Detailergebnis zu DOK-Nr. 71906
Quantifizierung des thermomechanischen Verhaltens von Bitumen aus den Eigenschaften der Mikrophasen (Orig. engl.: Quantifying the thermomechanical response of bitumen from microphase properties)
| Autoren |
A. Scarpas S.N. Nahar G. Schitter A.J.M. Schmets |
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| Sachgebiete |
9.1 Bitumen, Asphalt |
Asphalt Materials and Mixtures, Volume 1. Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2016 (Transportation Research Record (TRB) H. 2574) S. 101-110, 6 B, 31 Q
Das makroskopische mechanische Verhalten bitumenhaltiger Materialien rührt aus den mechanischen Eigenschaften auf mikrostruktureller Ebene her. Aus mikroskopischen Untersuchungen der Atomkräfte kennt man im Wesentlichen zwei Materialphasen, die in Bitumen vorkommen. Diese Phasen lassen sich grob aus den chemischen Zusammensetzungen der Ursprungsbitumen (zum Beispiel aus der Herkunft des Rohöls) ableiten. In der Untersuchung wendet man die mikroskopischen Untersuchungen der Atomkräfte an, um einen "Bauplan" mechanischer Eigenschaften zweier unterschiedlicher Bitumensorten aufzuzeichnen. Mithilfe dieser Methode lassen sich unterschiedliche Phasen erkennen und quantifizieren. Die mechanischen Eigenschaften im Nano- bis Mikrometer-Maßstab lassen Rückschlüsse auf die mechanischen Eigenschaften im großen Maßstab zu, wenn man davon ausgeht, dass die gesamte Materialprobe aus einer einheitlichen Zusammensetzung des mikroskopisch untersuchten Materials besteht. Aus den mechanischen Eigenschaften lassen sich zusammengesetzte Moduln aus den Eigenschaften der einzelnen Phasen ableiten. Weiterhin wird die Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften von der Materialtemperatur bestimmt. Mit steigender Temperatur nehmen die Moduln beider Phasen ab, die Adhäsivität dagegen nimmt zu. Die Versuchsergebnisse lassen eine erfolgreiche Beschreibung der Materialeigenschaften des Kompositmaterials aus der Mikrophase zu. Die mechanischen Eigenschaften (zum Beispiel Steifigkeit, Adhäsionsfähigkeit) sind wichtige Eingangsparameter für Materialentwicklung und -modellierung und erlauben es, das Materialverhalten von Asphaltbeton vorauszusagen. Schließlich führen die Ergebnisse zu einem besseren Verständnis in Bezug auf das Temperaturverhalten, die rheologischen Eigenschaften, optimalen Prozessbedingungen und das Verschleißverhalten von Asphaltgemischen.