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Detailergebnis zu DOK-Nr. 78536

Quantitatives Vorhersagemodell zur Bewertung der Bitumen-Gesteinskorn-Haftungsqualität auf Grundlage der Gesteinschemie (Orig. engl.: Predictive quantitative model for assessing the asphalt-aggregate adhesion quality based on aggregate chemistry)

Autoren	A. Cala S. Caro
Sachgebiete	9.1 Bitumen, Asphalt 9.5 Naturstein, Kies, Sand 11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer

Road Materials and Pavement Design 23 (2022) Nr. 7, S. 1523-1543, 15 B, 9 T, zahlr. Q

Die Qualität der Haftung zwischen Bitumen und Gesteinskörnung ist ein Schlüsselfaktor für die mechanische Leistungsfähigkeit von Asphaltbefestigungen. Im Artikel wird ein Prognosemodell für Feuchtigkeitsschäden vorgestellt, das auf der Chemie der Gesteinskörnung basiert. Die Studie umfasste sieben kieselhaltige (Quarzit, Granodiorit, Basalt, Andesit, usw.) und zwei kalkhaltige Gesteinskörnungen (zwei Marmor-Varianten) wobei nur die Wechselwirkung mit Bitumen 60/70 einer Provenienz berücksichtigt wurde. Dazu wurden aus den jeweiligen Gesteinskörnungen Probekörper mit einem Durchmesser von 25 mm herausgebohrt. Auf die Gesteinsprobe wurde eine 20 µm dicke Bitumenschicht (1,5 g) aufgebracht und dann ein Metallstumpf aufgesetzt. Die derart vorbereiteten Proben wurden bei 20 °C 1, 3 oder 7 Tage in entionisiertem Wasser gelagert und im Anschluss in die Prüfmaschine eingesetzt und auf Zug beansprucht. So wurden experimentell die maximale Last beim Versagen, die Brucharbeit und die adhäsive Bruchfläche an der Oberfläche der Gesteinsprobe bestimmt. Die Bruchflächen wurden mithilfe von Bildverarbeitungssoftware ausgewertet. Parallel wurden Proben ohne Wasserlagerung untersucht. Es zeigt sich, dass bei kieselhaltigen Gesteinskörnungen der SiO2-Gehalt die Feuchtigkeitsanfälligkeit erhöht, während bei Eisen(III)-oxid und Calciumoxid das Gegenteil zu beobachten ist. Bei kalkhaltigen Gesteinskörnungen nimmt die Feuchtigkeitsanfälligkeit mit dem SiO2-Gehalt zu. Es wird ein Modell zur Abschätzung der Feuchtigkeitsanfälligkeit in Abhängigkeit der chemischen Zusammensetzung aufgestellt.