14 Schwerpunkt: DAI-Forschung Abbildung 2: Mittels Thermoanalyse gemessene Bindemittelgehalte der AC16-BS-Varianten 5,5 5 4,5 Bindemittelgehalt [%] 4 3,5 3 2,5 2 AC16-0 AC16+B1 AC16+B2 AC16-B1 AC16-B2 AC16+D AC16-D AC16-D2 AC16+2 AC16-2 AC16+F AC16-F AC16-oF AC16o11 AC16-o16 AC16-0b AC16-Vergl.-25/55 AC16-30/45 AC16-20/30 AC16-50/70 AC16-70/100 AC16-… AC16-… AC16-GN AC16-0C AC16-3045 AC16-AG2-50a AC16-AG2-50b AC16-AG3-50a AC16-AG3-50b AC16-AG4-25a AC16-AG4-25b AC16-AGF1 AC16-AGF2 AC16-AGF3 AC16-AGF4 AC 16 B S-Variante An den verschiedenen Walzsasphaltvarianten wurde dazu der Verdichtungswiderstand gemäß TP Asphalt- StB, Teil 10B, Marshall-Stabilität und Fließwert gemäß TP Asphalt-StB, Teil 34 sowie die Spaltzugfestigkeit gemäß TP Asphalt-StB, Teil 23 bestimmt. Zur Überprüfung der Anwendbarkeit der alternativen Prüfverfahren wurden zunächst Asphaltmischgutvarianten im Labor hergestellt und mit den Prüfverfahren untersucht. Dabei wurden sowohl Bindemittelgehalt, Zusammensetzung des Gesteinskörnungsgemisches und Bindemitteleigenschaften gezielt variiert. Weiterhin wurde die Identifizierbarkeit von Asphaltmischgutvarianten mit Asphaltgranulatzugabe durch die alternativen Prüfverfahren untersucht. Die Anzahl und Art der in den verschiedenen Asphaltmischgutsorten vorgenommenen Variationen sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Als Gestein kam weitgehend ein Basalt zur Anwendung, der eine vergleichsweise hohe Masseänderung infolge thermischer Beanspruchung aufwies. So wurden Masseänderungen an den verschiedenen Lieferkörnungen zwischen 1,0 % und 2,1 % festgestellt. Analog zu dem Vorgehen der Prüfnorm wurde die Verbrennungstemperatur des Asphaltmischgutes auf 500 °C reduziert, nachdem keine abweichenden Bindemittelgehalte festgestellt wurden. An diesen Asphaltmischgutvarianten wurde untersucht, ob die verschiedenen Variationen der Asphaltzusammensetzung, Ausgangsbaustoffe sowie Herstellparameter durch die verschiedenen lösemittelfreien Analyseverfahren identifiziert werden können. Exemplarisch zeigt Abbildung 2 die mittels Thermoanalyse an den Asphaltbindervarianten bestimmten Bindemittelgehalte, wobei der Kalibrierwert nach Verfahren A.4 am trockenen Gestein bestimmt wurde. Der Bindemittelgehalt gemäß Erstprüfung war 4,5 %. Daraus resultierend sind die Toleranzgrenzen der WPK nach DIN EN 13108-21 für konforme Bindemittelgehalte aufgetragen. Zwar können die Varianten mit zu geringem Bindemittelgehalt identifiziert werden (AC16-B1, AC16-B2), insgesamt wird der Bindemittelgehalt jedoch unterschätzt. Dies konnte bei den anderen untersuchten Asphaltvarianten ebenfalls beobachtet werden. Die Ursache hierfür wird im Verfahren zur Bestimmung des Kalibrierwertes vermutet. Bei Anwendung eines mittleren Kalibrierwertes, der durch Abbildung 3: An der Asphaltbindervariante mit erhöhtem Grobkornanteil mit Trocken- und anschließender Nasssiebung bestimmte Korngrößenverteilungen des Verbrennungsrückstandes sowie Abweichungen der Siebdurchgänge von jenen der Erstprüfung 6|2018
