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Performance-orientierte Asphaltspezifikation – Entwicklung eines praxisgerechten Prüfverfahrens zur Ansprache des Verformungswiderstandes

BASt-Bericht S 115

Michael P. Wistuba, Ivan Isailović, Technische Universität Braunschweig, Institut für Straßenwesen (ISBS)
66 Seiten
Erscheinungsjahr: 2018
Preis: 0,00 €

Dieser Bericht steht ausschließlich kostenfrei im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.

Inhalt dieses Forschungsprojekts ist die Prüfung der Verformungsstabilität von Walzasphalten für den Straßenbau. Ziel ist es, den technisch aufwendigen Triaxialversuch in ein praxistaugliches, aussagekräftiges Prüfverfahren mit vereinfachten Versuchsbedingungen zu überführen, damit dieser für Routineprüfungen angewendet werden kann.

Ein Teil des Forschungsprojekts ist der mehrlagigen Herstellung von dicken Asphaltprobeplatten mit dem Walzsektor-Verdichtungsgerät gewidmet und der geeigneten Gewinnung von zylindrischen Probekörpern aus den Platten. Ausführlich wird die Auswirkung von Verdichtungsmodus und Bohrrichtung auf das Ergebnis von Triaxialversuchen analysiert. Es wird gezeigt, dass das Herstellungs- und das Gewinnungsverfahren von Asphaltprobekörpern aus Asphaltplatten einen großen Einfluss auf das Versuchsergebnis aus zyklisch-dynamischen Laborversuchen haben können. Insbesondere für Triaxialversuche ist es daher zwingend notwendig, schlanke Probekörper in vertikaler Richtung aus dicken Asphaltplatten, hergestellt mit einem kombinierten weg-kraftgeregelten Verdichtungsregime, auszubohren.

Der Hauptteil des Forschungsprojekts hat die Entwicklung einer verbesserten Methode zur Interpretation von zyklisch-dynamischem Asphaltprüfungen zum Inhalt. Es wird die Energie, die während zyklisch-dynamischer Asphaltprüfungen dissipiert wird, in Reihenuntersuchungen systematisch ausgewertet und erweist sich dabei als sehr aussagekräftige Kenngröße zur Beschreibung der asphaltmechanischen Eigenschaften. So wird für jeden Versuchstyp aufgeschlüsselt, welche Veränderungen während der Prüfung im Baustoff stattfinden und welche Schädigungen vorhanden sind (Ermüdung oder plastische Verformung, oder beide).

Anhand der neuen Auswertemethode mit Hilfe der dissipierten Energie werden im abschließenden Teil des Forschungsprojekts unterschiedliche Prüfverfahren zur Ansprache des Verformungsverhaltens vergleichend analysiert und Empfehlungen für die Laborpraxis abgeleitet. Als Alternative zum technisch aufwendigen Triaxialversuch wird demzufolge als praxistaugliches Laborprüfverfahren der Stempeleindringversuch mit Stützring empfohlen, da er qualitativ ähnliche Ergebnisse liefert.

Performance-oriented asphalt specification - Development of a practical proce-dure addressing resistance to permanent deformation

In this research project the question is raised, if the assessment of the resistance to permanent deformation of asphalt mixtures can be addressed - as a first approximation - in a less complex manner, compared to the conventional cyclic compression test with confining pressure (usually called Triaxial Test). As a result, a practical test method is recommended that is based on a simplified cyclic penetration test for assessing the resistance to permanent deformation at high temperatures. During the test, a steel stamp is cyclically agitated in compressive loading mode, while the test specimen is mounted in a supporting steel ring, which completely encloses the asphalt test specimen during testing.

The first part of the research project is devoted to the production of homogeneous multi-layered thick asphalt slabs using the rolling sector compactor. The effect of compaction mode and drilling direction on the result of triaxial tests is analyzed. The test results show that the production and the drilling process of cylindrical asphalt samples from asphalt slabs can significantly influence the results of cyclic laboratory tests. For Triaxial Test it is recommended to drill the test samples in the vertical direction of thick asphalt slabs, prepared in rolling sector compactor using combined displacement-force-controlled compaction regime.

The second part of the research project is a systematic study for finding an improved method for analysis and interpretation of cyclic laboratory tests. The dissipated energy concept was identified to be a powerful tool for the interpretation of cyclic performance tests on asphalt mixtures. For different types of tests performed, changes in material behavior can clearly be assessed and it can be distinguished between material failure due to fatigue, permanent deformation, or to both. Based on dissipated energy evaluation, the Triaxial Test and the cyclic penetration test show similar results.

  • Kontakt

    Bundesanstalt für Straßenwesen
    Brüderstraße 53
    51427 Bergisch Gladbach
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    Telefon: 02204 43-9101
    Fax: 02204 43-2550
    info@bast.de

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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.