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Detailergebnis zu DOK-Nr. 65383

Rheologische Eigenschaften und Ermüdungswiderstand von Gummimodifiziertem Bitumen (Orig. engl.: Rheological properties and fatigue resistance of crumb rubber modified bitumen)

Autoren	F. Khodary M. Vormwald
Sachgebiete	9.1 Bitumen, Asphalt 9.10 Gummi, Kautschuk, Asbest 11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer

11th International Conference on Asphalt Pavements, Nagoya, Japan, August 1 to 6, 2010: Proceedings. Lino Lakes, MN: International Society for Asphalt Pavements, 2011, CD-ROM, 9 S., 7 B, 2 T, zahlr. Q

Die rheologischen Eigenschaften und der Ermüdungswiderstand von Gummimodifiziertem Bitumen (GmB) wurden mithilfe des Dynamischen Scher-Rheometers (DSR) im Labor untersucht und über ein Finite-Elemente-Modell der DSR-Probe modelliert. Untersucht wurde Bitumen 70/100 als Null-Variante sowie mit 3, 5, 7 und 10 % Gummimehl modifiziert. Das Gummimehl wies eine Korngröße von bis zu 600 µm auf und setzte sich aus 30 % Naturkautschuk, 40 % Styrol-Butadien-Kautschuk und 30 % Butadien-Kautschuk zusammen. Mit dem DSR wurden Frequenz-Sweep- und Time-Sweep-Tests bei vier Temperaturenstufen durchgeführt. Es zeigten sich für die GmB ein geringerer Phasenwinkel bei geringen Temperaturen, was auf eine höhere Rissresistenz weist, und eine höhere Steifigkeit bei hohen Temperaturen, gleichbedeutend mit einem besseren Verformungswiderstand. Die Kennzahl der dissipierten Energie (dissipated energy ratio, DER) erreicht für die GmB erst bei höheren Belastungszyklen ihr Maximum, weshalb auch auf eine höhere Ermüdungsresistenz der GmB zu schließen ist. Am deutlichsten waren die Unterschiede bei dem mit 10 % Gummimehl modifizierten Bitumen, während die 3 und 5 %-Varianten nur geringe Veränderungen in den Bitumeneigenschaften aufwiesen. Das erstellte FEM-Modell der DSR-Probe zeigte hinsichtlich der Modellierung des DER für das Ausgangsbindemittel 70/100 eine zufriedenstellende Übereinstimmung mit den Labordaten.