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Detailergebnis zu DOK-Nr. 82385

Rheologische Prüfungen zur Bitumencharakterisierung

Autoren	J. Büchner M.P. Wistuba T. Sigwarth
Sachgebiete	0.3 Tagungen, Ausstellungen 9.0 Allgemeines, Prüfverfahren, Probenahme, Güteüberwachung 9.1 Bitumen, Asphalt

Straße und Autobahn 76 (2025) Nr. 12, S. 879-888, 9 B, 4 T, zahlr. Q

Der Erweichungspunkt Ring und Kugel wird schon seit über 100 Jahren für die Charakterisierung von bitumenhaltigen Bindemitteln eingesetzt. Mittlerweile stehen stattdessen rheologische Prüfverfahren zur Verfügung, mit denen bitumenhaltige Bindemittel deutlich präziser und aussagekräftiger charakterisiert und differenziert werden können. Dieser Beitrag stellt die wesentlichen Inhalte und Ergebnisse des Forschungsprojekts BEZIBIT (FE 07.0313/2021/ERB) vor, welches von 2022 bis 2024 im Auftrag der Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt) federführend an der TU Braunschweig durchgeführt wurde. In dem Forschungsprojekt wurde eine ganzheitliche Prüfsystematik für eine vollständige rheologische Charakterisierung und systematische Materialbewertung von bitumenhaltigen Bindemitteln für den Asphaltstraßenbau entwickelt. Die neue Prüfsystematik basiert auf Prüfungen im Dynamischen Scherrheometer (DSR) zur Charakterisierung des rheologischen Materialverhaltens im gesamten Gebrauchstemperaturbereich unter Berücksichtigung der viskoelastischen Eigenschaften, des Verformungsverhaltens, des Kälteverhaltens und des Alterungsverhaltens. Sie umfasst im Wesentlichen das Bitumen-Typisierungs-Schnell-Verfahren (BTSV), einen 8 mm Temperatur-Sweep (T-Sweep)-Test, einen 25 mm Single Shear Creep Test (SSCT) und eine 4 mm Relaxationsprüfung. Jedes einzelne Prüfverfahren wurde speziell für die Anwendung in der Praxis konzipiert und ist dafür gut geeignet. So kann die Einfachbestimmung einer Probe innerhalb weniger Stunden und jedenfalls innerhalb eines Arbeitstages erfolgen. Die aus den Prüfverfahren abgeleiteten Bewertungsparameter sind gut interpretierbar und in der Praxis sofort anwendbar. Auf der Grundlage von systematischen Reihenuntersuchungen und unter Berücksichtigung des aktuellen Technischen Regelwerks wurden erstmals Orientierungswerte für unterschiedliche Anwendungszwecke abgeleitet, insbesondere für die Äqui-Schermodultemperaturen T(G* = 15 kPa) und T(G* = 5 MPa) sowie an die Änderung der jeweiligen Kennwerte infolge von Alterung. Außerdem wurden beanspruchungsabhängige Orientierungswerte an die Kriechrate zur Beurteilung des Verformungswiderstands und an die prozentuale Spannungsrelaxation zur Beurteilung des Widerstands gegen Kälterissbildung vorgeschlagen. Die neue Prüfsystematik wurde abschließend zusammen mit den vorgeschlagenen Orientierungswerten anhand von Erprobungsstrecken validiert. Dafür wurden sieben Bauvorhaben mit zehn verschiedenen Asphaltschichten ausgewählt und an unterschiedlichen Stellen Asphaltproben entnommen. Die vorgeschlagenen Orientierungswerte konnten anhand von Proben aus den Erprobungsstrecken validiert werden. So wurden die laborübergreifende und herstellerunabhängige Anwendbarkeit der Prüfsystematik und der Orientierungswerte in der Baupraxis demonstriert. Die Prüfverfahren weisen eine zufriedenstellende und zuverlässige Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit auf und sind in der Baupraxis lückenlos anwendbar.