Martin Radenberg, Matthias Staschkiewicz, Ludger Vienenkötter, Konrad Mollenhauer, Marius Winter

• Mit dem Ziel, weiterführende Erkenntnisse über die Möglichkeiten zur Dimensionierung von Straßenbefestigungen mit einer Kaltrecyclingschicht KRC zu erlangen, wurden im FE-Projekt 04 0329 Performance-Untersuchungen an Ausbauproben aus 10 Praxisstrecken (Bj 2003 – 2015) und an im Labor hergestellten Proben ermittelt und unter Anwendung aktueller Dimensionierungsaspekte bewertet. Vorrangig sollten solche KRC-Schichten betrachtet werden, die überwiegend mit bitumenhaltigem Bindemittel versehen wurden Die hieraus und aus ergänzenden Laboruntersuchungen gewonnen Erkenntnisse führten zu folgenden Erkenntnissen: • Die Schichten der untersuchten Praxisstrecken hatten überwiegend nur noch schwache bitumen-dominate Materialeigenschaften • Die Ausbauproben zeigten teilweise erhebliche optische und auch materialtechnologische Inhomogenitäten, die mit hoher Wahrscheinlichkeit auf den Herstellungsprozess in Situ zurückzuführen sind. Durch größere Sorgfalt (Auswahl der Maschinen und Optimierung der Arbeitsprozesse) sollte sich dies weitgehend vermeiden lassen. • Die im Labor hergestellten Probekörper für Performance-Untersuchungen können in Form von Bohrkernen aus Platten entnommen werden, die mittels Walzsektor-Verdichtungsgerät hergestellt wurden. Bei geringen Anteilen an hydraulischem Bindemittel kann eine verlängerte Lagerungszeit (14 Tage) bis zur BK-Entnahme erforderlich sein • Ein im europäischen Wissenschaftraum vorgeschlagener Dimensionierungsfaktor von 1,5 (Schichtdicke KRC/Schichtdicke Asphalttragschicht) lässt sich nach den vorliegenden Erkenntnissen sicher erreichen und kann mit entsprechenden rechnerischen Dimensionierungsnachweisen ggf. noch reduziert werden • Spaltzug-Schwellversuche zur Bestimmung von Kennwerten zur Beschreibung des Steifigkeits- und Ermüdungsverhaltens gemäß TP Asphalt-StB, Teile 24 und 26 können uneingeschränkt für die Prüfung von KRC-Baustoffen eingesetzt werden Bei gleicher Mischgutzusammensetzung sowie Herstellung und Prüfung in zwei Laboren waren die Ergebnisse der Performance-Untersuchungen zudem sehr gut miteinander vergleichbar • Mit zunehmender Lagerungsdauer erhöhen sich die Steifigkeiten (primär im hohen Gebrauchstemperaturbereich) und es verbessern sich die Ermüdungseigenschaften Die Ergebnisse lassen weiter vermuten, dass diese Entwicklung auch nach 180 Tagen noch nicht abgeschlossen ist. Mit Untersuchungen nach 28 Tagen wird das Potenzial einer KRC unterschätzt. • Es deutet sich ein brauchbarer Zusammenhang zwischen dem aus statischen Spaltzugversuchen berechneten E-Modul bei 5 °C und den dynamischen Steifigkeiten bei dieser Temperatur an Hierin könnte eine vergleichsweise einfache bauvertragliche Nachweisführung liegen Die umfassenden Untersuchungen im Rahmen des Forschungsprojektes konnten schlüssige und praxistaugliche Dimensionierungsgrundsätze belegen, mit denen kaltgebundene bitumen-dominanten Tragschicht in Zukunft zielsicher und wirtschaftlich als Tragschicht in einem Asphaltoberbau berücksichtigt werden können Da solche Schichten in besonderem Maße die Aspekte der Nachhaltigkeit und der Energieminimierung berücksichtigen, kann ein hohes Potenzial in der Anwendung gesehen werden, sodass eine zeitnahe Einbindung der Ergebnisse in das technische Regelwerk der FGSV empfohlen wird.
• With the aim of gaining further knowledge of the possibilities of dimensioning road pavements with a coldbound bitumen-dominant base course (KRC), performance tests were conducted in the FE project 04.0329 on samples collected from 10 practical stretches (built in 2003 - 2015) and on laboratory produced samples. Priority should be given to those KRC layers that have been predominantly bituminised. These were evaluated using current dimensioning aspects. The findings obtained from this and from supplementary laboratory tests led to the following conclusions: • The practical section layers examined predominantly had only weak bitumen-dominant material properties. • Some of the samples showed considerable optical and material-technological inhomogeneities, which are most likely referable to the in-situ production process. This should largely be avoidable through greater care (selection of machines and optimisation of work processes). • The test specimens produced in the laboratory for performance studies can be taken in the form of cores from slabs produced by means of rolling sector compaction equipment. In the case of low proportions of hydraulic binder, an extended storage time (14 days) may be required befores the core can be extracted. • A dimensioning factor of 1.5 (layer thickness of KRC/layer thickness of asphalt base course) proposed in the European scientific community can be safely achieved according to the available findings and can if necessary be reduced with corresponding mathematical dimensioning proofs. • Dynamic indirect tensile test for the determination of characteristic values for the description of stiffness and fatigue behaviour according to TP Asphalt-StB, Parts 24 and 26 (EN 12697-24/26) can be used without restrictions for the testing of cold recycling construction materials. With two different laboratories using the same mix composition as well as production and testing methods in, the results of the performance tests had a very good comparability. • With increasing storage time, the stiffnesses increase (primarily in the high service temperature range) and the fatigue properties improve. The results also suggest that this development is not yet complete after 180 days. Investigations after 28 days underestimate the potential of a KRC. • A viable correlation between the modulus of elasticity at 5 °C calculated from static indirect tensile tests and the dynamic stiffnesses at this temperature can be implied. This could be a relatively simple verification for construction contracts. With the comprehensive investigations within the framework of the research project it was possible to prove conclusive and practicable dimensioning principles. These will allow cold-bound bitumen-dominant base courses to be considered as base courses in an asphalt superstructure in a targeted and economical manner in the future. Since such layers particularly take into account the aspects of sustainability and energy minimisation, a high potential can be seen in the application, so that an instant integration of the results into the technical regulations of the FGSV is recommended.