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10 Schwerpunkt: B101n

10 Schwerpunkt: B101n Verformungsbeständige und dauerhafte Asphalte Sonderbindemittel im Einsatz [von Bernd Dudenhöfer und Dr. Tobias Hagner] Die Asphaltbauweise hat sich in den letzten beiden Jahrzehnten stark verändert. Um den zu erwartenden Beanspruchungen zu widerstehen, wurden die Asphalte für Binder- und Deckschicht zunehmend steifer rezeptiert, in dessen Folge sich die Einbau- und Verdichtungsbedingungen erschwert haben. Um gleichermaßen nachhaltige wie verformungsbeständige Asphaltbefestigungen bauen zu können, werden innovative Baustoffe entwickelt. Durch die Verwendung weicheren Bitumens zur Verbesserung des Kälteverhaltens und neuen Additiven und/oder Polymeren in höherer Konzentration zur Erhöhung des Verformungswiderstandes können Sonderbindemittel einen zweckmäßigen Beitrag leisten. Da die Eigenschaften solcher Bindemittel nicht unbedingt durch die Spezifikationsgrenzen konventioneller Bitumen abgedeckt sind, ist es sinnvoll, das Praxisverhalten in Erprobungsstrecken zu untersuchen. Bei der Sanierung der B101n kam ein Sonderbindemittel zum Einsatz. Im Rahmen einer Erneuerungsmaßnahme an der Bundesstraße B101n war auf einem Abschnitt von rund 8,6 km Länge auch eine Verstärkung des Oberbaus für die vorliegende Belastungsklasse BK32 erforderlich. Bei der Strecke handelt es sich um einen Straßenquerschnitt mit getrennten Richtungsfahrbahnen mit jeweils zwei Fahrstreifen und einem Seitenstreifen. Gute Voraussetzungen, das Praxisverhalten eines Sonderbindemittels zu untersuchen und mit den Eigenschaften eines konventionellen Bindemittels zu vergleichen. Für die Asphaltbinderschicht einer kompakten Asphaltbefestigung wurde mit Zustimmung des Landesbetriebes Straßenwesen Brandenburg dazu das Sonderbindemittel „Styrelf 40/80-85 A“ von Total Bitumen Deutschland gewählt. Mit der konzeptionellen Erarbeitung, den erforderlichen Voruntersuchungen, der Dokumentation des Einbaus und erweiterten Untersuchungen an dem großtechnisch hergestellten Asphaltmischgut war das Asphalta Prüf- und Forschungslaboratorium aus Berlin beauftragt. Das Asphaltmischgut wurde von der Deutschen Asphalt in der Mischanlage Ludwigsfelde produziert und von der Strabag AG eingebaut. Die Erprobungsstrecke wurde in drei Teilabschnitte gegliedert, die sich nur hinsichtlich der Zusammensetzung des Asphaltbindermischgutes unterscheiden. Der Aufbau der kompakten Asphaltbefestigung mit einer 2,5 cm dicken Asphaltdeckschicht aus AC 8 D S mit einem polymermodifizierten Bitumen 25/55-55 A und einer 9,5 cm dicken Schicht eines stetig gestuften Asphaltbinders war über die gesamte Strecke identisch. Voneinander abweichend wurde im 1. Teilabschnitt das Sonderbindemittel Styrelf 40/80-85 A eingesetzt, ohne Verwendung von Asphaltgranulat, um einen unverfälschten Einfluss des Bindemittels erkennen und dokumentieren zu können. Das Mischgut des 2. Teilabschnittes beinhaltet ebenfalls das Sonderbindemittel Styrelf 40/80-85 A, jedoch auch 20 M.-% Asphaltgranulat aus der abgefrästen Asphaltdeckschicht. Ziel war es zu prüfen, ob auch unter Verwendung von Asphaltgranulat eine Vorteilhaftigkeit des Sonderbindemittels nachzuweisen ist. Der 3. Teilab­ 8|2017

