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Detailergebnis zu DOK-Nr. 70554

Ansprache der Alterung von Asphalt mittels 4-Punkt-Biegeversuchen (Orig. engl.: Study of asphalt aging through beam fatigue test)

Autoren	R.A. Tarefder M.R. Islam
Sachgebiete	9.1 Bitumen, Asphalt 11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer

Asphalt Materials and Mixtures 2015, Volume 1. Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2015 (Transportation Research Record (TRB) H. 2505) S. 115-120, 11 B, 1 T, 27 Q

Im Rahmen der Studie wurden unterschiedlich gealterte prismatische Probeköper aus Asphaltbeton (AC) 4-Punkt-Biegeversuchen unterzogen und hinsichtlich der Biegesteifigkeit (E) und der Ermüdungslebensdauer (N) ausgewertet. Für die Untersuchungen wurden Probekörper aus der Straße heraus gesägt und einerseits im Freien natürlich bewittert (Feldalterung) sowie andererseits im Laboratorium definierten Alterungszyklen unterzogen. Im Rahmen der Feldalterung wurden die prismatischen Probeköper ein Jahr lang frei gelagert. Im Sommer wurden Temperaturen bis zu +54 °C und im Winter bis zu -11 °C gemessen. An 91 Tagen ereigneten sich Frost-Tau-Wechsel mit Temperaturdifferenzen bis zu 26 K. Zeitgleich wurden Parallelproben im Laboratorium für ein Jahr bei einer konstanten Temperatur von 23 °C gealtert. Des Weiteren wurden prismatische Probekörper in einer Wärmekammer mit und ohne Umluft bei unterschiedlichen Zeitdauern und Temperaturen thermisch und oxidativ konditioniert. Schließlich wurde auch loses Asphaltmischgut in einer Wärmekammer bis zu 100 h gealtert und Asphalt-Probekörper hergestellt. Diese wurden dann gemäß AASHTO R 30-02 bei 85 °C für die Dauer von 120 h und auch für 4 h bei 135 °C beansprucht. Aus den Ergebnissen werden folgende Schlussfolgerungen abgeleitet: (1) Die wesentliche Alterung ereignet sich im anfänglichen Zeitfenster der Konditionierung. (2) Der Umluftbetrieb in der Wärmekammer verursacht eine stärkere Alterung der verdichteten Asphaltproben als die Feldalterung und die Ofenalterung ohne Umluft. (3) Loses Asphaltmischgut altert stärker als verdichtete Asphalt-Probekörper. (4) Nach einer Feldalterung von einem Jahr steigt die Biegesteifigkeit auf 124 % des Ausgangswerts, dann aber verringert sich die Steifigkeit jedes weitere Jahr der Liegedauer um 1,7 %. Begründet wird dies mit der Auswirkung umweltrelevanter Einflüsse. (5) Gealterte AC-Probekörper weisen gegenüber der Referenz eine geringere Ermüdungsbeständigkeit auf. Die (N-E)-Beziehung bleibt in allen überprüften Fällen (ungealtert - feldgealtert - Probekörper aus gealtertem Asphaltmischgut) erhalten. (6) Schließlich wurde ein ertragbarer Minderungsfaktor für die Ermüdungsbeständigkeit von Asphaltbeton entwickelt, der im Rahmen des "Pavement ME Design" angewendet werden kann.