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Detailergebnis zu DOK-Nr. 82741

Optimierung von Verfahren zur Prüfung von Füller-Bitumen-Gemischen mit dem Dynamischen Scherrheometer

Autoren	M.P. Wistuba J. Büchner S. Trifunovic
Sachgebiete	9.0 Allgemeines, Prüfverfahren, Probenahme, Güteüberwachung 9.1 Bitumen, Asphalt

Bremen: Fachverlag NW im Carl Schünemann Verlag, 2025, 167 S., zahlr. B, T, Q, Anhang (Berichte der Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt), Straßenbau; S 227). - ISBN 978-3-95606-894-2. – Online unter: https://bast.opus.hbz-nrw.de

Das Forschungsprojekt FE 07.0317 befasste sich mit der umfassenden rheologischen Charakterisierung und Differenzierung von Füller-Bitumen-Gemischen (Mastix) im Dynamischen Scherrheometer (DSR). Dabei wurden unterschiedliche Prüfmethoden zur Ansprache von temperaturabhängigen viskoelastischen Eigenschaften, Verformungsverhalten, Ermüdungsverhalten und Tieftemperaturverhalten identifiziert, erprobt, weiterentwickelt und validiert. Die im Projekt verwendeten Materialien umfassen 11 unterschiedliche, bautechnisch relevante Bitumen sowie 15 unterschiedliche bautechnisch relevante Füller. Aus den Komponenten wurden diverse Mastixvarianten hergestellt, wobei aus dem Füller nur die Korngröße = 0,063 mm berücksichtigt wurde. Die Mastixherstellung wurde unter Variation der Verfahrensparameter systematisch erprobt, um ein geeignetes und zuverlässiges Mischverfahren festzulegen. Im Projektverlauf wurde ein maximales Füller-Bitumen-Verhältnis von 3 als labor-technische Anwendungsgrenze für die zuverlässige Herstellung und Prüfung von Mastix festgestellt. Aus der nationalen und internationalen Literatur wurden die vielversprechendsten Prüfverfahren zur Mastixansprache im DSR ausgewählt, umfangreich erprobt und hinsichtlich ihrer Tauglichkeit bewertet. Die nachfolgenden ausgewählten und weiterentwickelten Prüfmethoden wurden anschließend anhand von 82 Mastixvarianten validiert. Die Prüfverfahren haben eine Wiederholpräzision im Bereich von 10 bis 15 % (mit einer statistischen Sicherheit von 95 %) und eine Vergleichpräzision im Bereich von 15 bis 30 % (mit einer statistischen Sicherheit von 95 %). Sie entsprechen damit der typischen Prüfpräzision von rheologischen Prüfverfahren. Die Durchführung von Ermüdungsprüfungen von Mastix im DSR ist insgesamt kritisch zu sehen. Es gibt eine große Variabilität von möglichen Prüfparametern, die einen maßgeblichen Einfluss auf die Prüfergebnisse haben. Es ist unklar, ob Deformationsregelung oder Spannungsregelung das tatsächliche Materialverhalten besser abbildet und welche Regelung sich besser für eine (plausible) Differenzierung unterschiedlicher Mastixvarianten eignet. Darüber hinaus existiert ein maßgeblicher Einfluss aus den Gerätekonstruktionen von unterschiedlichen Rheometern, sodass Ergebnisse nicht miteinander vergleichbar und damit nicht für eine geräteübergreifende Charakterisierung geeignet sind.