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Die säulenchromatographische Analyse von Bitumen: Präzisierung der Methode

Column chromatography of bitumen: Improvement of the methody

Dr.-Ing. S. Weigel, Berlin; Dr.-Ing. V. Hirsch, Bergisch Gladbach; Dr.-Ing. H. Herb, Karlsruhe; Dipl.-Lab.-Chem. S. Sielaff, Bergisch Gladbach; Dr.-Ing. M. Gehrke, Essen; Prof. Dr. rer. nat. D. Stephan, Berlin

Bitumen ist ein komplexes organisches Bindemittel aus einer Vielzahl verschiedener Verbindungen, die sich zur Beschreibung der chemischen Zusammensetzung zu Fraktionen zusammenfassen lassen. Zur Bestimmung dieser Fraktionen eignet sich eine säulenchromatographische Analyse des Bitumens, deren Durchführung und Präzision derzeit jedoch noch nicht in den Regelwerken verankert ist. Aus diesem Grund erfolgte eine erste, orientierende Vergleichsuntersuchung zur Säulenchromatographie, in der eine detaillierte Arbeitsanweisung zur Abtrennung der Asphaltene und zur Auftrennung der Maltenphase in die Fraktionen der gesättigten Kohlenwasserstoffe, der Mono-, Di- und Polyaromaten und der polaren aromatischen Verbindungen (Erdölharze) erfolgte. Mithilfe dieser Arbeitsanweisung konnte eine grundlegend zufriedenstellende Präzision der ermittelten Fraktionsgehalte erreicht werden, die sich für alle Fraktionen in einer Wiederholpräzision von < 2 M.-% und für den überwiegenden Teil der Fraktionen in einer Vergleichspräzision von < 7 M.-% zeigte. Für die Vergleichspräzision der gesättigten Kohlenwasserstoffe und der polaren aromatischen Verbindungen wurde hingegen eine geringere Präzision erreicht, weshalb für diese eine weitere Optimierung angestrebt werden sollte.

Bitumen is a complex organic binder composed of a huge number of different compounds. However, this huge number of compounds can be summarized as fractions. For the determination of these fractions, the column chromatography can be used. Until now the performance and the accuracy of this method are not embedded in the actual standards. For this reason, a first orienting round robin test concerning the column chromatography was carried out including the development of a work instruction for the separation of the asphaltenes and the fractionation of the maltene phase into the saturates, the mono-, di- and polyaromatics and the polar aromatic compounds (resins). A satisfactory accuracy could be achieved for the described procedure. The repeatability of all fractions was < 2 wt%, meanwhile the reproducibility for almost all fractions assumed a value < 7 wt%. Only for the fractions of the saturates and the polar aromatic compounds, a higher value was assumed. Therefore, further optimizations of the work instruction are necessary for these two fractions.

 

 

 

 

Downcycling, Recycling, Upcycling? Alternative Verwendungsmöglichkeiten für Asphaltgranulat

Downcycling, Recycling, Upcycling? Alternative use for Reclaimed Asphalt Pavement (RAP)

Dipl-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. H. Schmidt, Köln

Die Wiederverwendung von Ausbauasphalt wird seit den 80er-Jahren des vorigen Jahrhunderts mit großem Erfolg betrieben. Da die Asphaltgranulat-Verwertungsquoten bei der Herstellung von Heißasphaltmischgut aber niedriger sind als die Mengen des ausgebauten Asphaltes, kann es zu einem Anwachsen der Asphaltgranulat-Halden und ggf. zu Annahmeengpässen für den Ausbauasphalt an Asphaltmischanlagen kommen. Dies kann vor allem dann eintreten, wenn sich das Verhältnis der Baumaßnahmen weiter von Neubau hin zu den Erhaltungsmaßnahmen verschiebt. Da solche Effekte schon regional und temporär zu beobachten waren, stellt sich die Frage, ob es weitere Alternativen zur „klassischen“ Wiederverwendung für eine Verwertung von Ausbauasphalt gibt, welche den Anforderungen an die Nachhaltigkeit gerecht werden.

Recycling of asphalt has been used with great success since the 1980s of the previous century. Because the RAP utilization rate in the production of hot mix asphalt is lower than the amount of expanded asphalt, the stocks of RAP at the asphalt plants are growing. This leads to bottlenecks for the acception of these materials at the asphalt plants. This effect is especially given when the ratio of new road construction switches more to maintenance measures. Since such effects could be already observed regional and temporary, the question comes up if there are alternative ways to the „classic“ use of RAP, which also meet the requirements for sustainability.

Stand der Technik – Aktuelle Grindingtechnologie

State of the art – technology of diamond grinding

Dipl.-Ing. T. Alte-Teigeler, Oberpframmern

Grinding wird seit über 40 Jahren zur Bearbeitung von Betonoberflächen eingesetzt. Die Maschinentechnik hat sich in dieser Zeit stetig weiterentwickelt. Während früher mit kleinen Geräten, kurzen Grindingwellen und geringer Motorenleistung gearbeitet wurde, werden heute Maschinen eingesetzt, die mit 6 m Länge, über 600 PS, einem Gewicht von 16 t und Grindingwellen mit einer Breite von bis zu 1,45 m einen deutlichen Fortschritt erkennen lassen. Hierdurch wurde sowohl die Leistung als auch die Qualität gesteigert. Das Endergebnis hängt stark von der zum Einsatz kommenden Maschinentechnik ab. Insbesondere ist auf korrekte Nutzung geeigneter Steuerungseinrichtungen für Höheneinstellung und Richtungssteuerung zu achten. Direkte Anforderungen an die Maschinen werden in den einschlägigen Regelwerken derzeit jedoch nicht gemacht. Auch für das Endergebnis der Oberflächenbearbeitung sind bisher nur wenige Anforderungswerte festgelegt. Umso wichtiger ist es, dass in den Ausschreibungen direkt die gewünschten Ergebnisse genau beschrieben werden. So können der Einsatz leistungsfähiger Maschinen und eine qualitativ hochwertige Arbeitsausführung sichergestellt werden.

