20 Schwerpunkt: Rejuvenatoren Durch die Abkühlversuche zeigt sich, dass durch die Rejuvenierung zum Teil eine signifikante Verbesserung des Tieftemperaturverhaltens des Asphalts erzielt werden konnte. Die Vergleiche zwischen den rejuvenierten und nicht rejuvenierten Asphaltvarianten in Abhängigkeit von der Zugabemenge an Asphaltgranulat zeigen jeweils eine geringere Bruchtemperatur und eine höhere kryogene Spannung. Selbst bei hohen Zugabemengen von Asphaltgranulat (80 %) konnten durch den Einsatz des Rejuvenators gute Bruchtemperaturen erreicht werden. Untersuchungsergebnisse Asphalt – temperaturabhängiges Steifigkeitsverhalten Abbildung 4: Arithmetische Mittelwerte der kryogenen Spannungsverläufe der Asphaltvarianten AC 8 D N der Versuchsstrecke „Feuerstiege“ Abbildung 5: Arithmetische Mittelwerte der kryogenen Spannungsverläufe der Asphaltvarianten AC 22 T N der Versuchsstrecke „Hartmannsbrook“ bei vergleichbarer Bruchtemperatur aufweisen. Die Differenz ist in erster Linie auf die Verwendung unterschiedlicher Asphaltgranulate sowie eine mögliche Inhomogenität im Asphaltmischgut zurückzuführen, sodass sich in den jeweiligen Asphaltprobekörpern ein größerer innerer Spannungszustand entwickeln konnte. Zur Bestimmung des temperaturabhängigen Steifigkeitsverhaltens werden Spaltzug-Schwellversuche an zylindrischen Probekörpern durchgeführt. Die hier auszugsweise dargestellten Untersuchungsergebnisse umfassen in Abhängigkeit von der Asphaltsorte mittlere Steifigkeitsmoduln bei den vier Prüftemperaturen -10 °C, 0 °C, 10 °C und 20 °C sowie der Prüffrequenz f = 10 Hz. Die Abbildungen 6 und 7 zeigen hierzu in Abhängigkeit von der Versuchsstrecke die entsprechenden mittleren Steifigkeitsmoduln auf. Die Untersuchungsergebnisse der Steifigkeitsmoduln ergeben für die Asphaltvarianten beider Versuchsstrecken insgesamt eine grundsätzliche Zunahme der Steifigkeit mit abnehmender Prüftemperatur. Basierend auf den dargestellten Untersuchungsergebnissen der Prüffrequenz 10 Hz lässt sich darüber hinaus für die Asphaltvarianten der Asphalttragschicht AC 22 T N ein grundsätzlich höheres Steifigkeitsniveau ableiten. Die Untersuchungsergebnisse der Versuchsstrecke „Feuerstiege“ zeigen, dass insbesondere im mittleren Gebrauchstemperaturbereich zwischen 0 °C und 20 °C die Rejuvenierung tendenziell zu einer Abnahme der Steifigkeit führt. Die entsprechenden Steifigkeitsmoduln nähern sich in der Tendenz den Eigenschaften der Referenz (AC 8 D N – 50/70) an. Dieser Effekt lässt sich bei der Prüftemperatur von -10 °C ausschließlich bei der Zugabemenge an Asphaltgranulat von 50 % bestätigen (24.949 MPa zu 23.421 MPa). Der Vergleich zwischen den beiden Abbildung 6: Untersuchungsergebnisse zum Steifigkeitsverhalten Versuchsstrecke „Feuerstiege“ Abbildung 7: Untersuchungsergebnisse zum Steifigkeitsverhalten Versuchsstrecke „Hartmannsbrook“
Schwerpunkt: Rejuvenatoren 21 Asphaltvarianten mit einer Zugabemenge an Asphaltgranulat von 20 % weist einen konträren Verlauf auf, da der Steifigkeitsmodul von 23.255 MPa auf 24.641 MPa zunimmt. Die höchsten Steifigkeitsmoduln erzielt insgesamt die Asphaltvariante AC 8 D N – 50/70 + 50 % AG. Die Untersuchungsergebnisse der Versuchsstrecke „Hartmannsbrook“ zeigen aufgrund der erheblichen Zugabemengen an Asphaltgranulat von 50 % bzw. 80 % ein insgesamt sehr heterogenes Bild. So unterscheiden sich die Steifigkeitsmoduln der einzelnen Prüftemperaturen teilweise erheblich. Diese betragen im Tieftemperaturbereich bei der Prüftemperatur von -10 °C 5.796 MPa (34.736 MPa zu 28.940 MPa) und im höheren Gebrauchstemperaturbereich bis zu 6.998 MPa (18.811 MPa – 11.813 MPa; Prüftemperatur 20 °C). Es ist festzustellen, dass die höchsten Steifigkeitsmoduln der Asphaltvariante AC 22 T N – 50/70 + 80 % AG