben der Rheologie und dem Alterungsverhalten ist zudem eine Beschreibung des Haftverhaltens moeglich, wobei neben den SARA-Fraktionen als Gesteinskennwerte auch der Siliziumdioxidgehalt sowie der isoelektrische Punkt zu beruecksichtigen sind. Zudem konnte durch die Umstellung der gefundenen Linearkombinationen ein synthetisches Bindemitteldesign abgeleitet werden, sodass durch die Vorgabe der angestrebten rheologischen, alterungsbedingten und haftungsbedingten Kennwerte die zum Erreichen dieser Kennwerte erforderlichen Gehalte der SARA-Fraktionen ermittelt werden koennen. Dies ermoeglicht die Modifizierung von Bitumenzusammensetzungen, um eine gezielte Beeinflussung der Bindemitteleigenschaften zu erreichen. ABSTRACT IN ENGLISH: Among other factors, the durability of asphalt roads depends on the bitumen used. The properties of the binder, in turn, are influenced by its chemical composition and structural make-up. Against this background, the Federal Highway Research Institute (BASt) commissioned the Institute of Civil Engineering at the Technical University of Berlin with fundamental work on the characterisation of various bitumens. The relationships between the chemistry of the binder and its behaviour in terms of rheology, ageing and adhesion were to be examined in this context. The objective was to derive a binder design with which bitumen properties can be specifically influenced. The present fundamental research confirms that some essential physical properties of bitumen can, in principle, be calculated on the basis of the chemical composition. The derivation of the basic equation, with the help of which it is possible to describe various chemical-physical relationships, can be regarded to be of particular value. By the applied method existing test procedures can be experimentally and statistically validated with regards to their significance.

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01691880
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • ISBN: 978-3-95606-397-3
  • Files: ITRD
  • Created Date: Nov 13 2018 5:52AM