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Veränderung von polymermodifizierten Bitumen (PmB) nach Alterung mit dem RTFOT - und RFT-Verfahren

BASt-Bericht S 42

T. Wörner, G. Metz, Centrum Baustoffe und Materialprüfung (cbm), Lehrstuhl für Baustoffkunde und Werkstoffprüfung, Technische Universität München
103 Seiten
Erscheinungsjahr: 2005
Preis: 5,00 €

Bestellung eines gedruckten Exemplars beim Carl Schünemann Verlag GmbH

In diesem Forschungsvorhaben wurden die Auswirkungen der Alterung von PmB mit RTFOT und RFT sowie der Rückgewinnung aus Asphalt mit Trichlorethen und Toluol auf die untersuchten Eigenschaften von bis zu 17 PmB verglichen. Zudem erfolgten orientierende Versuche mit dem Langzeitalterungsverfahren LTRFT. Außerdem wurden Untersuchungen zur Bestimmung der Duktilität und Formänderungsarbeit mit dem Probekörper nach ASTM P 226 und zur Vergleichbarkeit der Alterungswirkung der RTFOT-Öfen nach DIN EN 12607-1 beziehungsweise ASTM D 2872-97 sowie des RTFOT -Ofens nach ASTM D 2872-97 bei Verwendung unterschiedlich starker Luftvolumenströme durchgeführt.

Durch die statistische Auswertung der Daten und deren Gegenüberstellung mit den Präzisionsdaten der Prüfverfahren ergaben sich folgende, innerhalb der untersuchten Randbedingungen geltende Ergebnisse:

  • Die Auswirkungen der Kurzzeitalterungsverfahren RTFOT und RFT waren praktisch gleich. Sie können daher parallel angewendet werden.
  • Eine praxisrelevante unterschiedliche Auswirkung von Trichlorethen bzw. Toluol ist nur beim Erweichungspunkt Ring und Kugel feststellbar, sofern dieser bei Rückgewinnung mit Trichlorethen höher als 72,5 °C beziehungsweise mit Toluol höher als 70,5 °C ist. Bei den anderen Werten waren die Auswirkungen der Lösemittel vergleichbar. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Rückgewinnung aus im Labor hergestelltem Mischgut erfolgte.
  • Die Alterungswirkung des LTRFT auf die Eigenschaften der drei untersuchten PmB war deutlich stärker als bei RTFOT oder RFT. Auf einige Prüfgrößen hatte der LTRFT extreme Auswirkungen, so dass die entsprechenden Versuche nicht mehr durchführbar oder die Ergebnisse nicht mehr differenzierbar waren.
  • Die Probekörper nach DIN 52013 und ASTM P 226 sind hinsichtlich der an PmB im Ausgangszustand und nach RTFOT-Alterung bestimmten Duktilitäten beziehungsweise Formänderungsarbeiten nicht vergleichbar.
  • Die Alterungswirkung der RTFOT-Öfen nach DIN EN 12607-1 beziehungsweise ASTM D 2872-97 ist vergleichbar. Gleiches gilt für die Alterungswirkung des RTFOT-Ofens nach ASTM D 2872-97 mit Luftstromdosierung bei 20 °C beziehungsweise 163 °C.

Der Originalbericht enthält als Anhänge die tabellarische und zum Teil grafische Darstellung der Einzelwerte der untersuchten Eigenschaften (ANH. 1), der Signifikanzanalysen (ANH. 2), der Clusteranalysen (ANH. 3), der Mischgutzusammensetzung des Asphaltbinders 0/16 S (ANH. 4), der Einzelwerte der Temperatursweeps im DSR (ANH. 5) sowie der Einzelergebnisse der zusätzlichen Untersuchungen (ANH. 6). Auf den Abdruck dieser Anhänge wurde in der vorliegenden Veröffentlichung verzichtet. Sie liegen bei der Bundesanstalt für Straßenwesen vor und sind dort einsehbar. Verweise auf die Anhänge im Berichtstext wurden zur Information des Lesers beibehalten.

Change of polymer-modified bitumen (PmB) by means of aging with RTFOT and RFT

In this research project were compared the aging effects of the RTFOT and RFT to the examined characteristics of PmB as well as the aging effects of the extraction of PmB with Trichlorethen and Toluol from asphalt. Besides some tests with the long-term aging procedure LTRFT were accomplished. In addition investigations took place for the determination of the ductility and the deformation energy with the specimen according to ASTM-P 226. Beyond that the aging effects of the RTFOT-ovens according to DIN EN 12607-1 and ASTM D 2872-97 were comparatively examined, as well as the aging effect of the ASTM-RTFOT-oven when using differently strong air flows. Up to 17 PmB were examined in each case.

The data were evaluated statistically and compared to the normative precisions of the testing methods. By this, the following results were received, which apply only within the examined boundary conditions:

  • The aging effects of the short time aging procedures RTFOT and RFT were practically alike. Therefore, they can be used in parallel.
  • A practically relevant different effect of Trichlorethen and/or Toluol could only be recognized with the softening point ring and ball. This applies only, if it is higher than 72,5 °C after extraction with Trichlorethen, respectively higher than 70,5° after extraction with Toluol. The effects of the solvents were comparable to the other test statistics. Herewith it has to be considered that the PmB were extracted from asphalt which was produced in the laboratory not in a mixing plant.
  • The aging effect of the LTRFT on the characteristics of the three examined PmB was clearly stronger than the aging effects of RTFOT or RFT. On some test statistics the LTRFT had extreme effects. The concerning tests were no more feasible or it was not possible to differentiate the results.
  • The specimens according to DIN 52013 and ASTM P 226 are not comparable regarding the ductility and the deformation energy. This applies for PmB in delivery condition as well as for PmB after aging with RTFOT.
  • The aging effects of the RTFOT-ovens according to DIN EN 12607-1 and ASTM D 2872-97 are practically comparable. The same applies to the differently strong air flows, related to 20 °C and 163 °C.

Appendices to the original report include a tabular and partly graphic representation of individual values related to the investigated properties (appendix 1), significance analyses (appendix 2), cluster analyses (appendix 3), composition of asphalt binding mixture 0/16 S (appendix 4), individual temperature-sweep values in DSR (appendix 5) and individual results of additional investigations (appendix 6). The appendices do not accompany this publication. They are available for viewing at the Federal Highway Research Institute. References to the appendices have been retained in the report for the reader's information.

  • Kontakt

    Bundesanstalt für Straßenwesen
    Brüderstraße 53
    51427 Bergisch Gladbach
    Info-Service
    Telefon: 02204 43-9101
    Fax: 02204 43-2550
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  • Berichte zum Download

    Die Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen stehen ab dem Jahrgang 2003 zum Teil als kostenfreier Download im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.