16 Schwerpunkt:
16 Schwerpunkt: Wiederverwendung Referenz 20 M.-% AG AC 11 D N Rejuvenator 40 M.-% AG Referenz 20 M.-% AG AC 22 T N Gesteinskörnungsgemisch Durchgang Durchgang Rejuvenator 70 M.-% AG Siebweite [mm] 31,5 M.-% 100 100 22,4 M.-% 98,6 97,6 16 M.-% 100 100 89,6 89,2 11,2 M.-% 97,8 97,8 74,9 76,0 8 M.-% 78,9 79,2 62,1 63,4 5,6 M.-% 68,2 66,4 54,6 53,0 2 M.-% 46,9 47,1 32,9 34,0 0,125 M.-% 9,8 9,8 8,5 8,4 0,063 (Füller) M.-% 7,4 7,8 6,7 6,7 Bindemittel / Zusatzstoffe Straßenbaubitumen 50/70 M.-% 4,8 3,6 3,1 1,0 Bindemittel aus Granulat M.-% 1,2 2,4 0,9 3,0 Rejuvenator (bezogen auf Bitumen aus AG) M.-% 6,0 6,0 Rejuvenator (bezogen auf Asphaltmischgut) M.-% 0,14 0,18 Gesamtbindemittelgehalt M.-% 6,0 6,1 4,0 4,2 Erweichungspunkt Ring und Kugel °C 50 50 50 50 Frischbindemittel Result. Erweichungspunkt Ring und Kugel °C 53,6 52,6 54,0 54,6 Asphaltmischguteigenschaften Rohdichte g/cm 3 2,477 2,496 2,387 2,554 Raumdichte g/cm 3 2,434 2,457 2,505 2,441 Hohlraumgehalt Asphalt Vol.-% 1,7 1,6 4,7 4,4 Hohlraumausfüllungsgrad % 89,2 90,3 66,6 68,5 Bindemittelvolumen % 16,1 16,1 14,1 14 Füller-Bitumen-Verhältnis - 1,2 1,3 1,7 1,7 Tabelle 3: Asphaltmischgutzusammensetzung und -eigenschaften AC 11 D N und AC 22 T N demittel entspricht einem Bindemittel der Sorte 30/45. Die Asphaltmischanlage verfügt über eine Paralleltrommel und der Rejuvenator wurde auf das Granulat nach der Erwärmung in der Paralleltrommel aufgesprüht (siehe Foto). Die Eigenschaften des rückgewonnenen Bindemittels sind in Tabelle 5 zusammengefasst. Während des Mischens wurde an der Asphaltmischanlage auch eine Probe des Asphaltgranulates genommen. Der Bindemittelgehalt dieser Probe betrug 3,4 M.-% und der Erweichungspunkt Ring und Kugel 71,4 °C. Die Ergebnisse der DSR-Untersuchungen – der komplexe Schermodul im Temperaturbereich von -10 °C bis 150 °C in Abhängigkeit vom Phasenwinkel – sind in Abbildung 7 in Form des Black-Diagramms dargestellt. Hier zeigt sich wie in den Voruntersuchungen die verdünnende Wirkung des Rejuvenators auf das Bindemittel aus dem Asphaltgranulat. Die Varianten mit und ohne Rejuvenator weisen nach den Ergebnissen des Temperatursweeps vergleichbare Eigenschaften auf. Die vertraglich relevante Kenngröße Erweichungspunkt Ring und Kugel unterscheidet sich für die drei Varianten. Durch die Zugabe von 4,0 M.-% des Rejuvenators ergibt sich trotz eines 20 M.-% höheren Asphaltgranulatanteils ein um 1,7 °C geringerer Erweichungspunkt Ring und Kugel. Beide Varianten erfüllen 2|2018
Schwerpunkt: Wiederverwendung 17 den Grenzwert für den Erweichungspunkt Ring und Kugel von 68 °C nach ZTV Asphalt-StB 07/13 für ein Straßenbaubitumen der Sorte 30/45. Bei der Zugabe von 7,5 M.