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Detailergebnis zu DOK-Nr. 78218

Vergleich rheologischer Prüfverfahren für bitumenhaltige Bindemittel und skalenübergreifende Betrachtung ausgewählter Kennwerte mit denen auf Mastix- und Asphaltebene

Autoren	S. Holzwarth
Sachgebiete	9.0 Allgemeines, Prüfverfahren, Probenahme, Güteüberwachung 9.1 Bitumen, Asphalt

Bochum: Lehrstuhl für Verkehrswegebau, Ruhr-Universität Bochum, 2022, XIV, 217 S., zahlr. B, T, Q, Anhang (Schriftenreihe des Lehrstuhls für Verkehrswegebau der Ruhr-Universität Bochum H. 36)

Ein Ziel der Dissertation war der Vergleich rheologischer Prüfverfahren zur Beurteilung der Tieftemperatureigenschaften von Bitumen. Dafür wurden vier Prüfverfahren ausgewählt und primär auf Straßenbaubitumen und viskositätsveränderte Bindemittel angewandt. Neben BBR-Untersuchungen wurden an diesen Bindemitteln Zug-, Scher- sowie Oszillationsversuche im Dynamischen Scherrheometer (DSR) durchgeführt. Der Vergleich der Prüfverfahren zeigt, dass die Kennwerte untereinander stark korrelieren und mit Ausnahme des Zugrelaxationsversuchs alle als zur Beurteilung der Tieftemperatureigenschaften geeignet bewertet werden können. Die Ergebnisse der Oszillationsversuche wurden in Masterkurven transformiert und aus diesen konnten zu den BBR-Kennwerten T(Index s300) und T(Index m0,3) äquivalente Kennwerte bestimmt werden. Die DSR-Untersuchungen konnten somit als geeignet bestätigt werden, die aufgrund des hohen Materialbedarfs kritisch betrachteten BBR-Untersuchungen zu ersetzen. Auch der Scherrelaxationsversuch konnte als Schnellprüfverfahren für die Tieftemperatureigenschaften bestätigt werden. Darüber hinaus wurden die Kennwerte zum Tieftemperaturverhalten und zur Steifigkeit des Bindemittels skalenübergreifend mit Kennwerten auf der Mastix- und Asphaltebene betrachtet. Um den Einfluss spezifischer Kenngrößen des Füllers detaillierter betrachten zu können, wurde dieser zusätzlich durch fotooptische Bildanalysen hinsichtlich seiner morphologischen Eigenschaften untersucht. Die Anwendung der Prognosemodelle für die Steifigkeit von Asphaltmastix zeigten, dass teils deutliche Abweichungen zwischen den Prognose- und Messwerten vorhanden sind. Morphologische Kenngrößen der Füller konnten die Modelle jedoch nicht weiter präzisieren. Die skalenübergreifende Betrachtung von Bindemittel-, Mastix- und Asphaltsteifigkeit zeigte deutlich, dass das Bindemittel mit potenzförmiger Funktion die Eigenschaften der weiteren zwei Ebenen mit Bestimmtheitsmaßen > 90 % beeinflusst. Die Tieftemperatureigenschaften der Asphalte wurden durch Abkühl-, Dreipunktbiegezug sowie einaxiale Zug- und Relaxationsversuche bei -10 °C bestimmt. Die Prüfverfahren für Asphalt korrelieren dabei untereinander in hohem Maß. Zusätzlich konnten diese vier Prüfverfahren skalenübergreifend mit den drei Prüfverfahren an den bitumenhaltigen Bindemitteln verglichen werden und die Korrelationsfunktionen mit guten Bestimmtheitsmaßen konnten genutzt werden, um basierend auf den vorhandenen Anforderungskriterien auch Kriterien für die weiteren Prüfverfahren zu definieren.