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Detailergebnis zu DOK-Nr. 76227

Mechanische Eigenschaften und Verdichtungseigenschaften mit Graphit-Nanoplättchen-modifiziertem Bitumen und Asphaltgemischen (Orig. engl.: Mechanical and compaction properties of graphite nanoplatet-modified asphalt binders and mixtures)

Autoren	J.-L. Le M.O. Marasteanu M. Turos
Sachgebiete	9.1 Bitumen, Asphalt

Road Materials and Pavement Design 21 (2020) Nr. 7, S. 1799-1814, 10 B, 4 T, zahlr. Q

In dem Beitrag wird eine experimentelle Untersuchung der Eigenschaften von Bindemitteln und Asphaltgemischen vorgestellt, die mit Graphit-Nanoplättchen (BSP) modifiziert wurden. Dabei lag der Schwerpunkt der Untersuchung auf der Wirkungsweise der BSP-Zugabe auf die rheologischen Eigenschaften und dem Verhalten der Bindemittel bei tiefen Temperaturen und auf den Brucheigenschaften sowie auf dem Verdichtungsaufwand für die Asphaltgemische. Die Studie berücksichtigt dabei drei Arten von BSP-Materialien einschließlich Graphit-Nanoplättchen und submikroskalige Graphitflocken. Die Kosten dieser Materialien sind relativ niedrig, sodass sie im Gegensatz zu anderen Graphit- und Graphenmaterialien für großtechnische Anwendungen geeignet sind. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von BSP-Materialien zu erheblichen Verbesserungen des Verhaltens der Bindemittel bei tiefen Temperaturen und der Brucheigenschaften der Asphaltgemische führt. Während die Eigenschaften der Bindemittel bei mittleren Temperaturen nur minimal beeinflusst werden, ergibt sich bei einigen Kombinationen der Bindemittel mit BSP eine Zunahme des Verhaltens bei niedrigen Temperaturen von über 100 %. Ein ähnlicher Effekt wird bei einigen der untersuchten Asphaltgemische beobachtet, bei denen sich die Bruchenergie bei niedriger Temperatur nahezu verdoppelt. Die Verdichtungsuntersuchungen im Labor zeigten, dass die Anzahl der zur Erreichung einer Zieldichte erforderlichen Gyrationen durch Zugabe eines kleinen Prozentsatzes an BSP zum Bindemittel um bis zu 20 bis 40 % reduziert werden kann. Die Ergebnisse der experimentellen Studie zeigen, dass BSP-modifizierte Bindemittel und Asphaltgemische mit BSP-modifiziertem Bindemittel ein erhebliches Potenzial zur Erhöhung der Haltbarkeit von Asphalten in kalten Regionen aufweisen, indem der Verdichtungsaufwand verringert und das Verhalten bei niedrigen Temperaturen verbessert werden.