-% Rejuvenator, auf das Bindemittel aus dem Asphaltgranulat bezogen, reduziert sich der Erweichungspunkt weiter, sodass auch der Grenzwert für ein Straßenbaubitumen der Sorte 50/70 eingehalten wäre. Um das Langzeitalterungsverhalten abschätzen zu können, wurde das extrahierte Bindemittel mit dem Verfahren PAV (85 °C, 65 h) gealtert. Folgende Bindemitteleigenschaften wurden vor und nach Alterung bestimmt: • Erweichungspunkt Ring und Kugel • Komplexer Schermodul und Phasenwinkel bei -10 °C bis 150 °C Das Bindemittel wurde aus Bohrkernen rückgewonnen, die aus im Labor hergestellten Walzsektor-Verdichter-Platten entnommen wurden. Die Platten wurden aus dem Asphaltmischgut, welches beim Bau der Teststrecke entnommen wurde, hergestellt. Das Asphaltmischgut war somit neben der Kurzzeitalterung bei der Asphaltmischgutherstellung, Transport und Einbau auch einer erneuten Erwärmung zur Plattenherstellung im Labor ausgesetzt. Die Ergebnisse des Temperatursweeps nach PAV, ebenfalls in Abbildung 7 dargestellt, zeigen ein vergleichbares Alterungsverhalten der Referenzvarianten und der Varianten mit einem um 20 M.-% erhöhten Asphaltgranulatanteil und den beiden unterschiedlichen Zugabemengen des biobasierten Rejuvenators. Die Ergebnisse der Erweichungspunkte Ring und Kugel sind in Tabelle 6 aufgeführt und bestätigen die Aussagen eines vergleichbaren Alterungsverhaltens aller Varianten. Die Zunahme des Erweichungspunktes Ring und Kugel ist Variante Äquisteifigkeitstemperatur T (G* = 15 kPa) bei diesen Bindemitteln höher als bei denen aus den Voruntersuchungen in Abschnitt 2. In den Voruntersuchungen wurde für eine Zugabemenge von 6 M.-% des Rejuvenators eine Erhöhung des Erweichungspunktes Ring und Kugel nach RTFOT und PAV von 6,6 °C ermittelt. Die Ergebnisse der Steifigkeitsuntersuchungen nach AL Sp-Asphalt 09 bei -10 °C, 0 °C, 10 °C und 20 °C bei 10 Hz sind in Abbildung 8 vergleichend dargestellt. Auch hier sind die extrapolierten Werte grau hinterlegt. Die Steifigkeiten wurden bei allen Varianten an Bohrkernen aus Walzsektor-Verdichter-Platten geprüft, die mit dem jeweiligen Asphaltmischgut der Baumaßnahme hergestellt wurden, und bei den rejuvenierten Varianten zusätzlich an Bohrkernen aus der Strecke. Bei der Temperatur-Steifigkeitsfunktion, die an Bohrkernen aus der Strecke ermittelt wurde, zeigen sich die für einen Asphalt üblichen S-förmigen Ver- Zugehöriger Phasenwinkel δ (G* = 15 kPa) [°C] [°] AC 22 T N Referenz 62,6 75,7 AC 22 T N mit Rejuvenator 61,9 75,5 AC 11 D N Referenz 57,4 76,1 AC 11 D N mit Rejuvenator 49,3 79,2 Tabelle 4: Äquisteifigkeitstemperatur und zugehöriger Phasenwinkel des aus Asphaltmischgut rückgewonnenen Bindemittels Erweichungspunkt Äquisteifigkeitstemperatur Zugehöriger Phasenwinkel Ring und Kugel T (G* = 15 kPa) δ (G* = 15 kPa) [°C] [°C] [°] AC 22 T N Referenz 64,3 59,7 76,6 AC 22 T N mit 4,0 M.-% Rejuvenator 62,6 61,7 76,2 AC 22 T N mit 7,5 M.-% Rejuvenator 60,7 59,1 76,6 Tabelle 5: Bindemitteleigenschaften des rückgewonnenen Bindemittels aus dem Asphaltmischgut der Erprobungsstrecke Erweichungspunkt Ring und Kugel [°C] vor PAV nach PAV Δ AC 22 T N Referenz 69,4 82,8 13,5 AC 22 T N mit 4,0 M.-% Rejuvenator 66,4 80,0 13,6 AC 22 T N mit 7,5 M.-% Rejuvenator 66,8 80,4 13,6 Tabelle 6: Erweichungspunkte Ring und Kugel vor und nach Alterung 2|2018
