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Detailergebnis zu DOK-Nr. 58707

Rahmenbedingungen für DSR-Messungen an Bitumen: Optimierung der versuchstechnischen Rahmenbedingungen für die Durchführung und Auswertung performance-orientierter Bitumenuntersuchungen mittels Dynamischem Scher-Rheometer

Autoren	M. Hase C. Oelkers
Sachgebiete	9.1 Bitumen, Asphalt

Bremerhaven: Wirtschaftsverlag NW, 2006, CD-ROM [215 S., zahlr. B, T, 4 Q] (Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), Straßenbau; 47). - ISBN 978-3-86509-581-X

Mit dem Forschungsvorhaben waren die Prüfbedingungen für die Versuche im Dynamischen Scherrheometer so zu optimieren, dass die häufig in Deutschland verwendeten polymermodifizierten Bindemittel differenziert und plausibel auf ihre Gebrauchseigenschaften angesprochen werden und die rheologischen Kenngrößen der Bindemittel bestimmt werden können. Daher sollten die Prüfbedingungen im DSR-Versuch möglichst vereinheitlich und diese in einer Arbeitsanleitung dokumentiert werden. Anhand des Literaturstudiums wurden die bisher gewonnenen Kenntnisse und Erfahrungen mit dem DSR-Verfahren gesammelt und beurteilt. Des Weiteren wurden an acht unterschiedlichen Bitumenarten/-sorten DSR-Versuche sowohl im Original- als auch im gealterten Zustand (RTFOT-Verfahren) durchgeführt. In Oszillationsversuchen wurden die Deformation in drei Stufen, die Frequenz f in drei Stufen und die Temperatur T in vier Stufen systematisch variiert. Es ergaben sich bei acht unterschiedlichen Bindemittelsorten im Original- und im gealterten Zustand und unter dreimaliger Wiederholung insgesamt 1 728 Oszillationsversuche. Die Durchführung der Kriechversuche wurde auch an den acht Original- und nach dem RTFOT-Verfahren gealterten Bindemittelsorten vorgenommen. Mit den Wiederholungsprüfungen wurden somit 432 Kriechversuche (144 Kriechversuchsvarianten) durchgeführt. Anhand von multiplen Varianzanalysen konnten die Stärken der einzelnen Einflussgrößen qualitativ ermittelt werden, wobei die Dominanz der systematischen gegenüber den zufälligen Einflüssen als sehr hoch ermittelt worden ist. Aus den gewonnenen Ergebnissen konnten die Rahmenbedingungen für die Durchführung und Auswertung von Oszillations- und Kriechversuchen abgeleitet werden. Demnach sollten Oszillationsversuche bei einer Prüftemperatur von 50 Grad Celsius, einer Frequenz von 1,59 Hz und einer Deformation von d = 6 % durchgeführt werden. Für die Kriechversuche ergaben sich die optimalen Versuchsbedingungen bei einer Temperatur von 50 Grad Celsius und einer Schubspannungsstufe von 500 Pa. Unter Berücksichtigung der vorgeschlagenen Versuchsbedingungen konnte durch Darstellung der rheologischen Kenngrößen Phasenverschiebungswinkel und komplexer Schubmodul G* in einem Black-Diagramm nachgewiesen werden, dass die untersuchten acht Original- und gealterten Bindemittelsorten sich in ihrem rheologischen Verhalten recht gut voneinander trennen lassen und somit eine objektivere Beurteilung des rheologischen Verhaltens der untersuchten polymermodifizierten Bindemittel möglich ist. Für die aus Kriechversuchen ermittelten Kenngrößen konnte kein eindeutiges Kriterium zur Unterscheidung des rheologischen Verhaltens der untersuchten Bindemittelsorten herausgearbeitet werden.