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asphalt 03/20

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32 Schwerpunkt: Temperaturabgesenkter Einbau Abbildung 1a: Wirkweise des Bitumenadditivs B2Last: Bildung eines starken elastischen, vernetzten Polymers durch Reaktivmodifizierung. Abbildung 1b: Zusammenspiel von B2Last mit Frisch- und Altbitumen bei Einsatz von Asphaltgranulat (www.B2Last.de). nen hohe AG-Quoten die Verarbeitbarkeit des Mischguts beeinträchtigen. Weitere CO 2 -Einsparungen werden erzielt, wenn es gelingt, die Haltbarkeit der Fahrbahndecke durch bessere Performance zu verlängern: Muss eine Straße seltener erneuert werden, schont dies nicht nur Primärressourcen – es wird auch in der Gesamtbetrachtung des Lebenszyklus weniger CO 2 frei. Diese Einsparung beträgt bei einer hochbelasteten Straße 20 Prozent je zusätzlichem Lebensjahr. Verbesserungen im Arbeitsschutz durch niedrigere Bitumenemissionen machen den Straßenbau nachhaltiger. Neuartiges Bitumenadditiv In Sachen Nachhaltigkeit, Gesundheits-, Arbeits- und Umweltschutz ist die Stoßrichtung damit klar: Der Einbau des Asphalts muss temperaturabgesenkt erfolgen, um CO 2 - und Bitumenemissionen zu verringern. Gleichzeitig sollten hohe AG-Anteile verwendet werden – bei weiterhin guter Verarbeitbarkeit des Mischguts und Gewährleistung gleicher oder sogar längerer Lebensdauer des Produkts Straße. Das markengeschützte, neuartige Bitumenadditiv B2Last des Ludwigshafener Chemiekonzerns BASF bietet genau das. Seit 2014 hat BASF in Zusammenarbeit mit dem Institut für Straßenwesen der RWTH Aachen am Additiv gearbeitet. Es handelt sich um ein bei Raumtemperatur niedrigviskoses, reaktives Monomer. Wie die bereits genannten organischen Zusätze wird es direkt an der Asphaltmischanlage in flüssiger Form appliziert. So kann B2Last beispielsweise in die Bindemittelzuleitung oder Bitumenwaage dosiert werden. Ebenfalls möglich ist die Vorproduktion im gerührten Behälter und kurzzeitige Silozwischenlagerung. Die Wirkweise des Zusatzes unterscheidet sich dabei grundlegend von anderen erhältlichen Additiven (Abb. 1a). „B2Last bildet zusammen mit den Bitumenkomponenten ein starkes, elastisches Polymernetzwerk aus, wird Teil dieses Netzwerks und bei der Reaktion vollständig aufgebraucht. Diese sogenannte Reaktivmodifizierung setzt bereits bei Zugabe des Additivs zum Bindemittel ein und wird im Laufe des Mischprozesses abgeschlossen. Dadurch besteht keine Gefahr der Phasenseparation. Das Polymer ist innig mit dem Bitumen verbunden“, erklärt BASF-Projektleiter Michael Zeilinger. Ähnlich wie ein polymermodifiziertes Bitumen (PmB), welches über einen langen und energieintensiven Prozess physikalisch eingemischt wird, verleiht das Polymernetzwerk dem Bitumen eine erhöhte Verformungsstabilität im hohen Temperaturbereich. Gleichzeitig bietet es auch genügend Elastizität bei niedrigen Temperaturen. Die Modifizierung erfolgt bereits innerhalb kürzester Zeit und bei geringen Dosierungen von 1,0 bis 3,0 % (bezogen auf die eingesetzte Bindemittelmenge). Aufgrund seiner Wirkweise verändert das Additiv das Fließverhalten Bitumentyp 70/100 70/100 Modifikation keine +2,0 % B2Last EP RuK / °C 47,6 62,5 MSCRT R @ 3,2 kPa / % 2,1 58,9 (nach RTFOT) Jnr @ 3,2 kPa / kPa -1 2,22 0,08 DSR G* @ 60 °C / kPa 4884 27638 (nach RTFOT) δ @ 60 °C / ° 80,6 59,4 BBR m = 0.300 / °C -21,9 -19 (nach RTFOT+PAV) S = 300 MPa / °C -18 -19,6 Tabelle 2: EP RuK und rheologische Daten zu B2Last-modifiziertem Bitumen. 3|2020

