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Detailergebnis zu DOK-Nr. 69141

Reaktionen der Mikrostruktur von Bitumen auf Zugbelastungen mit Erholungsphasen (Orig. engl.: Response of the microstructure of bitumen upon stress-damage initiation and recovery)

Autoren	H.R. Fischer B. Dillingh
Sachgebiete	9.1 Bitumen, Asphalt

Road Materials and Pavement Design 16 (2015) Nr. 1, S. 31-45, 15 B, 24 Q

Die Rissentstehung und -ausbreitung in Asphalt oder Bitumen ist nur bedingt zu visualisieren. Viele Prüfverfahren besitzen nicht die ausreichende optische oder physikalische Auflösung, um das dissipative Verhalten des Bitumens darzustellen. In der Studie wurde das Versagen des Bitumens während eines Zugversuchs mithilfe eines Rasterkraftmikroskops (AFM) visualisiert. Dabei konnte beobachtet werden, dass Risse beziehungsweise lokale Inhomogenitäten in der weichen Phase (Perpetua-Struktur) entstehen, insbesondere bei gealterten Bitumen (Lagerung von mehr als sechs Monaten bei Raumtemperatur). Diese Inhomogenitäten starten stets an einer festeren Phase (Peri-Struktur), welche die sogenannten "Bienen" oder Catanas (festes, kristallisiertes Paraffin) umgeben und orientieren sich an der Belastungsrichtung. Im weiteren Verlauf werden auch die Peri-Strukturen und dann die Catanas geschädigt beziehungsweise zerstört. Wird die Belastung ausgesetzt, kann innerhalb von Stunden eine Wiederherstellung der geschädigten Strukturen erkannt werden. Diese Beobachtungen belegen, dass aufgrund von Spannungskonzentrationen Inhomogenitäten in der Mikrostruktur des Bitumens auftreten, welche das Versagen von Bitumen wesentlich beeinflussen.