Schwerpunkt: DAI-Forschung 15 Feinanteil des Verbrennungsrückstandes (Nasssiebung) [%] 35 30 25 20 15 10 5 0 den Vergleich des am Asphaltmischgut bestimmten Masseverlustes und des im Rahmen der Labormischung angewendeten Bindemittelgehaltes nach Verfahren A.2 bestimmt wird, kann die mittlere Abweichung des bestimmten Bindemittelgehaltes verringert werden. Dieses Verfahren wird im Folgenden für die Anwendung im Rahmen der WPK vorgeschlagen. Dabei erfolgt die Bestimmung des Kalibrierwertes an einer im Labor hergestellten Asphaltprobe, z. B. im Rahmen der Erstprüfung. Während der WPK erfolgt eine laufende Berücksichtigung der jeweils festgestellten Differenzen zwischen Masseverlust und angestrebten Bindemittelgehalt. Durch Siebanalyse des Verbrennungsrückstandes kann auf die im Asphalt eingesetzte Korngrößenverteilung geschlossen werden. Exemplarisch zeigt Abbildung 3 die mittels Trocken- und anschließender Nasssiebung bestimmten Korngrößenverteilungen für die Asphaltbinder-Variante mit erhöhtem Grobkornanteil (AC16+D). Mit beiden Siebverfahren kann die über die WPK-Toleranz hinausgehende Abweichung des Siebdurchgangs bei 11,2 mm identifiziert werden. Die Trockensiebung ist aber nicht in der Lage, die infolge der Thermoanalyse agglomerierten Feinanteile zu lösen, sodass systematisch zu geringe Feinanteile bestimmt werden. Durch Nasssiebung können diese gelöst werden. Jedoch ist damit eine verlängerte Prüfzeit verbuny = 1,5033x R² = 0,9222 AC 22 TS AC 16 TS AC 11 DS SMA 8 S MA 8 S Linear (alle) 0 5 10 15 20 25 30 35 Feinanteil des Verbrennungsrückstandes (Trockensiebung) [%] Abbildung 4: Zusammenhang zwischen des mittels Trockensiebung und Nasssiebung ermittelten Feinanteils der untersuchten Asphalt-Varianten den, sodass mögliche Abweichungen der Kornzusammensetzung erst spät erkannt werden können. In Abbildung 4 sind die mittels Nasssiebung bestimmten Feinanteile jenen der Trockensiebung gegenübergestellt. Über allen untersuchten Asphaltvarianten ist ein linearer Zusammenhang beider Feinanteile zu erkennen. Der in der Nasssiebung bestimmte Marshall-Stabilität [kN] 25 20 15 10 5 Abbildung 5: An Asphaltbinder-Varianten bestimmte Werte der Marshall-Stabilität 0 AC16-0 AC16+B1 AC16+B2 AC16-B1 AC16-B2 AC16+D AC16-D AC16-D2 AC16+2 AC16-2 AC16+F AC16-F AC16-oF AC16o11 AC16-o16 AC16-0b AC16-V AC16-Bit1 AC16-Bit2 AC16-Bit3 AC16-Bit4 AC16-Saso AC16-GT AC16-GN AC16-0c AC16-3045 AC16-AG2-50a AC16-AG2-50b AC16-AG3-50a AC16-AG3-50b AC16-AG4-25a AC16-AG4-25b AC16-AGF1 AC16-AGF2 AC16-AGF3 AC16-AGF4 5 4,5 Abbildung 6: An den WPK-Proben der Tragschichtasphalte bestimmte Bindemittelgehalte Bindemittelgehalt [%] 4 3,5 3 2,5 2 Extraktionsanalyse Thermoanalyse; Kalibrierwert A.4 (Bag = 4,0 %) Thermoanalyse; Kalibrierwert A.4 (Bag = 4,24 %) Thermoanalyse; A.3 Thermoanalyse; Kalibrierwert A.2_gleitend WPK-Probe 6|2018
Laden...
Laden...
Laden...