Schwerpunkt: B101n 11 schnitt war die Referenzfläche, die mit einem konventionellen polymermodifizierten Bitumen 25/55-55 A und 20 M.-% Asphaltgranulat aus der abgefrästen Asphaltdeckschicht hergestellt wurde. Zur Vorbereitung der Unterlage für die Kompakte Asphaltbefestigung wurde die vorhandene Asphaltdeckschicht zurückgebaut und die entstandene Oberfläche durch einen zweiten (Fein-)Fräsgang mit anschließender Reinigung vorbereitet. Einbauverfahren Die Kompakte Asphaltbefestigung wurde mit einem Dynapac Fertiger der Serie Super-2500 mit einem Sondermodul AM 300 eingebaut. Die Übergabe für das Mischgut der Asphaltdeck- und -binderschicht erfolgte über einen Beschicker. Für die Mischgutanlieferung wurden thermoisolierte Transportfahrzeuge aktueller Bauart verwendet. Der Einbau erfolgte über die komplette Breite einer Richtungsfahrbahn. Das eingesetzte Walzenregime kann wie folgt gegliedert werden und fuhr in dieser Relation hinter dem Fertiger: • Andrücken mit zwei Dynapac-Walzen – 2,3 t • Vorverdichtung mit zwei Bomag-Walzen BW 154 – 7–8 t • Hauptverdichtung mit drei Bomag-Walzen BW 174 – 10 t • Endverdichtung mit einer Dynapac-Walze CC 522 – 13 t Konzept der Untersuchungen Die durchgeführten Untersuchungen können grob in nachfolgende Arbeitspakete gegliedert werden: 1. Erweiterte Bindemitteluntersuchungen am frisch angelieferten, kurzzeitgealterten (RTFOT) und langzeitgealterten (RTFOT + PAV) Bindemittel sowie am rückgewonnenen Bindemittel aus der Asphaltbinderschicht hinsichtlich der rheologischen Eigenschaften und der Alterungsempfindlichkeit. 2. Performanceuntersuchungen am Asphaltmischgut mit dem Sonderbindemittel Styrelf 40/80-85 A zur Beurteilung der Kälteflexibilität und Verformungsbeständigkeit gegenüber vergleichbarem Asphaltbindermischgut mit konventionellen Polymermodifizierten Bindemitteln. 3. Dokumentation, Begleitung und Unterstützung des Einbaus mit radiometrischen Messungen zur Optimierung der Verdichtungsleistung. 4. Vergleichende Betrachtung der eingebauten Schichten aller Teilbereiche hinsichtlich äquivalenter Voraussetzungen für Alterung und Beanspruchung während der Nutzungsdauer. Erweiterte Bindemitteluntersuchungen Die verwendeten polymermodifizierten Bindemittel Styrelf 40/80-85 A und 25/55-55 A entsprachen im Anlieferungszustand den Angaben des Produktdatenblattes bzw. den TL Bitumen-StB 07/13. Die Differenz der Erweichungspunkte der beiden Bindemittel lässt auf höherviskose Eigenschaften des Sonderbindemittels schließen. Nach Kurzzeit- und Langzeitalterung des Styrelf 40/80-85 A ist im Gegensatz zum konventionellen Bindemittel auch kaum eine Veränderung des Kennwertes festzustellen. Auch wenn der Einfluss der unterschiedlichen Temperiermedien von etwa 4 °C berücksichtigt wird, ist der Erweichungspunkt des rückgewonnenen 40/80-85 A deutlich niedriger. Abb. 1: Die Kompakte Asphaltbefestigung wurde mit einem Dynapac-Fertiger der Serie Super-2500 mit einem Sondermodul AM 300 eingebaut. Merkmal oder Eigenschaft Prüfmethode Nadelpenetration DIN EN 1426 Erweichungspunkt Ring und Kugel DIN EN 1427 Brechpunkt nach Fraaß DIN EN 12593 Erweiterte Prüfung im Dynamischen Scherrheometer (DSR) DIN EN 14770 Verformungsverhalten im Dynamischen Scherrheometer (DSR) bei 60 °C AL MSCR-Prüfung (DSR) Verhalten bei tiefen Temperaturen im Biegebalkenrheometer (BBR) Abschnitt 5.4 der TL Bitumen-StB, DIN EN 14771 Bestimmung der Formänderungsarbeit über die Kraft-Duktilität DIN EN 13589, DIN EN 13703 Elastische Rückstellung DIN EN 13398 Tabelle 1: Prüfprogramm der Bindemitteluntersuchungen 8|2017

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