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Detailergebnis zu DOK-Nr. 78856

Erforschung eines Isocyanat-basierten Bitumenadditivs für Asphaltmischungen: eine neue chemische Modifikation zur Temperaturreduktion und zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit (Orig. engl.: Research and development of an isocyanate-based bitumen additive for asphalt mixtures : a novel chemical modification for temperature reduction and performance enhancement)

Autoren	N. Carreño Gómez
Sachgebiete	9.1 Bitumen, Asphalt

Aachen: RWTH Aachen University, Institut für Straßenwesen, 2022, Dissertation, 164 S., zahlr. B, T, 45 Q. - Online-Ressource: verfügbar unter: 10.18154/RWTH-2022-09927

In der Arbeit wird die Forschung und Entwicklung eines Isocyanat-basierten Bitumenadditivs im Detail vorgestellt. Sie fasst die Ergebnisse eines gemeinsamen Forschungsprojekts mit BASF zusammen, bei dem ein chemisches Additiv unter verschiedenen Bedingungen getestet wurde, zunächst im Labor und anschließend in einer Asphaltmischanlage im realen Maßstab. Das Funktionsprinzip des Additivs besteht darin, dass es mit verschiedenen Bestandteilen des Bitumens (verschiedenen funktionellen Gruppen) reagiert und ein vernetztes Polymernetzwerk im Bitumen bildet. Dieses Netzwerk erhöht die Elastizität des Bitumens und verbessert so die Eigenschaften des Bitumens sowie die Leistungsfähigkeit von Asphaltmischgütern. Das Additiv kann in einem Inline-Mischprozess in der Mischanlage dosiert werden, wobei die Energie (und die Oxidation) des eigenen Asphaltmischprozesses zur Reaktion mit dem Bitumen genutzt wird. Darüber hinaus können die Produktions- und Einbautemperatur gesenkt werden, was effektiv dazu beiträgt, Bitumendämpfe und Aerosole während der Bauarbeiten zu reduzieren und die Sicherheit der Asphaltarbeiter zu erhöhen. Aufgrund der chemischen Beschaffenheit des Zusatzstoffs hat sich gezeigt, dass er auch in Mischungen mit einem hohen Anteil an Asphaltgranulat gut funktioniert. Ein besonderer Fokus wurde auf die angewandte Methodik gelegt, da in verschiedenen Phasen der hier vorgestellten Forschung Herausforderungen auftraten, die dazu aufriefen, die Forschungsziele neu zu definieren und/oder zu erweitern. In der Arbeit werden die Ergebnisse der Verwendung dieses Additivs auf Bitumen- und Asphaltebene sowie die Eigenschaften dieser modifizierten Materialien in den verschiedenen Phasen des Straßenbaus vorgestellt; während der Produktions- und Bauphasen sowie während der Nutzungsdauer. Es zeigte sich, dass das Isocyanat-basierte Additiv die Nutzungsdauer von Straßenbelägen verlängern kann und dass es aus chemischer und mechanischer Sicht ein ähnliches thermisches Alterungsverhalten aufweist wie polymermodifiziertes Bitumen.