48 Nachhaltigkeit
48 Nachhaltigkeit Temperaturabsenkung Einfluss viskositätsverändernder Zusätze auf die Asphaltperformance – Teil 2 Verschiedene viskositätsverändernde Zusätze ermöglichen den temperaturabgesenkten Einbau von Asphalt, der ab 2025 zur Standardbauweise wird. (Quelle: DAV) Diese Ausarbeitung befasst sich mit dem Einfluss unterschiedlicher viskositätsverändernder Zusätze auf die Asphaltperformance von temperaturabgesenkten Asphaltdeckschichten bei Wärme und Kälte am Beispiel des Asphaltbetons. Unter Zugabe viskositätsverändernder organischer und mineralischer Zusätze wurden das Temperaturminderungspotenzial und die Asphaltperformance eines temperaturabgesenkten Asphaltdeckschichtmischguts untersucht. 1|2024
Nachhaltigkeit 49 Dieser Text ist eine Fortsetzung des Artikels aus der vorangegangenen Ausgabe asphalt 8/23 (S. 42–47). Im ersten Teil wurden die Ausgangssituation der Untersuchungen geschildert sowie deren Ansatz im Laborversuch definiert. Die beschriebenen Untersuchungen erfolgten an einer Nullvariante ohne Zugabe von Zusätzen sowie drei Asphaltvarianten mit viskositätsverändernden Zusätzen, wobei zwei Varianten (01 und 02) mit organischen und eine Variante (M) mit einem mineralischen Zusatz betrachtet wurden. Die Zugabe der mineralischen Zusätze wurde lediglich ergänzend zu den organischen Varianten untersucht. Denn erfahrungsgemäß ist das positive Wirkpotenzial der mineralischen viskositätsverändernden Zusätze auf die Asphaltperformance mit den gängigen labortechnischen Prüfverfahren am eingebauten Asphaltmischgut (Bohrkern o. Ä.) nicht bzw. nur sehr eingeschränkt festzustellen. Die nachfolgenden Ergebnisse bestätigen dies, wobei auch hier grundsätzlich eine verbesserte Verarbeitbarkeit (z. B. Rührwiderstand) und Verdichtungswilligkeit (z. B. Hohlraumgehalt am MPK) gezeigt werden konnten. Abbildung 1: Ergebnisse der Zugfestigkeiten der Asphalt-Modifizierungen im Vergleich nach Zusatzmittel Performance temperaturreduzierter Asphaltbetondeckschichten Widerstand gegen Kälterissbildung Die Untersuchungen zum Widerstand gegen Kälterissbildung gemäß TP Asphalt-StB, Teil 46A [3] zeigen, dass die Referenzvariante und die temperaturabgesenkten Varianten bei tiefen Temperaturen höhere Zugfestigkeiten aufweisen als im wärmeren Temperaturbereich (vgl. Abbildung 1). Mit abnehmender Temperatur ist eine Zunahme der Wachstumsrate der Zugfestigkeit zu erkennen, die sich bei einer Grenztemperatur von etwa -8 °C abflacht und bei etwa -17 °C bis -18 °C ihren Maximalwert erreicht (Abbildung 2). Dies ist auf die zunehmende „Versteifung“ des Asphaltes und ein Schwinden der viskosen Anteile bei einem gleichzeitigen Anstieg der elastischen Anteile zu erklären. Der Effekt tritt mit stärker fallenden Temperaturen vermehrt auf. Die elasto-viskosen Eigenschaften des Bitumens ermöglichen hierbei durch innere Fließvorgänge einen zeitlich verzögerten, irreversiblen Spannungsabfall. Durch dieses Relaxationsverhalten ist der Asphalt in der Lage, größere Zugspannung aufzunehmen, wobei dies in den vorliegenden Untersuchungen grundsätzlich unabhängig von einer etwaigen Zugabe viskositätsvermin- Abbildung 2: Verläufe der Zugfestigkeiten der Asphalt-Modifizierungen im Vergleich Abbildung 3: Ergebnisse der Zugfestigkeiten der temperaturreduzierten Untersuchungsvarianten im Vergleich bei Prüftemperaturen von 20 °C, 5 °C, -10 °C und -25 °C (jeweils mit Standardabweichung der Ergebnisse) 1|2024