zuzuordnen sind. Tendenziell lässt sich den Asphaltvarianten mit einer höheren Zugabemenge an Asphaltgranulat auch eine höhere Steifigkeit zuordnen. Aus den Untersuchungsergebnissen kann ebenfalls abgeleitet werden, dass durch die Zugabe des Rejuvenators dieser Effekt gemindert werden kann und entsprechend niedrigere Steifigkeitsmoduln bei den jeweiligen Prüftemperaturen erzielt werden können. Die Abb. 8 und 9 zeigen die korrespondierenden Steifigkeits-Temperaturfunktionen bei der Prüffrequenz f = 10 Hz. Hierbei wird neben den genannten Prüftemperaturen durch Extrapolation ein breiterer Temperaturbereich hinsichtlich des Verlaufs des Steifigkeitsmoduls betrachtet. Der Temperaturbereich umfasst insgesamt 80,0 °C und besteht sowohl aus dem Tieftemperaturbereich (bis -20,0 °C) als auch dem Gebrauchstemperaturbereich bis 60,0 °C. Die Steifigkeits-Temperaturfunktionen der einzelnen Asphaltvarianten beider Versuchsstrecken haben im Grundsatz den erwarteten Verlauf der Steifigkeitsmoduln. So betragen diese bei den Asphaltvarianten der Asphaltdeckschicht AC 8 D N im Tieftemperaturbereich näherungsweise 26.000 MPa (AC 8 D N – 50/70 + 20 % AG) bis 28.000 MPa (AC 8 D N – 50/70 + Viatop plus RC + 20 % AG). Die Asphaltvarianten der Asphalttragschicht AC 22 T N weisen signifikant höhere Steifigkeitsmoduln auf und variieren zwischen ca. 31.000 MPa (AC 22 T N – 50/70 + Viatop plus RC + 50 % AG) und 40.000 MPa (AC 22 T N – 50/70 + 80 % AG). Die Steifigkeitsmoduln der Varianten der Asphaltdeckschicht verlaufen insgesamt sehr homogen und weisen nur marginale Abweichungen zueinander auf, sodass in der Tendenz von ähnlichen Steifigkeitsverhalten ausgegangen werden kann. Die Abweichungen weisen in diesem Fall im mittleren Gebrauchstemperaturbereich zwischen 0 °C und 30 °C mit ca. 4.000 MPa die größten Unterschiede auf. Hierbei ist der Asphaltvariante AC 8 D N – 50/70 + 50 % AG die größte und der Variante AC 8 D N – 50/70 als Referenz die niedrigste Steifigkeit zuzuordnen. Durch die Rejuvenierung nähert sich der Verlauf der Steifigkeitsmoduln insgesamt der Referenz an und lässt auf niedrigere Steifigkeiten schließen. Die Verläufe der Steifigkeitsmoduln der Varianten der Asphalttragschicht AC 22 T N zeigen insgesamt ein sehr unterschiedliches Steifigkeitsverhalten im betrachteten Temperaturbereich. Die entsprechenden Steifigkeitsmoduln variieren im Tieftemperaturbereich bei -20 °C zwischen ca. 31.000 MPa (AC 22 T N – 50/70 + Viatop plus RC + 50 % AG) und 40.000 MPa (AC 22 T N – 50/70 + 80 % AG). Mit zunehmender Prüftemperatur verringern sich die Abweichungen zwischen den einzelnen Asphaltvarianten und liegen im höheren Gebrauchstemperaturbereich (60 °C) zwischen ca. 4.100 MPa (AC 22 T N – 50/70 + 80 % AG) und 938 MPa (AC 22 T N – 50/70 + Viatop plus RC + 50 % AG). Diese Asphaltvariante weist insgesamt die geringsten Steifigkeiten auf. Die Abweichungen innerhalb der Varianten der Asphalttragschicht sind insgesamt als signifikant zu bewerten und variieren in dem betrachteten Temperaturbereich um ca. 3.000 MPa bis 9.000 MPa. Insbesondere im mittleren Temperaturbereich zwischen 0 °C und 30 °C zeigt sich eine erhebliche Zunahme des Steifigkeitsmoduls infolge der Zugabemenge an Asphaltgranulat. Die Asphaltvarianten AC 22 T N – 50/70 + 80 % AG und AC 22 T N – 30/45 + 60 % AG zeigen hierbei die höchsten Steifigkeiten. Darüber hinaus kann aus den vorliegenden Untersuchungsergebnissen abgeleitet werden, dass die Rejuvenierung insbesondere im mittleren Gebrauchstem- Abbildung 8: Steifigkeitsmodul-Temperaturfunktionen der Asphaltvarianten der Versuchsstrecke „Feuerstiege“ Abbildung 9: Steifigkeitsmodul-Temperaturfunktionen der Asphaltvarianten der Versuchsstrecke „Hartmannsbrook“
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