asphalt 02/23

Schwerpunkt: Schaumbitumen – Teil 2b
25
AC 11 D S mit 50 M.-% RC (Schaum) AC 11 D S mit 50 M.-% RC (Referenz)
Anfangstemperatur T0 [°C] 20 20
Abkühlgeschwindigkeit dT [K/h] -10 -10
Ausfallspannung σF [MPa] 5,434 4,846
Bruchtemperatur TF [°C] -24,8 -20,2
Tabelle 2: Ergebnisse der
Abkühlversuche
Druck-Schwellbelastung mit Lastpausen bei einer konstanten
Temperatur von 50 °C ausgesetzt. Bei der Prüfung
wird die Verformung in Abhängigkeit der Belastungszyklen
erfasst und als Dehnungskurve (Impulskriechkurve)
abgebildet. Die Beurteilung des Verformungsverhaltens
erfolgt anhand der Dehnungsrate im Wendepunkt der
Impulskriechkurve bzw. am Versuchsende. Laut der aktuellen
Fassung der TP Asphalt-StB, Teil 25 B 1 [4] gilt der
Versuch als beendet, wenn 10.000 Belastungszyklen
erreicht oder eine Dehnung von 80 ‰ überschritten
wurde. Die Abb. 3 beinhaltet die Impulskriechkurven
sowie die Dehnungsraten (bei Versuchsende) der aus
Asphalt-Probeplatten entnommenen Bohrkerne.
Wie anhand der in Abb. 3 dargestellten Impulskriechkurven
zu erkennen ist, weist die temperaturabgesenkte
Schaumbitumenvariante höhere bleibende Verformungen
und eine um ca. 20 % höhere Dehnungsrate auf als
die Referenzvariante. Als mögliche Ursache hierfür kann
die geringere Steifigkeit des mit Schaumbitumen hergestellten
Asphaltmischgutes infolge von Restwasser im
Bitumen benannt werden. Für die Beurteilung des Verformungsverhaltens
mit dem Einaxialen Druck-Schwellversuch
führen die „Ergänzungen zu den Zusätzlichen Technischen
Vertragsbedingungen im Straßenbau
Baden-Württemberg“ (ETV-StB-BW, 2020 [5]) für Asphaltbeton
für Asphaltdeckschichten eine maximale Dehnungsrate
von 10 ‰ · 10 -4 /n am Marshall-Probekörper als
Anforderungswert an. Da Marshall-Probekörper grundsätzlich
geringere Dehnungsraten als Bohrkerne aus
Asphalt-Probeplatten hervorbringen [6], kann davon
ausgegangen werden, dass die beiden hier untersuchten
Varianten mit Dehnungsraten von 6,9 ‰ · 10 -4 /n und
8,6 ‰ · 10 -4 /n ein noch anforderungsgerechtes Verformungsverhalten
bei Wärme aufweisen.
Für die Untersuchung des Verformungsverhaltens der
Ausbauproben (Bohrkerne aus den Erprobungsfeldern)
wurde von der Vorgabe der TP Asphalt-StB, Teil 25 B 1
abgewichen. Demnach sollen bei Bohrkernen mit
Schichtdicken kleiner 60 mm zwei Proben derselben
Schicht planparallel geschliffen und anschließend „mit
geeignetem Klebstoff deckungsgleich aufeinander fixiert
werden“, um so eine Probekörperhöhe von 60 mm zu
erhalten. Um einen möglichen Einfluss durch eine
geklebte Schichtgrenze auszuschließen und den Aufwand
bei der Bohrkernentnahme zu minimieren, wurden
die aus der Erprobungsstrecke entnommenen Bohrkerne
stattdessen mit einem Teil der sich unter der Asphaltdeckschicht
befindenden Asphalttragschicht geprüft. Die
Bohrkerne setzten sich somit aus 40 mm Asphaltdeckund
20 mm Asphalttragschicht zusammen. Während der
Prüfung des ersten Probekörpers wurde ein Versagen der
Asphalttragschicht mit anschließendem Versagen der
Asphaltdeckschicht festgestellt (siehe Abb. 4). Um das
Verformungsverhalten der Asphaltdeckschicht dann
doch isoliert zu betrachten, wurde die Asphalttragschicht
bei den anschließend geprüften Bohrkernen entfernt. Die
nachfolgend geprüften Probekörper hatten infolgedessen
eine Höhe von 40 mm. Die Abb. 5 zeigt exemplarisch
die Impulskriechkurven der Referenzvariante mit und
ohne Asphalttragschicht. In Abb. 6 sind die Impulskriech-
Dehnung ε [‰]
300
250
200
150
100
50
MT: 168 °C
PK 1 (mit Tragschicht)
ρb1: 2,371 g/cm³
PK 2 (mit Tragschicht)
ρb1: 2,371 g/cm³
PK 3 (ohne Tragschicht)
ρb1: 2,370 g/cm³
PK 4 (ohne Tragschicht)
ρb1: 2,361 g/cm³
Einaxialer Druck-Schwellversuch gemäß TP Asphalt-StB, Teil 25 B 1
Ausbauproben - AC 11 D S mit 50 % RC (Referenz)
0
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000
Belastungszyklen n [-]
Abb. 5: Impulskriechkurven mit und ohne Asphalttragschicht (Bohrkerne aus Erprobungsstrecke)
Dehnung ε [‰]
160
140
120
100
80
60
40
20
DS50 (Referenz)
MT: 168 °C
ρb: 2,366 g/cm³
Lastzyklen bis WP: 4.000
εw*: 50,54 [‰]
Einaxialer Druck-Schwellversuch gemäß TP Asphalt-StB, Teil 25 B 1
Ausbauproben
DS50 (Schaum)
MT: 142 °C
ρb: 2,341 g/cm³
Lastzyklen bis WP: 6.600
εw*: 64,49 [‰]
0
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000
Belastungszyklen n [-]
Abb. 6: Impulskriechkurven AC 11 D S mit 50 M.-% RC (Bohrkerne aus Erprobungsstrecke)
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