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12 Schwerpunkt: Wiederverwendung Wiederverwendung von Asphalt Hohe Zugabemengen von Asphaltgranulat durch Einsatz eines biobasierten Rejuvenators Foto: Aufsprühen des Rejuvenators auf das Asphaltgranulat auf dem Förderband. (Quelle: Kraton) [Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg und Dipl.-Ing. Nina Nytus] Die Wiederverwendung von Asphalt ist in Deutschland bereits seit Jahrzehnten gleichbleibend auf einem hohen Niveau, dies zeigt auch der europäische Vergleich (s. Abb. 1). Der Hauptanteil des wiederverwendeten Ausbauasphalts wird wieder der Heißmischgutproduktion zugeführt, nur ein geringer Anteil geht in die ungebundenen Schichten. In diesem Artikel werden die Ergebnisse einer Untersuchungsreihe mit einem biobasiertem Rejuvenator vorgestellt. Neben Voruntersuchungen im Labor, insbesondere auf der Bindemittelebene, wurde auch eine Erprobungsstrecke begleitet. Durch die bereits jahrzehntelange Wiederverwendung tritt inzwischen der Fall ein, dass Granulate der zweiten oder sogar auch dritten Generation wiederverwendet werden müssen, die stark gealterte Bindemittel enthalten. Bei diesen Granulaten stößt die Vorgehensweise der Auffrischung des Altbitumens mit weicheren bitumenhaltigen Bindemitteln gemäß TL Bitumen StB 07/13 zunehmend an ihre Grenzen bzw. die maximal möglichen Zugabemengen müssten verringert werden. Bereits seit einigen Jahren werden aus diesem Grund verschiedenste Produkte (Rejuvenatoren) angeboten, die damit werben, die Eigenschaften des gealterten Bindemittels wiederherzustellen. Zudem wird die Praxis vermehrt mit dem Problem konfrontiert, dass die Asphaltmischanlagen keine Kapazitäten für die weitere Annahme von Ausbauasphalt haben. Voruntersuchungen Zur Festlegung der Zugabemenge des biobasierten Rejuvenators für die Asphaltdeck- und Asphalttragschicht wurden zunächst Voruntersuchungen durchgeführt. Dafür wurde das Bindemittel aus den beiden 2|2018
Schwerpunkt: Wiederverwendung 13 tonnes of available reclaimed asphalt used in ... 12.000.000 10.000.000 8.000.000 6.000.000 4.000.000 2.000.000 Put to Landfill / Other Applications / Unknown Other Civil Enginerring Applications Unbound Road Layers Cold Recycling** Half Warm Mix Asphalt Production Abbildung 1: Wiederverwendung von Ausbauasphalt in Europa, Darstellung nach Daten der EAPA zu Recycling in 2016 (EAPA 2018). 0 Hot and Warm Mix Asphalt zur Anwendung geplanten Asphaltgranulaten rückgewonnen. Dem rückgewonnenen Bitumen wurden zwei Zugabemengen des Rejuvenators (3 M.-% und 6 M.-%) beigemischt und anschließend der Erweichungspunkt Ring und Kugel, der komplexe Schermodul sowie der Phasenwinkel im Temperaturbereich von -10 °C bis 150 °C bestimmt. Zielgrößen waren dabei die Bindemitteleigenschaften eines Straßenbaubitumens der Sorte 50/70. Der komplexe Schermodul und der Phasenwinkel im Temperaturbereich von 30 °C bis 150 °C wurden dabei nach AL DSR-Prüfung (T-Sweep) ermittelt und im Temperaturbereich von -10 °C bis 30 °C wurde abweichend von der AL DSR-Prüfung (T-Sweep) mit einer Messgeometrie von 8 mm und einem Spaltabstand von 2 mm geprüft. Variante Erweichungspunkt Ring und Kugel [°C] Die Ergebnisse der Bindemitteluntersuchungen sind in Tabelle 1 zusammengefasst und die Ergebnisse des Temperatursweeps – der komplexe Schermodul und der Phasenwinkel – in Abbildung 2 und 3 exemplarisch für das rückgewonnene Bindemittel aus dem Asphaltgranulat für die Asphaltdeckschicht ohne und mit Rejuvenator dargestellt. Zusätzlich zu den Ergebnissen des Temperatursweeps sind Referenzbereiche für frische Straßenbaubitumen der Sorte 50/70 in Rot eingezeichnet. Die Referenzbereiche für frische Straßenbaubitumen der Sorte 50/70 beruhen auf Erfahrungswerten aus dem AiF-Projekt (IGF-Vorhaben 16639 N/1) mit dem Titel „Einfluss der chemischen, rheologischen und physikalischen Grundeigenschaften von Straßenbaubitumen auf das Adhäsionsverhalten unterschiedlicher Gesteinskörnungen“ (Radenberg, Nytus et al. 2014). Basierend auf den Ergebnissen Δ EP RuK Äquisteifigkeitstemperatur T (G* = 15 kPa) [°C] Δ T (G* = 15 kPa) [°C] Tabelle 1: Bindemittelkennwerte Erweichungspunkt Ring und Kugel, Äquisteifigkeitstemperatur T (G* = 15 kPa) und der zugehörige Phasenwinkel der Asphaltgranulate und der Bindemittelgemische. Zugehöriger Phasenwinkel δ (G* = 15 kPa) [°] Bindemittel AG Decke 68,3 64,5 72,4 Bindemittel AG Tragschicht 69,7 67,3 75,1 Bindemittel AG Decke + 3 M.-% Rejuvenator 61,3 - 7,0 57,8 -6,7 72,1 Bindemittel AG Decke + 6 M.-% Rejuvenator 56,4 -11,9 51,4 -13,1 71,9 Bindemittel AG Tragschicht + 3 M.-% Rejuvenator 64,6 -5,1 61,6 -5,7 75 Bindemittel AG Tragschicht + 6 M.-% Rejuvenator 58,0 -11,7 53,8 -13,5 74,7 2|2018
