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Abschätzung der performanceorientierten Eigenschaften von Mastix-Gemischen mit dem DSR

Influence of the Filler on the Performance Properties of Mastics

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. F. Wellner; M. Rochlani; G. Canon Falla, M. Sc.; Dr.-Ing. habil. S. Leischner, Dresden
Dr.-Ing. D. Wang, CN-Harbin und Aachen

Ein Großteil der Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet des Straßenbaus wurde in den vorangegangenen Jahren der Entwicklung und Validierung performanceorientierter Versuchsmethoden gewidmet. Besonderes Augenmerk lag hierbei auf der Untersuchung des Steifigkeits- und Ermüdungsverhaltens von Asphaltgemischen sowie deren Komponenten, um für die rechnerische Dimensionierung von Straßenbefestigungen notwendige Eingangsparameter realitätsnah zu erfassen. Der vorliegende Beitrag zeigt ausgewählte Ergebnisse eines Laborversuchsprogramms mit dem Schwerpunkt der Beschreibung des mechanischen Verhaltens von Mastix-Gemischen, sowohl ungealtert als auch gealtert, sowie hergestellt mit gleichem Basisbitumen und vier verschiedenen Füllersorten. Das Ziel der Untersuchungen bestand insbesondere darin, den Einfluss der einzelnen Füllervarianten auf die rheologischen Eigenschaften der jeweiligen Mastix-Gemischphasen zu ermitteln und, basierend auf maßgebenden Eigenschaften der Mastix-Gemischphasen, den geeignetsten Füller bei Einbeziehung des vorab ausgewählten Basisbitumens auszuwählen. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Durchführung von Laborversuchen mittels DSR (Dynamic Shear Rheometer), vornehmlich von Frequenz-Sweep-, MSCR- und Ermüdungsversuchen sowie Versuchen zur Erfassung des Tieftemperaturverhaltens der einzelnen Mastix-Gemische.

A large part of pavement research in the previous years has been dedicated to develop and validate performance-related testing methods in order to characterize the stiffness and fatigue performance of asphalt mixtures as input to mechanistic design methodologies. The present paper shows a laboratory-testing programme used to compare the rheological behaviour of different Mastix-Gemisch using the same base bitumen, but with four different fillers. The chief purpose is to identify the influence of  the filler on the rheological properties and hence different tests were undertaken on the mastic scale. These include the frequency sweeps, fatigue performance, low temperature performance, and MSCR tests. All tests were performed using a DSR (Dynamic Shear Rheometer). Selected tests were repeated on the aged mastic samples. The results of the tests could be used to select the optimum filler for a bitumen based on the design-relevant properties of the mastics.

 

 

 

 

Eine neue Generation: Fortschreibung des Regelwerkes Asphalt – Aktueller Stand

A new generation: updating regulations relating to asphalt Current status

Prof. Dr.-Ing. H.-H. Weßelborg, Münster

Die derzeitigen Fassungen der Technischen Lieferbedingungen für Asphaltmischgut für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen (TL Asphalt-StB 07/13) und der Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt (ZTV Asphalt-StB 07/13) basieren inhaltlich weitgehend noch auf den ZTV Asphalt-StB 01. Im Rahmen dieses Beitrages wird über die Arbeit des Arbeitskreises „Neufassung Vertragsbedingungen“ (AK 7.1.1) der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e. V. (FGSV) berichtet, der sich seit April 2015 mit einer inhaltlichen Überarbeitung der genannten Regelwerke befasst. Neben einer kurzen Darstellung der bisher diskutierten thematischen Änderungen und Ergänzungen aus dem Geltungsbereich der ZTV Asphalt-StB werden verschiedene Themenbereiche (Überarbeitung der Tabelle 1 der ZTV Asphalt-StB; formale und inhaltliche Gestaltung von Eignungsnachweisen; Lieferung von Asphalt aus
mehreren Asphaltmischwerken; konstruktive Ausbildung von Nähten; Abzugsregelung bei nicht ausreichendem Schichtenverbund sowie Durchführung von Kontrollprüfungen) exemplarisch vorgestellt.

