Das in Deutschland übliche Standardlösemittel Trichlorethylen (Tri) für die Bindemittelextraktion aus Asphaltmischgut darf aufgrund seiner krebserregenden Wirkung nur noch bis 2023 verwendet werden. Als alternatives Lösemittel wird das Pflanzenölester Octansäuremethylester (OME) als potenziell geeignet angesehen. In dem vorliegenden Forschungsprojekt wird das Vorgehen der automatischen Bindemittelextraktion soweit verbessert, dass OME mit vertretbarem Aufwand und ohne Gefährdung der Anwender angewandt werden kann. Dazu wird zunächst die Destillationsprozedur soweit optimiert, dass bei Überprüfung mittels Gaschromatografie mit Massenspektrometrie-Kopplung (GCMS) kein nachweisbarer Anteil OME im Bitumen verbleibt. Als Resultat ergeben sich zwei Destillationsphasen, ähnlich dem Vorgehen mit Tri, jedoch bei deutlich höheren Temperaturen (110 und 190 °C) und reduzierten Drücken (20 und 5 hPa). Polymermodifizierte Bitumen weisen gegenüber den mit Tri destillierten Bitumen nachweisbare Abweichungen der Ergebnisse im höheren Temperaturbereich auf. Mit einfachen Methoden kann nachgewiesen werden, dass OME einige Polymere stärker als Tri verändert und damit deren rheologische Eigenschaften beeinflusst. In einem weiteren Schritt wird über Modifikationen im Programmablauf einer automatischen Extraktionsanlage eine minimale Extraktionsdauer angestrebt. Die jeweiligen Modifikationen werden bzgl. Korngrößenverteilung und Bindemittelgehalt überprüft. Mit einer erhöhten Waschtemperatur (100 °C) und verkürzten Waschgängen kann eine Reduzierung der Extraktionsdauer erreicht werden. Diese kann mit dem untersuchten Asphaltmischgut der Sorte AC 11 D S von ca. 150 auf ca. 115 Minuten reduziert werden. Die Untersuchung weiterer Asphaltsorten ergibt eine Abhängigkeit von der Probenmenge, sodass die Dauer von 120 Minuten (AC 32 T S) bis 60 Minuten (SMA 8 S) variiert. Zur Beschleunigung wird außerdem empfohlen, vor Arbeitsbeginn einen automatisch startenden Nulldurchlauf durchzuführen. Weiterhin werden konstruktive Veränderungen empfohlen, um z. B. Fülleranteile besser auszuspülen. Zeitgleich mit der Optimierung der Extraktionsdauer wird die chemische Stabilität des OME überprüft. Auch nach 130 Extraktionsvorgängen kann mittels GCMS keine wesentliche Änderungen in der Zusammensetzung festgestellt werden. Bezüglich der Arbeitssicherheit wird eine einfache Gefährdungsanalyse durchgeführt, welche ergibt, dass ähnliche Schutzmaßnahmen, wie auch beim Umgang mit Tri, eingehalten werden müssen. In den Regelwerken wäre im Wesentlichen die Rückgewinnung des Bindemittels mittels Rotationsverdampfer zu ergänzen. Es ist festzuhalten, dass mit OME als Lösemittel Asphaltmischgut schneller als bisher analysiert und OME rückstandsfrei aus dem Bitumen destilliert werden kann. Die Extraktionsdauern reichen allerdings nicht an die Zeiten einer Extraktion mit Tri heran, so dass in der Praxis mit unpraktikabel langen Extraktionszeiten zu rechnen ist. Eine Gefährdung der Anwender kann unter Beachtung der Arbeitssicherheit nach bisherigem Stand des Wissens ausgeschlossen werden.

