Detailergebnis zu DOK-Nr. 69142
Einfluss von Bitumenmodifikationen auf die innere Asphaltstruktur und die thermovolumetrischen Eigenschaften des Asphalts (Orig. engl.: Effects of binder modification on aggregate structure and thermovolumetric properties of asphalt mixtures)
| Autoren |
H.U. Bahia P. Teymourpour |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.1 Bitumen, Asphalt |
Asphalt Materials and Mixtures 2014, Volume 2. Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2014 (Transportation Research Record (TRB) H. 2445) S. 21-28, 8 B, 15 Q
Asphaltmodifikationen werden in der Praxis vermehrt eingesetzt, um die Gebrauchseigenschaften der Bitumen gezielt einzustellen. Aktuelle Studien haben gezeigt, dass Bitumenmodifikationen die Asphalteigenschaften grundsätzlich durch zwei Mechanismen beeinflussen: Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der kontinuierlichen Phase (Bitumen und Asphaltmörtelphase) oder die Steuerung der inneren Asphaltstruktur (beispielsweise die Packdichte des Gesteinskörnungsgerüsts). Im Artikel wird eine Studie beschrieben, in der die relative Bedeutung dieser zwei Mechanismen anhand des Widerstands gegenüber Kälterissbildung von Asphalt untersucht wird. Neben den experimentellen Arbeiten wurden Berechnungen mittels Finite-Elemente-Methode (FEM) durchgeführt. Die Untersuchungen wurden an drei Bitumen-/Asphaltvarianten unter Variation der Polymermodifizierung (Elastomer, Plastomer und Mischung aus Elastomer und Plastomer) vorgenommen. Mittels Bending Beam-Rheometrie wurde das Tieftemperaturverhalten der Bitumen- und Mastixvarianten angesprochen und die Ergebnisse als Eingangsgröße für das FE-Modell der inneren Asphaltstruktur verwendet. Weiterhin wurden Digitalbildanalysen an Schnitten der Asphalt-Probekörper zur Modellierung der Asphaltstruktur vorgenommen. Die thermovolumetrischen Eigenschaften der Bitumen-, Mastix- und Asphaltvarianten (Glasübergangstemperatur, Ausdehnungs- und Kontraktionskoeffizient) wurden mittels thermischem Dialometer angesprochen. Die Untersuchungsergebnisse zeigen einen signifikanten Zusammenhang zwischen den Parametern zur Beschreibung der inneren Asphaltstruktur und den Versuchsergebnissen zur Ansprache des Tieftemperaturverhaltens. Sowohl die Laborergebnisse wie auch die FE-Modellierung bestätigen, dass durch die Bitumenmodifikation die innere Asphaltstruktur in der Art optimiert werden kann, dass eine günstigere Verteilung der thermisch bedingten Dehnungen erreicht wird. Zukünftig bieten sich daher neue Möglichkeiten, den Widerstand gegen Kälterissbildung von Asphalt mittels Bitumenmodifikation gezielt zu optimieren.