Detailergebnis zu DOK-Nr. 82540
Selbstheilungsfähigkeit und mechanische Eigenschaften von mit lichtaktiviertem Polyurethan-Prepolymer-modifizierten Asphaltgemischen (Orig. engl.: Self-healing capability and mechanical properties of asphalt mixtures prepared with light-activated polyurethane prepolymer modified asphalt binder)
| Autoren |
S. Shirzad I.I. Idris M. Hassan L.N. Mohammad |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.1 Bitumen, Asphalt |
Transportation Research Record (TRR): Journal of the Transportation Research Board Vol. 2679, H. 1, 2025, S. 710-728, 12 B, 9 T, 33 Q. - Online-Ressource: verfügbar unter: https://journals.sagepub.com/home/trr
Das Ziel der umfassend dargestellten Studie war es, eine neue Generation von mit UV-lichtaktiviertem, selbstheilendem Polyurethan-Prepolymer modifiziertem Bitumen unter Verwendung eines reaktiven Ansatzes zu entwickeln und die Produktionsparameter zu optimieren. An den hergestellten Bitumengemischen auf Basis eines PG 67-22 wurden rheologische Versuche (DSR mit Platte-Platte-Geometrie und BBR) durchgeführt, um die Auswirkungen der Modifikation (Anteil des Polymers zwischen 0 und 15 M.-%) auf Spurrinnenbildung und Ermüdungseigenschaften zu bewerten. Die Auswirkung der Modifizierung auf ein Asphaltdeckschichtgemisch (mit 20 M.-% Asphaltgranulat) wurde ebenfalls anhand eines Selbstheilungsversuchs (SCB – Semi Circular Bending Test) und verschiedener mechanischer Laborversuche (3-Punkte-Biege- und Spurbildungsversuch) bewertet. Die Bildung einer Isocyanat-Verbindung wurde mittels Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) bei Wellenzahlen von 2 260 und 1 720 cm-1 bestätigt. Die Ergebnisse der rheologischen Versuche an den modifizierten Bitumen zeigten Verbesserung im Hochtemperatur-Verhalten, während keine signifikante Auswirkung auf die Niedrigtemperatur-Eigenschaften beobachtet wurde. Selbstheilungsversuche mit den Asphaltgemischen zeigten, dass Mischungen mit 10 % Polymeranteil und kontinuierlicher UV-Bestrahlung die höchste Rissheilungsrate aufwiesen. Die Ergebnisse der Spurbildungsversuche zeigten eine Verbesserung der Spurrinnenbeständigkeit der mit Polymer hergestellten Mischungen. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse der SCB-Tests eine Verbesserung der Rissbeständigkeit bei einem Polymeranteil von 5 %. Bei den aus den hergestellten Asphaltgemischen extrahierten Bindemitteln wurde ebenfalls eine Erhöhung der Hochtemperaturfestigkeit beobachtet. Die Ergebnisse der MSCR-Tests der extrahierten Bindemittel bei 67 °C zeigten eine Verbesserung des elastischen Verhaltens und der Beständigkeit gegen Spurrinnenbildung mit steigendem Polymergehalt. Darüber hinaus zeigten die aus gealterten Mischungen extrahierten Bindemittel mit steigendem Polymergehalt verbesserte Ermüdungseigenschaften.