Bio-based rejuvenation of asphalt with high percentage of reclaimed asphalt

Univ.-Prof. Dr.-Ing. M. Wistuba, J. Grönniger, A. Alisov, Braunschweig

Im Rahmen der Wiederverwendung von Ausbauasphalt sind hohe Anteile an Asphaltgranulat eine technologische
Herausforderung, weil sich das Bitumen im Asphaltgranulat infolge Alterung verhärtet und sich in der
Folge schlechtere Gebrauchseigenschaften ergeben können. Zur Kompensation werden frische Bindemittel
oder andere Zusatzmittel als Verjüngungsmittel zugegeben. Als Methode zur zielsicheren Festlegung von
Art und Menge des Verjüngungsmittels wird das Bitumen-Typisierungs-Schnell-Verfahren empfohlen. Es
werden Untersuchungsergebnisse zur Wirkung eines biobasierten Verjüngungsmittels vorgestellt, die auf
Performance-Prüfungen zur Ansprache ausgewählter Asphalteigenschaften, sowie auf Bitumenprüfungen
am rückgewonnenen Bindemittel beruhen. Zusammenfassend lassen sich Vorteile durch die Zugabe des
biobasierten Verjüngungsmittels bezüglich Widerstand gegen Kälterissbildung, Verformungswiderstand im
hohen Temperaturbereich sowie Ermüdungswiderstand feststellen. Weiterhin kann die alterungsbedingte
Abnahme der Bitumenflexibilität kompensiert werden.

The re-use of reclaimed asphalt with high percentage of granulate is a challenge, because it leads to bitumen
hardening due to aging, resulting in poorer asphalt performance characteristics. Fresh binder or other additives
such as rejuvenators are added to compensate these negative effects. For determining the nature and amount
of additives, a simple method which is based on DSR measurements (Bitumen-Typisierungs-Schnell-Verfahren)
is recommended. Based on performance tests addressing selected asphalt properties, as well as on bitumen
tests on the recovered binder the effect of a bio-based rejuvenator was investigated. The findings show that
the addition of the bio-based rejuvenator leads to advantages regarding the resistance to cold cracking,
deformation resistance at high temperatures as well as fatigue resistance. Furthermore, bitumen hardening
due to aging can be compensated.

Application of set retarders in exposed aggregate pavement concrete

Dipl.-Ing. M. Müller, Prof. Dr.-Ing. H.-M. Ludwig, Dr.-Ing. W. Erfurt, Weimar

In den Sommermonaten treten witterungsbedingt erhöhte Betontemperaturen auf, woraus eine erheblicheVerkürzung der Verarbeitbarkeitsdauer des Betons resultieren kann. Der Einsatz von Betonverzögerern (VZ)ermöglicht eine Verlängerung der Verarbeitbarkeitsdauer des Fahrbahndeckenbetons, ohne zwangsläufig zuQualitätseinbußen zu führen. Dies kann gegebenenfalls auch durch verzögernd wirkende Betonverflüssigererreicht werden. Bei der Waschbetonbauweise ist zu berücksichtigen, dass sich eine Verzögerung des Betonsnegativ auf das Ausbürstverhalten auswirken könnte. Entscheidend dafür sind die Wechselwirkungenzwischen dem Verzögerer im Beton und dem Oberflächenverzögerer (Kombinationsmittel). Die Auswirkungeneines kombinierten Einsatzes beider Verzögerertypen auf die Herstellung von Fahrbahndecken mitWaschbetonoberfläche sind bisher ungeklärt und wurden daher im Rahmen eines Forschungsvorhabensnäher untersucht. Im Ergebnis wurde festgestellt, dass die Verwendung verzögernder Zusatzmittel auchbei der Waschbetonbauweise geeignet ist, um eine bessere bzw. längere Verarbeitbarkeit des Betons beierhöhten Temperaturen zu erreichen. Dabei muss jedoch darauf geachtet werden, dass das System Beton –Kombinationsmittel ausreichend robust ist, sodass das Ausbürstverhalten nicht beeinträchtigt wird.

