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as 02/19

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12 Schwerpunkt: Rejuvenatoren Steigende Asphaltgranulatmengen machen die Wiederverwendung von Asphalt ökologisch und ökonomisch alternativlos. (Quellen: DAV/hin) Teil 1: Laboruntersuchungen Wirksamkeit und Performance von Rejuvenatoren Die Wiederverwendung von Ausbauasphalt ist eine der großen Stärken des Baustoffs Asphalt und spielt im Asphaltstraßenbau schon heute eine entscheidende Rolle. Im Sinne des Gesetzes zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Bewirtschaftung von Abfällen [1] (kurz: „Kreislaufwirtschaftsgesetz“) und aus Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen werden zum Teil schon jetzt hohe bis sehr hohe Zugaben von Asphaltgranulat in allen Asphaltlagen realisiert. Von Dr.-Ing. Daniel Gogolin 2|2019

Schwerpunkt: Rejuvenatoren 13 Durch die tendenziell steigenden Zugabeanteile von Asphaltgranulat (AG) in allen Asphaltschichten und -lagen nimmt dabei ebenfalls auch das Themengebiet Alterung (Bitumen und Asphalt) immer weiter an Bedeutung zu. Alterungsprozesse führen hierbei allgemein zu einem Verlust der entscheidenden Eigenschaften eines bitumenhaltigen Bindemittels, wie z. B. Verlust der viskosen Eigenschaften (Versprödung) oder Verlust der Klebkraft (Adhäsion). Zukünftig kann die fortschreitende Alterung der Asphalte durch die wiederholte Wiederverwendung von Asphaltgranulat (zweite/dritte Generation Asphaltgranulat) langfristig zu Problemen führen. Die Lösung dieser Problematik könnte u. a. in der Wiederauffrischung des Altbitumens, d. h. in der weitestgehenden Wiederherstellung der ursprünglichen Bitumeneigenschaften durch die Zugabe sogenannter Rejuvenatoren liegen. Im Rahmen dieses dreiteiligen Beitrags werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie • die Wirksamkeit am Beispiel eines Rejuvenators im Labor nachgewiesen werden kann (Teil 1), • die labortechnischen Nachweise im Rahmen einer Erprobungsstrecke validiert werden können (Teil 2) und • sich unterschiedliche Rejuvenatoren im Rahmen einer labortechnischen Vergleichsuntersuchung darstellen (Teil 3). Einschränkung bei der Verwendung von Asphaltgranulat Im Rahmen des Technischen Regelwerks zum Umgang mit Asphaltgranulat (TL AG-StB 09 [2] und M WA [3]) werden an dem Erweichungspunkt Ring und Kugel am wiedergewonnenen Bindemittel aus dem Asphaltgranulat Grenzwerte an den Einzelwert von 70 °C bzw. den Mittelwert von 77 °C vorgegeben. Bindemittel, die diese Erweichungspunkte überschreiten, sind in der Regel kritisch zu betrachten und müssen – falls sie doch eingesetzt werden sollen – ihre Eignung in einem gesonderten Nachweis im Rahmen der Erstprüfung nachweisen. Nach heutigen Erkenntnissen liegen bereits ca. 30 % des anfallenden Asphaltgranulats in einem Bereich, der für die Wiederverwendung bereits kritisch betrachtet werden muss bzw. zum Teil gar nicht mehr wiederverwendet werden kann. An dieser Stelle ist anzumerken, dass durch den verstärkten Einsatz von Additiven und Zusätzen im Asphalt, beispielsweise durch viskositätsverändernde Zusätze, Gummibitumen oder hochpolymermodifizierte bitumenhaltige Bindemittel, rein physikalische Untersuchungen wie z. B. der Erweichungspunkt Ring und Kugel und die Nadelpenetration nicht immer Rückschlüsse auf die tatsächliche Qualität des Bindemittels zulassen. Eine Möglichkeit zur Klassifizierung solcher Bitumen ist durch die Betrachtung der rheologischen Kennwerte des Bindemittels – bespielweise mittels dynamischem Scherrheometer (DSR) – möglich. Grundsätzlich können aber schon detailliertere Informationen zum Bestand seitens der Auftraggeber einer Baumaßnahme die Einschätzung/Bewertung der Bindemittelkennwerte deutlich erleichtern. Möglichkeiten einer „Verjüngung/Rejuvenation“ Der Begriff Rejuvenation entstammt dem Englischen und bedeutet allgemein Verjüngung. Nach der Definition von SHEN [4] werden Additive als Rejuvenatoren bezeichnet, die das im Asphaltgranulat enthaltene Bitumen, welches über seine Liegedauer Alterungs- und somit Erhärtungsprozessen unterliegt, möglichst wieder in den Ursprungszustand zurückführen sollen. In Deutschland spielen Rejuvenatoren erst seit einigen Jahren eine Rolle im Asphaltstraßenbau. Inzwischen existieren zahlreiche Produkte mit der Bezeichnung Rejuvenator auf dem nationalen und internationalen Markt. Die meisten davon werden bisher primär im Zuge der Wiederverwendung von Asphaltgranulat verwendet. Physikalisch wird ein Rejuvenator zumeist als ein Stoff verstanden, der die Viskosität eines verhärteten Bitumens verringert, indem es den Erweichungspunkt Ring und Kugel senkt [5] bzw. die Nadelpenetration erhöht. An dieser Stelle muss aber ausdrücklich betont werden, dass auch Fluxöle oder natürliche Öle wie z. B. Rapsöl Bitumen grundsätzlich nach dieser Definition erweichen. Diese Stoffe können aber – gerade im Hinblick auf die Veränderung der rheologischen Eigenschaften eines Bitumens – nicht als Rejuvenatoren bezeichnet werden. In diesem Kontext Flussdiagramm Untersuchungsprogramm am Beispiel von Additiv 2.0 2|2019