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Detailergebnis zu DOK-Nr. 77796

Kriterienrahmen zur Bewertung der oxidativen Alterungsbeständigkeit von Bitumen (Orig. engl.: Multi-criteria framework to evaluate the oxidative aging resistance of bitumen binders)

Autoren	J.J. Adams M.D. Elwardany J.-P. Planche Y. Hung J. Zhu S. Schroeder M. Mouazen
Sachgebiete	9.1 Bitumen, Asphalt

Proceedings of the RILEM International Symposium on Bituminous Materials: ISBM Lyon 2020. Cham u. a.: Springer, 2021 (RILEM Bookseries Vol. 27) S. 1383-1389, 4 B, 1 T, 8 Q

Für die Unterscheidung von Bindemittelformulierungen im Hinblick auf deren Alterungsbeständigkeit gegenüber Oxidation sind Kriterienrahmen entwickelt worden, die Langzeitalterungsverfahren verwenden. Das traditionelle Verfahren bedient sich eines erweiterten PAV bei Standardtemperatur- und Standarddruckbedingungen für eine Dauer von bis zu 72 Stunden, während für das zweite Verfahren ein Test mit einem Präzisionsofen bei Umgebungsdruck angewendet wurde. Bei dem zweiten Verfahren sind 100 µm dicke Filme bei 70 °C für eine Dauer von bis zu 84 Tagen gealtert worden. Durch diese dünnen Bindemittelfilme konnten verschiedene Komplikationen aufgrund von Sauerstoffdiffusionseffekten nahezu eliminiert werden. Diese Methodik verwendet mehrere Indikatoren aus der Infrarotspektroskopie und der Rheologie, um sie an ein fortschrittliches Oxidationskinetikmodell anzupassen, das ebenfalls vom WRI mit der FHWA entwickelt wurde. Das Oxidationsmodell ermöglicht die Bestimmung von Geschwindigkeitskonstanten für die erste (schnelle) und sekundäre (langsame/konstante) Reaktion sowie die Menge an reaktivem Material im Bitumen. Die Methodik der Alterungsbeständigkeit stützte sich in der Studie stark auf die Änderung des rheologischen Verhaltens im gesamten Bitumentemperaturbereich. Dabei wurde besonderes Augenmerk auf die Rheologie bei mittleren bis niedrigen Temperaturen gelegt, um festzustellen, ob die Modifikatoren das nicht lastbedingte Oberflächenrisspotenzial durch die Bestimmung verschiedener rheologischer alterungsempfindlicher Parameter reduzieren, darunter der rheologische Index (R), Black-Diagramm und mit den entsprechenden Übergangsfrequenzen und -temperaturen. Insgesamt wurde der Einfluss der Bindemittelformulierung auf die Beständigkeit gegen die oxidative Alterung deutlich beobachtet und durch diesen Kriterienrahmen bestätigt, der eine klare Unterscheidung zwischen verschiedenen Formulierungen und der Effizienz der Modifikation in Bezug auf bestimmte Oxidationsindikatoren ermöglicht. Die Ergebnisse zeigten eine Unterscheidungsmöglichkeit zwischen den Additiven, die die Oxidation chemisch verzögern oder die lediglich dazu dienen, ein weicheres Bitumen herzustellen.