At elevated concrete temperatures the placing and finishing of concrete is more difficult due to a faster rateof setting and hardening. The use of set retarders or retarding concrete plasticizers could delay the settingrate of the concrete, without necessarily impairing the quality of the pavement. For the production of concretepavements with exposed aggregate surface it has to be considered that a retardation of the concrete mightaffect the brushing process of the surface. The effects of the combined use of retarder and surface retarder onthe production process of such concrete pavements are still unresolved and were therefore investigated in aresearch project. A main focus was the timeframe for brushing the surface mortar of the concrete. The resultsof the investigations show that the application of retarding admixtures in exposed aggregate concrete is asuitable approach to achieve optimized placing conditions for concrete at elevated temperatures. However,the combination of concrete and surface retarder must possess a sufficient robustness so that the brushingprocess is not impaired.

Development of regulations for recycled building materials in three decades – Pacemaker and barriers

Dr.-Ing. G. Kohler, Duisburg
Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt-Ing (FH) H. Kurkowski, Soest

Die Entwicklung der Regelwerke für die Verwendung von Recycling-Baustoffen betrifft nun schon einen Zeitraumvon mehr als 30 Jahren. Die Regelwerke der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen haben indieser Zeit oftmals als Schrittmacher für die Umsetzung der politischen Ziele der Kreislaufwirtschaft hinsichtlich Ressourcenschonung und -effektivität gedient. Der Beitrag geht auf die Meilensteine dieser technischen Entwicklung ein und beschreibt die Hemmnisse, die durch die Regelwerke zur Umweltverträglichkeit entstandensind. Bis heute fehlen klare, bundesweit gültige und praxisgemäße Anforderungen an die Umweltverträglichkeit von RC-Baustoffen, die zum nachhaltigen Umgang mit unseren Rohstoffen und zur Fortentwicklung der Recycling-Industrie dringend benötigt werden.

The development of regulations for the use of recycled aggregates continues already for a period of more than30 years. The regulations of the German Road and Transportation Research Association (FGSV) have often servedduring this time as a pacemaker for the implementation of policy objectives for the circular flow economyin terms of resources and effectiveness. The article discusses the milestones of technical development anddescribes the obstacles that have arisen because of the regulations on environmental compatibility. To date,clear, nationwide valid and practical contemporary environmental performance requirements for recycledaggregates are missing, but nevertheless needed for the sustainable use of our resources and the furtherdevelopment of the recycling industry.

Development, experience, and note on the viscosity modifi cation of asphalt

Dipl.-Ing. V. Schäfer, Oldenburg
Dr.-Ing. V. Rosauer, Köln

Die Verwendung von viskositätsverändernden Zusätzen (VvZ) bzw. viskositätsveränderten Bindemitteln (VvB) ist primär auf die Temperaturabsenkung zur Einhaltung von Arbeitsschutzbestimmungen beim Einbau von Gussasphalt und finanzielle Einsparungen bei der Herstellung von Asphalt zurückzuführen. Während aus erstgenanntem Grund die Anwendung bei Gussasphalt seit 2007 auch im Technischen Regelwerk verankertist, fehlen geeignete Hinweise zur Anwendung im Walzasphalt. Hier bietet die Viskositätsveränderung aber ein großes Potenzial, das unter anderem von ebenfalls der Temperaturabsenkung über eine bessere Verarbeitbarkeitbis hin zur früheren Verkehrsfreigabe und Verbesserung von Gebrauchseigenschaften reicht; dies zeigen auch die aufgeführten Beispiele von der stark belasteten Autobahn, der Hafenflächenbefestigung, des Kreisverkehrsund des Einbaus in einem Tunnel. Neben den Beispielen werden wesentliche Aspekte zur Anwendung von VvZbzw. VvB und ergänzende Hinweise, insbesondere auch im Hinblick auf die bauvertragliche Umsetzung sowieihren zweckmäßigen Einsatz, gegeben

The usage of viscosity modifying additives (VvZ) or viscosity modified bitumen (VvB) traces back to thetemperature reduction in order to meet the health and safety regulations for the paving of mastic asphalt andto financial savings in the production of asphalt. While for the former reason the application in mastic asphaltis fixed in the technical regulations since 2007, suitable information and adequate notes lack concerning rollercompactedasphalt. Here, the viscosity modification offers great potential ranging amongst others also fromthe temperature reduction, a better workability up to an early opening to traffic, and an improved performance.This is also shown by the examples of a heavily trafficked and loaded motorway, a port area, the roundabout,and the laying in a tunnel. In addition to these examples, the paper gives principal points to the applicationof VvZ or VvB and supplementary information, in particular with a view to the contractual implementation aswell as their appropriate selection and use.