Detailergebnis zu DOK-Nr. 67633
Langlebige Asphaltdeckschichten durch Einsatz von hoch modifiziertem Bitumen (HPmB) (Orig. engl.: Long-life overlays by use of highly modified bituminous mixtures)
| Autoren |
F. Olard D. Simard |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.1 Bitumen, Asphalt 11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer |
7th RILEM International Conference on Cracking in Pavements: Mechanism, modeling, testing, detection, prevention and case histories. Dordrecht u. a.: Springer, 2012 (RILEM Bookseries) Vol. 2, S. 837-848, 10 B, 1 T, 26 Q
In der Erhöhung des Polymeranteils im Bitumen wird zum einen Potenzial gesehen, die Rissbildung und Verformungsschäden von Asphaltschichten zu minimieren. Zum anderen ergibt sich dadurch die Möglichkeit der Verringerung der Schichtdicke von Asphaltdeckschichten. Konventionelle Polymermodifizierte Bitumen (PmB) besitzen Polymergehalte zwischen 2 und 3 % (meist SBS). Systematische Untersuchungen mit Polymergehalten von 6-7 % SBS haben gezeigt, dass der Zusatz in dieser Größenordnung eine Änderung in der Mikrostruktur des PmB bewirkt. Danach gehen die gequollenen Polymere in die kontinuierliche Phase über, in der dann die Asphalten-Knoten dispergiert sind. Dieser Wechsel in der PmB-Mikrostruktur bringt eine signifikant bessere Performance. Der Nachweis erfolgt auf der Bitumenebene mit hartem, mittelhartem und weichem Basisbitumen, in welches 6 % SBS eingemischt werden. Mithilfe der DSR-Analytik und Fluoreszenz-Mikroskopie wird gezeigt, dass im höheren Temperaturbereich der komplexe Schermodul maßgeblich durch den Modul der Polymere beeinflusst wird. In der Masterkurve zeigt sich bei allen drei HPmB ein unterschiedlicher asymptotischer Verlauf. Bei steiferen Basisbitumen wird überraschenderweise ein kleinerer Phasenwinkel festgestellt. Begründet wird diese Beobachtung damit, dass in einem weichen Bitumen die Polymere besser quellen können, wodurch eine bessere Elastizität erhalten wird. Gleichzeitig wird die Ermüdungsbeständigkeit des Bitumens erhöht. Zwei Beispiele konkreter Bauwerke werden vorgestellt, ein Brückenbelag auf einer orthotropen Platte (hergestellt mit weichem Basisbitumen und 7 % SBS) und eine extrem beanspruchte Busspur (hergestellt mit mittelhartem Basisbitumen und 5 % SBS). Die Quellung des SBS konnte auch hier sichtbar gemacht werden, trotzdem erfolgte eine homogene Verteilung der Bitumenphase um das Gestein. In beiden Fällen war die Performance (Verformungs-/Ermüdungsbeständigkeit) auch nach Jahren ohne Beanstandung.