16 Schwerpunkt: Rejuvenatoren Möglichkeiten und Grenzen, Teil 3 Performance-Prüfungen Bitumen und Asphalt Im ersten [1] und zweiten Teil [2] dieses Fachbeitrags wurden die bisherigen Erkenntnisse aus den beiden Pilotstrecken „Feuerstiege“ und „Hartmannsbrook“ in Münster präsentiert. Im Rahmen des Projekts wurden insgesamt fünf Varianten einer Asphaltdeckschicht aus AC 8 D N und fünf (sechs) Varianten einer Asphalttragschicht aus AC 22 T N mit variierenden Anteilen Asphaltgranulat und jeweils mit und ohne den Rejuvenator Viatop plus RC hergestellt und verbaut (Tabelle 1). Von Dr.-Ing. Daniel Gogolin, Dr.-Ing. Manuel Hülsbömer, Dr.-Ing. Alexander Buttgereit und M. Sc. Maria Koordt Spaltzug-Schwellversuch gemäß TP Asphalt-StB, Teil 26 (Quelle: PTM) 4|2021
Schwerpunkt: Rejuvenatoren 17 Bisher wurden die notwendigen Schritte der Voruntersuchungen vorgestellt, d. h. von der Klassifizierung des eingesetzten Asphaltgranulats bis zur Ermittlung der Zugabemengen des Rejuvenators, sowie die Umsetzung der einzelnen Maßnahmen – einschließlich der Ergebnisse der Kontrolluntersuchungen – präsentiert. Aus den bisherigen Ergebnissen des Projekts konnte u. a. aufgezeigt werden, dass es unter der Verwendung geeigneter Rejuvenatoren möglich ist, Asphaltgranulat hochwertig und in großen Anteilen im Asphaltmischgut entsprechend der technischen Anforderungen wiederzuverwenden. Die Ergebnisse der Kontrolluntersuchungen haben hierbei aufgezeigt, dass auch mit hohen Zugabemengen von Asphaltgranulat – sowohl in der Asphaltdeckschicht (hier bis 50 %) als auch in der Asphalttragschicht (hier bis 80 %) – in Kombination mit einem wirksamen Rejuvenator die bauvertraglich geprüften Parameter nach ZTV Asphalt-StB 07/13 (Kontrolluntersuchung) eingehalten werden können. Im nächsten Schritt werden die bisherigen Ergebnisse weiter evaluiert sowie die Prozesse und Vorgehensweisen weiter optimiert. Hierfür wurde an den im Rahmen der Baumaßnahmen entnommenen Asphaltproben mittels Performance-Prüfungen zum einen der Frage nach der Nachhaltigkeit der umgesetzten Asphaltvarianten nachgegangen und zum anderen die Antworten auf die Kernfragen des Projektes weiter verdichtet: 1. Inwieweit lässt sich die Zugabemenge von Asphaltgranulat (AG) erhöhen, ohne die Qualität der fertigen Schicht negativ zu beeinflussen? 2. Ist die Zugabe eines Rejuvenators schon bei geringen Anteilen von AG im Asphaltmischgut sinnvoll? 3. Lässt sich durch den Einsatz von Rejuvenatoren grundsätzlich die Qualität des Asphalts verbessern? Untersuchungsprogramm Der vorliegende dritte Teil des Fachbeitrags umfasst somit primär die Aus- und Bewertung der im Rahmen des Projekts durchgeführten Performance-Prüfungen im Bereich Bitumen und Asphalt. Der entsprechende Ablauf des Untersuchungsprogramms zu den Pilotprojekten zum nachhaltigen Einsatz von Rejuvenatoren im Stadtgebiet Münster ist in Abb. 1 dargestellt. Die im Rahmen dieses Fachbeitrags (auszugsweise) vorgestellten Ergebnisse umfassen im Bereich Bitumen vorrangig die Untersuchungen mittels Multiple Stress Creep and Recovery Test (MSCRT) am jeweils rückgewonnenen Bitumen und im Bereich Asphalt die Untersuchungen der Kälteeigenschaften mittels Abkühlversuch und der Untersuchungen zum temperaturabhängigen Steifigkeitsverhalten. Untersuchungsergebnisse Bitumen Neben den klassischen Bitumenkennwerten Erweichungspunkt Ring und Kugel und den rheologischen Kennwerten (vgl. Ergebnisse aus [2]) wurden zusätzlich an den rückgewonnenen Bindemitteln jeder Variante die Prüfgrößen Nachgiebigkeit Jnr und Rückformung R mithilfe der MSCR-Prüfung gemäß der AL-DSR-Prüfung (MSCRT) bestimmt. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Anlehnung an Ergebnisse aus [3] grafisch im R/N-Diagramm für alle Varianten der Asphaltdeck- und Asphalttragschicht in den Abb. 2 und 3 dargestellt. Es zeigt sich in der Tendenz, dass bei allen Asphaltvarianten eine höhere Zugabemenge an Asphaltgranulat zu einer höheren prozentualen Rückformung R führt. Dies ist auf den größeren Verhärtungsgrad des Bitumens zurückzuführen, da die entsprechenden Bitumen in Bezug auf das Verformungsverhalten bei der Prüftemperatur von 60 °C noch vordringlich dem visko-elastischen Bereich zuzuordnen sind. Die Untersuchungen aus [3] führten in diesem Kontext zu vergleichbaren Erkenntnissen hinsichtlich Bitumen im Anlieferungszustand und nach unterschiedlichen Laboralterungsstufen. Durch die Zugabe des Rejuvenators wird der Anteil der Rückformung gesenkt, sodass sich das Verformungsverhalten zunehmend in den viskosen Bereich verschiebt und der Anteil der Nachgiebigkeit Jnr respektive der plastischen Verformungen zunimmt. Auch dieser Effekt konnte bereits in [3] beobachtet werden. Pilotstrecke Probefeld/ Probenbezeichnung D1 Variante AC 8 D N 20 % AG Pilotstrecke Probefeld/ Probenbezeichnung T1 Variante AC 22 T N 50 % AG mit Rejuvenator Tabelle 1: Asphaltvarianten der beiden Pilotstrecken in Münster D2 AC 8 D N 20 % AG mit Rejuvenator T2 AC 22 T N 80 % AG mit Rejuvenator Feuerstiege D3 AC 8 D N 50 % AG Hartmannsbrook T3.1 T3.2(*) AC 22 T N 50 % AG D4 AC 8 D N 50 % AG mit Rejuvenator T4 AC 22 T N 80 % AG D5 AC 8 D N 0 % AG T5(*) AC 22 T N 60 % AG (*) Wechsel des Asphaltmischwerkes 4|2021
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