The content of the valid versions of the Technical Delivery Terms for Asphalt Mixture used in the Construction of Traffic Area Pavements (TL Asphalt-StB 07/13) and the Additional Technical Conditions of Contract and Directives for the Construction of Asphalt Traffic Area Pavements (ZTV Asphalt-StB 07/13) is still largely based on ZTV Asphalt-StB 01. This paper will give an update on the work of Working Group AK 7.1.1 (New Version of the Terms of the Contract) at Germany's Road and Transportation Research Association (FGSV), which has been working on a revision of the content of the above-mentioned regulations since April 2015. It begins with a brief overview of the thematic changes and additions relating to the field of application of ZTV Asphalt-StB that have been discussed so far and will, by way of example, present various relevant subject areas (the revision of Table 1 in ZTV Asphalt-StB; the format and content of certificates of suitability; the delivery of asphalt from several asphalt mixing plants; the design and construction of seams; the rule regarding the financial penalties applied in the event of insufficient layer adhesion, and the performance of check tests).

 

 

Der Ländliche Wegebau

Rural Pathways

Prof. Dr.-Ing. H. Lorenzl, Lübeck

Ländliche Wege werden heute multifunktional genutzt. Sie sind sowohl für die Land- und Forstwirtschaft als auch für die allgemeine Erschließung der ländlichen Räume und ihrer Ortschaften von essenzieller Bedeutung. Die Anforderungen an Ländliche Wege und Wegenetze steigen seit vielen Jahrzehnten. In regelmäßigen Abständen sind die zugehörigen Regelwerke über die Planungsaspekte und Entwurfsgrundsätze Ländlicher Wege zu prüfen, zu ergänzen oder auch neu aufzustellen. So sind die Richtlinien für die Anlage und Dimensionierung Ländlicher Wege (RLW 2016 Teil 1) der Deutschen Gesellschaft für Wasserbau, Abwasser und Abfallwirtschaft e. V. (DWA) überarbeitet worden. Der Bau Ländlicher Wege weist einige Besonderheiten auf, die bislang in den allgemeinen Regelwerken des Straßenbaus nicht abgebildet waren. Mit den Technischen Lieferbedingungen für Gesteinskörnungen, Baustoffe, Baustoffgemische und Bauprodukte für den Bau Ländlicher Wege (TL LW 16) und den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau Ländlicher Wege (ZTV LW 16) ist diese Lücke für die im Ländlichen Wegebau verwendeten Standardbauweisen nun geschlossen. Der Beitrag soll dazu dienen, die besonderen Erfordernisse bei der Planung, der Dimensionierung und beim Bau von Ländlichen Wegen zu veranschaulichen und herauszustellen. Es werden außerdem anhand verschiedener Beispiele die besonderen Erfordernisse beim Bau Ländlicher Wege aufgezeigt.

Rural pathways are now used multifunctional. They are essential for agriculture and forestry as well as for the general development of rural areas and their localities. The conditions on rural pathways and path networks increase since decades. On a regular basis, the regulations over planning aspects and design principles for rural ways have to be proved, added or renewed. So RLW 2016 part 1 is completed. The construction of rural roads has some peculiarities that were previously not shown in the general rules of road construction. With TL LW 16 and ZTV LW 16 this gap is now closed for the standard construction used in Rural Roads. The purpose of the following contribution is to illustrate and highlight the specific needs of planning, design and building rural pathways. In addition, the specific requirements for the construction of rural pathways will be shown by means of various examples.

Dem Bindemittel auf der Spur: Prüfsystematik zur Identifizierung der Bitumenart und der verwendeten Modifizierungsmittel

The binder’s identity: System for the identification of kind and modification of bituminous binders

