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Auswirkung der Wiederverwendung von Ausbauasphalt in Asphalttragschichten auf mechanische Eigenschaften

  • Der Einsatz von aus alten Straßen rückgewonnenem Asphaltgranulat in Asphalttragschichten ist in Deutschland Stand der Technik. Aus zahlreichen Studien ist bekannt, dass die mechanischen Eigenschaften der Asphalttragschicht durch die Verwendung von Asphaltgranulat verändert werden. Zur Quantifizierung und Bewertung dieser Veränderung können Performance-Prüfungen herangezogen werden, bei denen im Labor unter definierten Prüfbedingungen das last-, temperatur- und zeitabhängige Materialverhalten von repräsentativen Probekörpern untersucht wird. So erhaltene Kennwerte der mechanischen Asphalteigenschaften finden zunehmend Eingang in die rechnerische Dimensionierung von Asphaltstraßen, mit deren Hilfe die Lebensdauer der Straßenkonstruktion abgeschätzt wird. Dieses Forschungsprojekt ist der Bestimmung der Einflüsse aus der Mischgutherstellung im Labor auf die resultierenden mechanischen Eigenschaften von mit Asphaltgranulat modifiziertem Asphalttragschicht-Mischgut gewidmet. Unter Variation der Herstellungsmodalitäten wurde untersucht, wie Asphalttragschicht-Mischgut mit Asphaltgranulat im Labor möglichst praxisnah hergestellt und daraus Probekörper gewonnen werden können, die vergleichende mechanische Eigenschaften aufweisen, wie das gleiche unter Praxisbedingungen in situ hergestellte und eingebaute Asphaltmischgut. Im Projektverlauf wurden für 2 Varianten an Asphalttragschicht-Mischgut, nämlich - Asphaltbeton der Sorte AC 32 T S mit unterschiedlichen Asphaltgranulat-Anteilen bei Warmzugabe (Referenz 50 M.-%) und - Asphaltbeton der Sorte AC 32 T N mit unterschiedlichen Asphaltgranulat-Anteilen bei Kaltzugabe (Referenz 30 M.-%), die Einflüsse auf die resultierenden Performance-Eigenschaften aus unterschiedlichen Labormischverfahren analysiert, nämlich - Zweiwellen-Zwangsmischer (ZZM), Schlag-Rührmischer (SRM) und Gegenlauf-Zwangsmischer (GZM), - unter Variation des Zugabeanteils von Asphaltgranulat von 0 bis 60 M.-% bei der Mischgut-Variante 1 (AC 32 T S) und - unter Variation des Zugabeverfahrens bei Mischgut-Variante 2 (AC 32 T N), nämlich Warm- und Kaltzugabe. Die durchgeführten Performance-Prüfungen hinsichtlich Steifigkeit, Widerstand gegen Kälterissbildung, Ermüdungswiderstand und Verformungswiderstand bestätigen frühere Studien dahingehend, dass das Herstellverfahren im Labor die Performance-Eigenschaften von Asphalt signifikant beeinflusst. Bei Wahl einer ausreichend langen Nachmischzeit von mindestens 180 Sekunden wurde nun der Nachweis erbracht, dass Asphaltmischgut mit Asphaltgranulat im Labor möglichst praxisnah mittels Einsatzes eines Zweiwellen-Zwangsmischers oder alternativ mittels eines Gegenlauf-Zwangsmischers hergestellt werden kann (der Zweiwellen-Zwangsmischer ist gegenüber dem Gegenlauf-Zwangsmischer nach Möglichkeit vorzuziehen). Mit Hilfe der im Projektbericht detailliert beschriebenen Vorgehensweise ist nach dem heutigen Stand des Wissens bestmöglich sichergestellt, dass die im Labor hergestellten Probekörper vergleichbare mechanische Eigenschaften aufweisen, wie das gleiche unter Praxisbedingungen in situ hergestellte und eingebaute Asphaltmischgut.
  • The successful use of reclaimed asphalt in asphalt base course layers is state of the art in Germany. From numerous studies it is known that the mechanical properties of the asphalt base course are influenced by the use of reclaimed asphalt. To quantify and assess this change performance tests in laboratory are conducted. Specimens are tested under specified testing conditions concerning the load-, temperature- and time-dependent material behavior. The obtained characteristic values are increasingly used as input parameters in the mechanistic pavement design procedure in order to predict the service life time of the asphalt-pavement structure. This research project is dedicated to the determination of the influences of the asphalt mixing process and the specimen preparation in laboratory on the resulting mechanical properties of modified asphalt base course mixtures using reclaimed asphalt. By altering the asphalt mixing process in laboratory it is investigated how specimen are be obtained having the same mechanical properties as the same asphalt mix produced and built in situ. For 2 different asphalt base course mixtures, i. e. asphalt concrete of the type AC 32 T S with differing amounts of reclaimed asphalt using warm feed procedure (reference 50 M.-% RAP) and - asphalt concrete of the type AC 32 T N with differing amounts of reclaimed asphalt using cold feed procedure (reference 30 M.-% RAP), the influences on the resulting performance properties due to different mixing procedures will be analyzed, using - two-shaft compulsory mixer, - planetary mixing and kneading machine and - one-shaft compulsory mixer, - and by variation of the amount of RAP from 0 to 60 M.-% for asphalt mixture AC 32 T S and - of warm and cold feed procedure for asphalt mixture AC 32 T N. The asphalt’s mechanical properties are characterized by means of performance tests for determining stiffness, resistance to low temperature cracking, fatigue resistance and deformation resistance. The results confirm previous studies that the mixing procedure significantly influences the performance properties of asphalt using reclaimed asphalt. A sufficient mixing time of at least 180 seconds is necessary that asphalt mixtures with reclaimed asphalt are satisfactorily produced in laboratory by using a two-shaft compulsory mixer or a one-shaft compulsory mixer. The two-shaft compulsory mixer is favored. The asphalt mixing process in the laboratory is described in detail in the final report. With the help of the described procedure it is possible to prepare specimens in the laboratory that exhibit mechanical properties which are comparable to those of the same asphalt mix produced and built under practical conditions in situ.

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Metadaten
Author:Axel Walther, Michael P. Wistuba
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-23429
Subtitle (German):Schlussbericht zum Forschungsprojekt FE 07.0245/2011/CGB
Publisher:Bundesanstalt für Straßenwesen
Place of publication:Bergisch Gladbach
Document Type:Report
Language:German
Date of Publication (online):2020/03/26
Date of first publication:2014/11/30
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Contributing corporation:Institut für Straßenwesen (Braunschweig)
Release Date:2020/03/26
Tag:Asphaltstraße (Oberbau); Bewertung; Bitumen; Bituminöses Mischgut; Festigkeit; Forschungsbericht; Mechanik; Recycling; Steifigkeit; Verhalten; Walzasphalt; Zuschlagstoff
Number of pages:128
Institutes:Sonstige
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt

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