Verfahren zur Prognose des Alterungsverhaltens von Asphalt

Procedure for the prediction of ageing behaviour of asphalt

Entgegen dem urspruenglichen Projektziel (Entwicklung und Optimierung eines Verfahrens zur Alterung von Asphalt-Probekoerpern und prueftechnische Ansprache der Performanceeigenschaften von Asphalt) wurde schwerpunktmaessig die Entwicklung und Optimierung eines Alterungsverfahrens untersucht. Fuer die Untersuchungen wurde ueberwiegend ein Asphaltbeton AC 8 D S (Gestein: Basalt, Strassenbaubitumen 50/70) eingesetzt. Weiter wurde noch ein offenporiger Asphalt PA 8 mit polymermodifiziertem Bindemittel 40/100-65 A beruecksichtigt. In den Projektphasen wurden insbesondere folgende Untersuchungsansaetze gewaehlt: Es wurden zwei Konditionierungsverfahren zur Alterung von Asphalt-Probekoerpern angewendet – das BSS-Verfahren, ein gaengiges Verfahren aus der Kunststoffindustrie zur kuenstlichen Bewitterung und das PAV-A-Verfahren in Anlehnung an bestehende Pruefverfahren (SATS-Pruefung, PAV-Verfahren). Fuer das PAV-A-Verfahren wurde zunaechst eine Konditionierungsdauer von 20 h, eine Konditionierungsdruck von 2,1 MPa und Temperaturen von 30 sowie 60 °C gewaehlt. Ab der zweiten Projektphase wurde nur noch das PAV-A-Verfahren beruecksichtigt, wobei der Druck in zwei Stufen (1,0 und 0,5 MPa) reduziert wurde. Im Rahmen der Projektphase 4 wurde neben Asphalt-Probekoerpern auch Asphaltmischgut und Bindemittel mittels PAV-A konditioniert, wobei der Druck auf 0,1 MPa verringert wurde und die Konditionierungszeit in vier Stufen bis 80 h erhoeht wurde. In der Projektphase 5 wurde zudem noch die Art und Geschwindigkeit des Druckablassens am Ende der Konditionierung variiert. Zusammenfassend kann aus den Ergebnissen der Projektphasen festgehalten werden, dass die zur Asphaltalterung erforderlichen Konditionierungsbedingungen mit dem PAV-A-Verfahren zu Gefuegeveraenderungen beziehungsweise -zerstoerungen der Asphalt-Probekoerper fuehren. Bedingt durch die Gefuegeveraenderung/- zerstoerung wird, wie am Beispiel der hier durchgefuehrten Abkuehlversuche erkannt, nicht der Einfluss auf die Kaelteflexibilitaet durch das gealterte und versproedete Bindemittel angesprochen, was sich durch ein geringeres Relaxationsvermoegen und damit verbundenem schlechterem Abbau von Zugspannungen (Relaxieren) im Abkuehlversuch zeigen muesste. Vielmehr hat der Asphalt bedingt durch die Gefuegestoerungen/-zerstoerungen nicht mehr die Faehigkeit Spannungen aufzubauen. ABSTRACT IN ENGLISH: Contrary to the original target of the research project (development and optimization of a procedure for the ageing of asphalt samples and test-technical determination of performance characteristics of asphalt), the object of this research focused on the development and optimization of an ageing procedure. The examinations were mostly conducted using asphalt concrete AC 8 D S (stone: basalt, road bitumen 50/70). Furthermore, porous asphalt PA 8 with polymer-modified binder 40/100-65 A was considered. In particular the following examination approaches were chosen in the project phases: Two conditioning procedures were used for ageing asphalt samples – the BSS-procedure, a common procedure from the plastic industry for synthetic weathering, and the PAV-A-procedure in accordance with existing test methods (SATS-testing, PAV-procedure). For the PAV-A-procedure, a conditioning duration of 20h, conditioning pressure of 2.1 MPa and temperatures of 30 and 60°C respectively were chosen at first. As of the second process phase, only the PAV-Aprocedure was considered, with the pressure being reduced in two steps (1.0 and 0.5 MPa). In the scope of project phase 4, mixed asphalt material and binder were conditioned according to PAV-A as well as asphalt samples, with the pressure being reduced to 0.1 MPa and the conditioning time increased to 80h in four steps. In project phase 5, the type and rate of pressure reduction at the end of conditioning was varied as well. All in all, the results from the project phases show that the conditioning parameters required for asphalt ageing in the PAV-A-procedure lead to structural changes or destruction of the asphalt samples. Due to the structural changes/destructions, the influence on cold flexibility by the aged and brittled binder, which would have to become evident in a lesser relaxation capacity and the connected reduced reduction of tensile stresses (relaxing) in the thermal stress retained specimen test, is not reflected, as is shown in the example of the thermal stress retained specimen tests conducted here. Instead, the asphalt is no longer able to build up tensions due to the structural disturbances/destructions.

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01693011
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • ISBN: 978-3-95606-433-3
  • Files: ITRD
  • Created Date: Feb 11 2019 3:29AM