Dr.-Ing. M. Gehrke, Essen
Dr.-Ing. S. Weigel, Berlin

Im Asphaltstraßenbau kommen seit vielen Jahren modifizierte Bitumen zum Einsatz. Diese werden aufgrund der Liegezeit zunehmend wieder ausgebaut und müssen daher für die weitere Verwendung schnell und zuverlässig charakterisiert werden. Dies ist durch den Erweichungspunkt Ring und Kugel selbst unter Einbeziehung der zeitlichen Entwicklung des Bindemittelsacks nur bedingt möglich, da vor allem zwischen Straßenbaubitumen und polymermodifizierten Bitumen keine scharfe Unterscheidung gegeben ist. Mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) können wachsmodifizierte Bitumen eindeutig identifiziert werden. Andere Modifizierungsarten sind hiermit jedoch nicht festzustellen. Das Dynamische Scherrheometer (DSR) und die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR-Spektroskopie) ermöglichen dagegen beide eine schnelle und zuverlässige Identifizierung der in Deutschland üblichen Modifizierungsarten. Dabei ist die Spezifität der Ergebnisse bei der FTIR-Spektroskopie größer, während anhand der Kennwerte des DSR unmittelbar eine Bewertung des Bindemittels für die weitere Verwendung des Ausbauasphalts gegeben ist.

In asphalt road construction, modified bitumen were used since many years. Due to the service life, these modified asphalt pavements need to be removed. To reuse the asphalts efficiently, these asphalts and their modifications have to be characterized fast and reliable. For this characterization, softening point ring and ball is not appropriate. Even though the deformation of the binder varies for different modifications, especially the differentiation between straight run bitumen and polymer-modified bitumen is problematic. Using Differential Scanning Calorimetry (DSC), wax-modified bitumen can be identified clearly, whereby this method is not appropriate for other modifications. However, the Dynamic Shear Rheometer (DSR) and the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR spectroscopy) allow a fast and reliable identification of the commonly used modifications. Thereby, the FTIR spectroscopy provides a better specifity, while the DSR parameters can be used to evaluate the binders immediately for a reuse as reclaimed asphalt pavement.

Digitale Standards für Daten aus Kontrollprüfungen und Eignungsnachweisen als ein Beitrag für BIM im Straßenbau

Digital standards for data from control tests and verifi kation of suitability as a contribution for BIM in road construction

TRDir Dipl.-Ing. S. Kübler, Bonn

Grundlage für einen Ausbau der Digitalisierung im Straßenbau ist die Schaffung und Verwendung von standardisierten Datenmodellen und Datenformaten zur Datenerzeugung und zum Datenaustausch. Ohne diese technischen Grundlagen kann die Philosophie einer medienbruchfreien Verwendung von Informationen im Lebenszyklus der Straße nicht umgesetzt werden und für die Etablierung von Building Information Modelling (BIM) im Straßenwesen fehlt eine wesentliche Grundlage. Zur Erzeugung und Weiterverarbeitung von Prüfdaten aus Kontrollprüfungen und Eignungsnachweisen der Asphaltbauweise wurde auf Basis des Objektkatalogs für das Straßen- und Verkehrswesen (OKSTRA) ein Fachdatenmodell für Ergebnisse aus Prüfungen in der Bauphase entwickelt und realisiert. Zudem stehen herstellerneutrale und lizenzkostenfrei nutzbare Werkzeuge zur Verfügung, mit denen das Prüfdaten-Management erfolgen soll. Es ist vorgesehen, zukünftig die Prüfergebnisse, die im Rahmen  der Bauausführung ermittelt werden, digital zu erzeugen und weiterzuverarbeiten. Hierfür wurden die relevanten Informationen identifiziert und erstmals als ein bundesweit nutzbares und standardisiertes Datenmodell umgesetzt. Das BMVI wird zukünftig für Baumaßnahmen an den Bundesfernstraßen die Nutzung von digitalen Kontrollprüfergebnissen und Eignungsnachweisen als Standardanwendung vorsehen.

The basis for expanding digitization in road construction is the creation and use of standardized data models and data formats for generation and replacement. Without these technical foundations, the philosophy of non-disruptive use of information in the life cycle of the road cannot be implemented, and the establishment of Building Information Modelling (BIM) in the road system lacks an essential foundation. For the production and further processing of test data from control tests and proof of suitability of the asphalt construction method, a technical data model for results from tests in the construction phase was developed and implemented on the basis of the Object Catalogue for Road and Transportation Systems (OKSTRA). In addition, vendor-neutral and licence-free tools are available with which test data management is to take place. It is planned to digitally generate and process the test results that will be determined in the course of the construction work in the future. For this purpose, the relevant information was identified and implemented for the first time as a nationwide usable and standardized data model. In the future, the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure will provide for the use of digital control test results and proof of suitability as a standard application.