Dimensionierungsrelevante Eingangsgrößen für Asphaltbefestigungen: Fid-Bau Portal

Dimensionierungsrelevante Eingangsgrößen für Asphaltbefestigungen

Wellner, Frohmut / Lipke, Sebastian / Werkmeister, Sabine / Kayser, Sascha / Patzak, Jörg

Ziel dieses Forschungsprojektes war die Ermittlung von dimensionierungsrelevanten Eingangsgrößen für Asphaltbefestigungen im Rahmen einer analytischen Dimensionierung. Dabei bildeten die Ergebnisse von Versuchen zur Bestimmung des E-Moduls und des Ermüdungsverhaltens (Spaltzugschwellversuche und Vierpunkt-Biegeprüfungen) die Grundlage für die Untersuchungen. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Asphaltkomponenten wie Bindemittel (Normalbitumen und polymermodifiziertes Bitumen (PmB)) und Gestein sowie deren Kombination (Gemischrezepturen) eines Asphalttragschicht (ATS) Gemisches untersucht. Die Ergebnisse der Versuche wurden in eine im Rahmen des Forschungsvorhabens erstellte Materialdatenbank eingegeben. Abschließend sind zur Abschätzung der Auswirkungen der ermittelten Unterschiede auf das Verhalten der Befestigungen Berechnungen mit dem Dimensionierungsprogramm PaDesTo durchgeführt worden. Zusammenfassend kann im Ergebnis des Forschungsprojektes festgestellt werden, dass für die untersuchten ATS-Gemische die Eigenschaften des Bindemittels Bitumen wesentlichen Einfluss auf das Ermüdungsverhalten der Asphalte hatten. Es konnte festgestellt werden, dass die ATS-Gemische mit PmB eine höhere Ermüdungsresistenz im Vergleich zu den ATS-Gemischen mit Normalbitumen aufweisen. Weiterhin zeigte sich ein geringer Einfluss des verwendeten Gesteins; demgegenüber hat der Bindemittelgehalt eine wesentlich deutlichere Auswirkung auf die Ermüdungsresistenz. Insbesondere kann die Provenienz der Bindemittel sehr deutlichen Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit der Asphaltgemische haben. Aus diesem Grund war es nur im Rahmen einer rechnerischen Dimensionierung in Verbindung mit geeigneten performanceorientierten Laborversuchen möglich, das mechanische Verhalten der Asphaltgemische zu erfassen und die Befestigungen entsprechend zu dimensionieren.

The aim of this research project determine the relevant design input parameters for asphalt pavements within the framework of an analytical design process. The studies were based on tests for the determination of the E-modulus and the fatigue behaviour (Indirect-Tensile-Test and Four- Point Bending Beam Test)Forthis purpose, different asphalt components such as binders (normalbitumen and polymer-modified bitumen (PmB)) and mineral aggregates or as well as rock combinations of these (mixdesign) of an asphalt base course mix were examined. The test results were recorded in a material data bank which was created within the framework of the research project. In conclusion, calculations with the pavement design software PaDesTo were carried out for assessing the impact of the determined differences on the performance of asphalt pavements In summary, based on the results of this research project, it can be stated that the binder properties of the tested asphalt mixes have a significant influence on the fatigue behaviour of asphalt mixes. It could be detected that asphalt base-course-mixes with polymer-modified bitumen (PmB) show a significant higher resistance against fatigue than the base-course-mixes with normal-bitumen. Furthermore, only a slight impact of the mineral aggregates used was shown. In contrast, the binder content has a significant higher impact on the fatigue resistance. Particularly the origin of the binder can have a significant high impact on the fatigue resistance of the tested asphalt mixes as well. For this reason it was only possible to assess the mechanical behaviour of the asphalt mixes and to appropriately design asphalt pavement structures within the framework of an analytic design process in combination with suitable performance-orientated laboratory tests.