Detailergebnis zu DOK-Nr. 75933
Nichtlineare viskoelastische Reaktion von gummimodifiziertem Bitumen unter großen Belastungen (Orig. engl.: Nonlinear viscoelastic response of crumb rubber modified asphalt binder under large strains)
| Autoren |
S. Gulzar B.S. Underwood |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.10 Gummi, Kautschuk, Asbest 9.1 Bitumen, Asphalt |
Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board Vol. 2674, H. 3, 2020, S. 139-149, 6 B, 2 T, 23 Q. - Online-Ressource: verfügbar unter: http://journals.sagepub.com/home/trr
In den letzten Jahren haben Auftraggeber verstärkt Polymermodifiziertes Bitumen angewendet, um die Performance zu verbessern und die Lebensdauer der Asphaltbefestigung zu verlängern. Beim Einsatz dieser Materialien treten wahrscheinlich Dehnungsniveaus auf, die die linearen viskoelastischen Grenzen (LVE) überschreiten. Die gleiche Situation besteht auch bei nicht polymermodifizierten Bitumen, jedoch kann der Effekt bei polymermodifizierten Systemen aufgrund ihrer zweiphasigen Natur stärker sein. In der Studie wird ein sogenanntes "Terminal Blended“ gummimodifiziertes (CR-TB) Bitumen untersucht, um die nichtlineare viskoelastische Reaktion unter großen Belastungen zu verstehen und zu quantifizieren. Die CR-TB-Bindemittel werden häufig in Asphalten verwendet, die hohen Fahrzeuglasten und extremen klimatischen Bedingungen ausgesetzt sind. Dadurch wird ihre Reaktion unter großen Belastungen kritischer. Die gegenwärtigen Charakterisierungstechniken basieren auf der LVE-Reaktion unter Verwendung einer oszillatorischen Scherrheologie mit kleiner Amplitude und berücksichtigen nicht das Verhalten von Bindemitteln unter großen Dehnungen. In der Studie wird die LAOS-Rheologie (Large Amplitude Oscillatory Shear) als Gerüst verwendet, um die vollständige Reaktion des CR-TB-modifizierten Bitumens unter großen Belastungen bei 30, 40, 50 und 60 °C mit den Frequenzen von 0,5, 1 und 5 Hz eingehender zu untersuchen. Die LAOS-Antwort wird unter Verwendung der Fourier-Transformations-Rheologie und der orthogonalen Spannungszerlegungsmethode mit Chebyshev-Polynomdarstellung untersucht. Es zeigt sich, dass sich in der Studie die Nichtlinearität stark manifestiert, wenn die Dehnungsniveaus zunehmen und die Frequenzen abnehmen. Die relative Nichtlinearität nimmt mit zunehmender Dehnungsamplitude zu und ist am unteren Ende des getesteten Temperaturbereichs signifikanter. In Abhängigkeit von der Temperatur, der Verformung und der Frequenz zeigt das gummimodifizierte Bitumen unter Belastung eine Versteifung oder Erweichung und unter Scherung eine Verdünnung oder Verdickung.