Asphalttragschichten werden zunehmend mit hohen Anteilen an Ausbauasphalten hergestellt mit der Folge, dass diese dichter werden. Von oben eindringendes Wasser wird nicht ausreichend abgeführt, sondern bleibt auf der Asphalttragschicht stehen und zerstört die darüber liegende Asphaltbinderschicht. Aus diesem Grunde wurden alternative Asphaltbinder entwickelt, die dicht konzipiert sind und trotzdem eine gute Performance aufweisen und sich zudem möglichst entmischungsstabil beim Einbau verhalten. Zu dem eignen sich dichte Asphaltbinderschichten zum kurzfristigen Befahren, z. B. über Winter. In der Erprobung befinden sich drei Arten von Asphaltbindern. Im vorliegenden Forschungsprojekt wurden die drei Sorten der alternativen Asphaltbinder AC 16 B S - HSF, AC 16 B S - SG und AC 16 B S - SMA auf ihre Eignung systematisch untersucht und die Ergebnisse mit einem regelkonformen Asphaltbinder AC 16 B S gemäß TL Asphalt-StB verglichen. Das Kürzel HSF steht für "hoch standfest", SG für "stetig gestuft" und SMA für "Splittmastixasphalt-Prinzip". Die Untersuchungen gliedern sich in labortechnische und großtechnische. Zunächst wurden im Labor die Asphaltbinder bei systematischer Variation der Korngrößenverteilung und des Bindemittelgehaltes hergestellt, die Mischarbeit gemessen, der Verdichtungswiderstand festgestellt und Untersuchungen zur Wasserdurchlässigkeit, zum Haftverhalten, zum Verformungsverhalten, zur Kälteflexibilität und zu den Ermüdungseigenschaften durchgeführt. Darüber hinaus wurden die Entmischungsneigung und die Änderung der Performance aufgrund eines Alterungsangriffes nach dem Braunschweiger Alterungsverfahren (BSA) und nach der AASHTO-Designation R30-02 überprüft. Im großtechnischen Teil wurden die drei alternativen Asphaltbinder und ein regelkonformer AC 16 B S in eine konkrete Baumaßnahme bei Magdeburg eingebaut. Der Einbau wurde detailliert dokumentiert. An den Asphaltbindern wurden die Wasserdurchlässigkeit, die Hohlraum-Morphologie und die Entmischung des Asphaltbindermaterials durch die Querverteilung hinter der Einbaubohle untersucht. Ferner wurden an Bohrkernproben der Verformungswiderstand, der Widerstand gegen Kälterissbildung und der Entmischungswiderstand festgestellt. Bei einer summarischen Betrachtung aller Untersuchungsergebnisse ist festzustellen, dass die dicht konzipierten SG-Binder und SMA-Binder gegenüber dem konventionell zusammengesetzten Referenzbinder keine Nachteile und bei einigen Eigenschaften, wie z. B. Haftverhalten, leichte Vorteile aufweisen. Die Verformungseigenschaften sind differenziert zu betrachten. Der SG-Binder zeigte bei den hier getesteten Varianten teilweise eine leicht verbesserte Verformungsbeständigkeit im Vergleich zum SMA-Binder, woraus zum aktuellen Zeitpunkt aber noch keine allgemeinen Schlüsse gezogen werden können. Allerdings ist der SMA-Binder gegenüber der Referenz und den beiden anderen alternativen Asphaltbindern erkennbar "entmischungsstabiler". Der HSF-Binder stellt keine echte Alternative dar. Es wird empfohlen, den SG-Binder und den SMA-Binder in ein R-Regelwerk der FGSV aufzunehmen und das in situ-Projekt bei Magdeburg (B 81) systematisch zu beobachten.

Der Straßenbaustoff Asphalt ist unter bestimmten Voraussetzungen in der Lage, während Erholungsphasen eine bereits eingetretene Strukturschädigung selbsttätig zum Teil oder vollständig zurückzubilden und so eine Regeneration des Baustoffs zu bewirken. Man spricht von Selbstheilungs- oder Healing-Eigenschaften. Für eine Steigerung der Dauerhaftigkeit von Straßenbauasphalten wäre es von großem Nutzen, die Healing-Eigenschaften kontrollieren bzw. stimulieren zu können. Eine systematische Untersuchung der Healing-Eigenschaften von Bitumen und Asphalt sowie geeignete Verfahren zu ihrer prüftechnischen Ansprache waren bisher nicht bekannt. Ziel des Forschungsprojekts war es, zu klären, ob und mit welchen Prüf- und Auswertemethoden die Healing-Eigenschaften von Straßenbauasphalten im Labor angesprochen werden können. Mit dieser Arbeit werden erstmals Ergebnisse aus systematisch variierten Reihenuntersuchungen zu den Selbstheilungskräften von Bitumen und Asphalt vorgestellt. Es wurden statische und zyklisch-dynamische Laborprüfungen mit Lastpausen (Erholungsphasen) zwischen den Belastungszyklen eingesetzt. Zur Ansprache von Healing-Eigenschaften erwiesen sich auf Asphaltebene kraftgeregelte Zug-Druck-Wechsellastprüfungen und auf Bitumenebene kraftgeregelte DSR-Ermüdungsprüfungen jeweils mit Lastpause als gut geeignet. Es wurde eine Auswertemethodik entwickelt und neue Healing-Indices eingeführt, die eine Beurteilung des Healing-Verhaltens an einem einzigen Probekörper nach Durchführung einer Ermüdungsprüfung erlauben. Die materialspezifischen Healing-Eigenschaften könnten bei der rechnerischen Dimensionierung vorteilhaft berücksichtigt werden. Dazu wird ein Konzept vorgestellt, nach dem die im Rahmen von Dimensionierungen notwendigen Ermüdungsprüfungen mit Untersuchungen zum Healing-Verhalten zu ergänzen sind. Folglich kann ein modifiziertes Materialgesetz verwendet werden, welches auch die materialspezifischen Healing-Eigenschaften abbildet.