Bestimmung des Erwärmungsverhaltens von Asphalt durch künstliche Bestimmung des Erwärmungsverhaltens von Asphalt durch künstliche Wärmebestrahlungen zur Einschätzung des Verformungswiderstandes Dr.-Ing. Leyla Chakar (M.Eng.) INSTITUT FÜR STRASSEN UND EISENBAHNWESEN (ISE) INSTITUT FÜR STRASSEN- UND EISENBAHNWESEN (ISE) KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Großforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu
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Bestimmung des Erwärmungsverhaltens von Asphalt durch künstlicheBestimmung des Erwärmungsverhaltens von Asphalt durch künstliche Wärmebestrahlungen zur Einschätzung des Verformungswiderstandes
Dr.-Ing. Leyla Chakar (M.Eng.)
INSTITUT FÜR STRASSEN UND EISENBAHNWESEN (ISE)
g y ( g )
INSTITUT FÜR STRASSEN- UND EISENBAHNWESEN (ISE)
KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg undnationales Großforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu
Verfahren nach VON STOSCH (1968)( )
Ziel: Ermittlung des Zusammenhangs zwischen Verformungswiderstand g g gund Aufhellungsgrad durch Wärmebestrahlungen
Institut für Straßen- und Eisenbahnwesen (ISE)2 10.12.2009 Dr.-Ing. Leyla Chakar (M.Eng.) – Dresdner Asphalttage 2009
Verfahren nach ROSSBERG (2000) ( )
Ziel: Einfluss der thermischen Eigenschaften von Gesteinskörnungen und die g gHelligkeit der jeweiligen Asphalte auf deren Erwärmungsverhalten
Institut für Straßen- und Eisenbahnwesen (ISE)3 10.12.2009 Dr.-Ing. Leyla Chakar (M.Eng.) – Dresdner Asphalttage 2009
Vorgehensweiseg
Verformungswiderstand Temperaturverhalten
DSV bei 40, 50 und 60°CDSV bei 50°C Temperaturzuständeinnerhalb der MPK
Oberflächen-temperatur
Verformungswiderstand unter Berücksichtigung desKonventionelle Verformungswiderstand unter Berücksichtigung des thermischen Verhaltens ("mittlere Dehnungsrate")
Konventionelle Methode
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Untersuchungsasphalteg p
Zusammensetzung und Nomenklatur Splittmastixasphalt 11 S
Bindemittel:PmB 45
Füller:Kalksteinmehl
0/0,09
Sand:Edelbrechsand
0/2
GrobeGesteinskörnungen
2/5 5/8 8/11
stabilisierenderZusatz:Viatop,
EOS Moräne
p
2/5 5/8 8/11
KornklasseAsphalt-varianten
MMM M M M
EMM E M M
MEM M E M
EEM E E M
MME M M EVerhältnisse der Kornklassen im SMA
2/5 5/8 8/11
EME M E M
MEE M E E
2/5 mm 5/8 mm 8/11 mm
1 : 2 : 4
Institut für Straßen- und Eisenbahnwesen (ISE)5 10.12.2009 Dr.-Ing. Leyla Chakar (M.Eng.) – Dresdner Asphalttage 2009
EEE E E E
Abstufung der Helligkeit der Asphaltvarianteng g p
MMM EMM MEM EEMMMM EMM MEM EEM
MME EME MEE EEE
Institut für Straßen- und Eisenbahnwesen (ISE)6 10.12.2009 Dr.-Ing. Leyla Chakar (M.Eng.) – Dresdner Asphalttage 2009
Modifizierte Versuchseinrichtung mit Ultra-Vitalux-Lampen und Asphaltprobenp p p
Institut für Straßen- und Eisenbahnwesen (ISE)12 10.12.2009 Dr.-Ing. Leyla Chakar (M.Eng.) – Dresdner Asphalttage 2009
Lastimpulsanzahl [-]
Verformungswiderstandg
24,0
16,0
20,0
14,6 15,1
Temperatur 40°CTemperatur 50°CTemperatur 60°C
Prüftemperatur [°C]
12,012,3
10,2
14,6
10,3
1)
4,0
8,05,8 4,7
3,5
4,5
3,12,1
5,0
1 7
6,3
1,8
4,1
1)
2)
MMM EMM MEM EEM MME EME MEE EEE0,0
1,1 1,0 1,2 0,9 0,7 0,8 0,71,7
0,7
Steigender EOS-Anteil MMM EEE
Bewertungshintergrund für Dehnungsraten bei der Prüftemperatur 50 °C
g
1) Für Nutzungsdauern der Bauklasse SV und I von mindestens 10 Jahren < 9 ‰/10.000n
Institut für Straßen- und Eisenbahnwesen (ISE)13 10.12.2009 Dr.-Ing. Leyla Chakar (M.Eng.) – Dresdner Asphalttage 2009
2) Für Nutzungsdauern der Bauklasse SV und I von mindestens 20 Jahren < 5 ‰/10.000n
Zusammenwirken des Mineralstoffgerüsts und des thermischen Verhaltens auf den Verformungswiderstandg
Temperatur (blau) [°C] bzw. Dehnungsrate (rot) [Promille/10.000*n]
05
10
0 10 20 30 40 50 60 70 80
maßgebender Bereich
15202530e
[mm
]
Temperatur MMMDehnungsrate MMMT EEE30
35404550
Tief
e Temperatur EEEDehnungsrate EEE
tempCtemptemp )b(ha temp(h) +⋅=epsb
eps tempa (temp)*e ⋅=
505560
Mittlere Dehnungsrate =20
dh)temp(20h
0h
*∫=
=
ε
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20
Mittlere Dehnungsraten der Asphaltvarianten bei den festgelegten Temperaturzuständeng g p
Referenztemperatur 60 °C Referenztemperatur 70 °C
4 00
5,00
000n
]
]
3,993,77 3,49
3,00
4,00
te [P
rom
ille/
10.
]
]
]
]
2,66
3,21
2 112,29
2,00
re D
ehnu
ngsr
at
0,911,05 1,01 0,92 0,83 0,75 0,82
]
]
]
1,59
2,11
MMM EMM MEM EEM MME EME MEE EEE0,00
1,00
mitt
ler
]] ]
]]
]
]]
0,58,
MMM EMM MEM EEM MME EME MEE EEEMMM EMM MEM EEM MME EME MEE EEEAsphaltvariante
MMM EMM MEM EEM MME EME MEE EEEAsphaltvariante
Institut für Straßen- und Eisenbahnwesen (ISE)15 10.12.2009 Dr.-Ing. Leyla Chakar (M.Eng.) – Dresdner Asphalttage 2009
Zusammenfassungg
- Oberflächentemperatur:Reduzierung bei SMA 0/11 S mit EOS durch Aufhellung mitReduzierung bei SMA 0/11 S mit EOS durch Aufhellung mit Moräne
- Verformungswiderstand unter Berücksichtigung des thermischen Verhaltens: Verbesserung bei den Varianten mit EOS in denVerhaltens: Verbesserung bei den Varianten mit EOS in den groben Kornklassen
Fazit: Realitätsnähere Einschätzung des Verfomungswiderstandes
E f hl B ü k i hti d th i h V h ltEmpfehlung: Berücksichtigung des thermischen Verhaltens bei der Erstellung von erweiterten Erstprüfungen
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