Über gebrauchsverhaltensorientierte Laborprüfungen (Performance-Prüfungen) kann das Verhalten von Asphalt als Schicht im Straßenoberbau geprüft und so die Eignung der Asphaltkonzeption nachgewiesen werden. Allerdings erfordern Performance-Prüfungen einen erheblichen Prüfaufwand und eignen sich deshalb kaum für Routineuntersuchungen. Das Gebrauchsverhalten umfasst in diesem Zusammenhang den Widerstand gegen Kälterisse, den Ermüdungswiderstand bei mittleren Gebrauchstemperaturen und den Verformungswiderstand im Hochtemperaturbereich. Diese wesentlichen Gebrauchseigenschaften werden maßgeblich gesteuert von der Interaktion des im jeweiligen Asphalt verwendeten Füllers (mineralische Anteile ≤ 0,063 mm) und des bitumenhaltigen Bindemittels, deren Gemisch als Asphaltmastix bezeichnet wird. Für die Prüfung der Asphaltmastix stehen bisher jedoch keine etablierten Prüfmethoden zur Verfügung.
Das Dynamische Scherrheometer (DSR) ist ein universell einsetzbares Messgerät, welches sich grundsätzlich auch zur Prüfung von Asphaltmastix eignet. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine praxistaugliche Prüfsystematik für das Dynamische Scherrheometer entwickelt und angewendet, mit der alle maßgebenden Materialeigenschaften von Asphaltmastix prüftechnisch angesprochen werden können. Die enthaltenen Prüfungen sind orientiert an dem Gebrauchsverhalten einer Asphaltbefestigung und umfassen Relaxationsprüfungen im Tieftemperaturbereich, Ermüdungsprüfungen im mittleren Temperaturbereich und Kriechprüfungen im Hochtemperaturbereich. Die neue Prüfsystematik bietet eine aussagekräftige Bewertungsmöglichkeit mit der unterschiedliche Asphaltmastixvarianten schnell und qualitativ eindeutig differenziert werden können.
Zum Vergleich und zur Validierung werden auf Asphaltebene in den entsprechenden Temperaturbereichen bereits etablierte Performance-Prüfungen durchgeführt. Diese umfassen zur Prüfung des Widerstands gegen Kälterissbildung den Abkühlversuch, zur Prüfung des Ermüdungswiderstands im mittleren Temperaturbereich die Zug-Druck-Wechsel-Prüfung und zur Prüfung des Verformungswiderstands im Hochtemperaturbereich den Dynamischen Stempeleindringversuch. Für jeden Temperaturbereich wird anschließend eine Korrelation zwischen dem Materialverhalten der Asphaltmastix und jenem des zugehörigen Asphalts identifiziert. Dabei zeigt sich ein eindeutiger Zusammenhang. Folglich hat die Asphaltmastix einen maßgebenden Einfluss auf das Gebrauchsverhalten der Asphaltbefestigung. Damit bietet die neue Prüfsystematik eine vielversprechende Möglichkeit, um die Wahl der Asphaltkomponenten hinsichtlich des Gebrauchsverhaltens der Asphaltstraße zu optimieren und um komplexe Performance-Prüfungen von Asphalt zu ersetzen.
Die vollständige Arbeit kann auf dem Publikationsserver der TU Braunschweig abgerufen werden:
Prüfung von Asphaltmastix im Dynamischen Scherrheometer
Die Meldung auf der Seite der Stiftung der Ingenieurkammer Niedersachsen:
Stiftung der Ingenieurkammer Niedersachsen
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Dr.-Ing. Johannes Büchner
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Technische Universität Braunschweig
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