Schwerpunkt: Temperaturabgesenkter Einbau 33 (Rheologie) und weitere Eigenschaften des Bindemittels (Tabelle 2). Ein weiterer Vorteil der Reaktivmodifizierung ist das gute Zusammenspiel zwischen Frisch- und Altbitumen, wenn AG eingesetzt wird (siehe Abb. 1b), betont Zeilinger: „Bitumenkomponenten besitzen Andockstellen für B2Last, sogenannte funktionelle Gruppen, über die weitere Komponenten miteinander vernetzt werden können. Da sich durch oxidative Alterung neue funktionelle Gruppen bilden, haben Altbitumen eine höhere Anzahl dieser Andockstellen. Sie sind also besonders reaktionsfreudig gegenüber B2Last. Die Anbindung von Frisch- an Altbitumen und damit die Verarbeitbarkeit von AG-haltigem Mischgut wird dadurch verbessert.“ Abbildung 2: Untersuchung nach Merkblatt für Temperaturabsenkung von Asphalt (FGSV 766). Temperaturabsenkungspotenzial Wissenschaftler der RWTH Aachen haben Standardproben (Marshall-Probekörper, Asphaltplatten hergestellt mittels Walzsektorverdichter) von Asphaltmischgütern mit und ohne B2Last-Zusatz bei verschiedenen Verdichtungstemperaturen untersucht. Ziel war es, die viskositätsverändernde Wirkung von B2Last und damit seine Eignung für die Herstellung von temperaturabgesenktem Walzasphalt (TA) zu bewerten. Das Ergebnis zeigt zum einen (Abb. 2), dass die Differenz zwischen Referenzverdichtungstemperatur und der Verdichtungstemperatur des temperaturabgesenkten modifizierten Asphalts 20 °C beträgt. Zum anderen kann mit Variante Temperatur Verdichtungsgrad B2Last 115 °C 98,10 % B2Last 145 °C 99,20 % PmB 145 °C 98,90 % Tabelle 3: Verdichtungsgrad verschiedener Asphaltplatten hergestellt bei 115 °C und 145 °C mittels Walzsektorverdichter (WSV-Platten). B2Last-modifiziertem Asphalt bei 115 °C nahezu ein Verdichtungsgrad erreicht werden, welcher bei 145 °C mit einem PmB-Standardmischgut erzielt wird (Tab. 3). Das Potenzial zur Temperaturabsenkung ist somit gegeben. Erfahrungen aus der Praxis zeigen, dass meist sogar ein noch höheres Absenkpotenzial ausgeschöpft werden kann [1]. Praxistest auf der Autobahn A96 in München Im Oktober 2019 wurde auf der Bundesautobahn A96 in München eine Erprobungsstrecke eingerichtet. Sie lieferte erste Erfahrungen zum temperaturabgesenkten Einbau von B2Last-modifiziertem Asphalt mit hohem AG-Anteil (Abb. 3). Performance und Haltbarkeit des Asphalts werden nun im Langzeittest beobachtet. Der temperaturabgesenkte Walzasphalt (TA) wurde durch die Firma Richard Schulz Tiefbau GmbH & Co. KG hergestellt und im Rahmen eines Reparaturloses auf einem 500 m langen Autobahnabschnitt eingebaut. 1.000 t einer Asphaltbinderschicht (AC 22 B S) mit einem AG-Anteil von 50 % wurden bei ca. 145 °C produziert. Abbildung 3: Temperaturabgesenkter Einbau mit einem AG-Anteil von 50 % auf der BAB A96 in München. Die Einbautemperatur lag zwischen 135 °C und 140 °C. (Quelle aller Abb.: BASF) 3|2020

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