Since more than 40 years grinding is used to treat surfaces of concrete pavements. During that time the machine technology was developing continuously. While in former days the use of small machines with short grinding shafts and little power was common, nowadays machinery with 6 m in length, more than 600 HP, a weight of 16 tons and grinding shafts of up to 1.45 m are the state of the art and show the progress made. Hereby the performance as well as the quality increased. The final results are heavily dependent on the used equipment. Particularly, the correct use of appropriate control systems for level adjustments and guidance is from utmost importance. In the relevant regulations up to now there are no specific requirements concerning the machinery. Furthermore, there are little specifications on the final result of the surface treatment. All the more important is to describe the expected final results as accurate as possible within the tender. By doing so it can be assured that the execution is done with powerful machinery and the work finally shows high qualities.

Qualifine – Beurteilung der Qualität feiner Gesteinskörnungen für Asphalt

Qualifine – Evaluation of the quality of fine aggregates for asphalt

Dr.-Ing. H. Kugler, A-Trumau, Dr.-Ing. T. Wörner, Dipl.-Geol. Dr. rer. nat. E. Westiner, Dipl.-Geol. Dr. rer. nat. S. Neidinger; München
Dr. F. Röthlisberger, CH-Dompierre; Ao. Univ.-Prof. i. R. Mag. Dr. F. Ottner, A-Wien

Der Qualität von feinen Gesteinskörnungen (< 2 mm) im Anwendungsbereich Asphalt wird lediglich eine untergeordnete Bedeutung zugewiesen, eine Prüfung erfolgt derzeit nur über das Methylenblau (MBF)- sowie das Sandäquivalent (SE (10))-Verfahren. Für beide Verfahren werden in absehbarer Zeit auf europäischer Ebene Kategorien definiert werden, denen auf nationaler Ebene Qualitäten zugeordnet werden müssen. Daher wurden das MBF- und SE-Verfahren sowie alternativ das Schüttelabrieb-Verfahren hinsichtlich ihrer Aussagekraft evaluiert. Dazu wurden sowohl definierte künstliche als auch 35 natürliche Mineralgemenge herangezogen und im Hinblick auf mineralogische Zusammenhänge ausgewertet. Das SE (10)-Verfahren hat sich als ungeeignet erwiesen, weil es nicht sensitiv gegenüber quellbaren Tonmineralen ist. Der MBF-Versuch weist eine unbefriedigende Wertespreizung auf, ist aber zur Erfassung schädlicher quellfähiger Tonminerale geeignet und kann daher als einfacher Vorversuch verwendet werden, um ganz sicher geeignete Materialien (MBF-Wert ≤ 2 g/kg) oder ganz sicher ungeeignete Materialien (MBF-Wert > 10 g/kg) zu identifizieren. Der Schüttelabrieb stellt durch seinen Performance-Charakter den geeignetsten Versuch zur Bewertung der Qualität von feinen Gesteinskörnungen dar und sollte daher auf europäischer Ebene ggf. unter Beibehaltung der bewährten bayerischen Grenzwerte genormt werden. Ergänzende mineralogisch-petrographische Analysen werden empfohlen, um das Verhalten zu verifizieren und zu erklären.

The quality of fine aggregates (< 2 mm) in the asphalt application area is of only secondary importance, characterized by the methylene blue (MBF)- and the sand equivalent (SE (10))-test. For both tests categories at European standardization level will be defined in the foreseeable future, and as a consequence quality classifications have to be related to these categories on national levels. Therefore, MBF- and SE (10)-test together with the shaking abrasion test as a promising alternative were evaluated regarding their explanatory power. For that purpose defined pure phases of minerals as well as 35 natural fine aggregates were used for mineralogical correlations and to generate specific evaluation backgrounds. The SE-test should in future be deleted from European standardization, because it is not sensitive enough for harmful contents of swelling clay minerals. MBF-test showed an unsatisfactory low range of values for most materials, but turned out to be appropriate to detect harmful contents of swelling clay minerals. Therefore, MBF should be used as simple preliminary test to identify materials that are definitely suitable (MBF value ≤ 2 g/kg) or definitely unsuitable (MBF value > 10 g/kg). Due to its performance-like character, the shaking abrasion test represents the most appropriate procedure, if MBF does not allow a clear result. The shaking abrasion test should be standardized in Europe keeping the time-tested limiting values of Bavaria/Germany. Mineralogical-petrographic quality classifications are recommended in addition to verify and explain the results.

Beitrag von PIARC zur weltweiten Verbreitung des Road Asset Managements

Contribution of PIARC to the worldwide dissemination of Road Asset Management

LMR a. D. Dr.-Ing. T. Linder, München

Der Welt-Straßenverband (World Road Association) PIARC ist eine Non-Profit-Organisation und gleichzeitig die mit Abstand größte im Straßenwesen agierende Vereinigung. Der Artikel fasst das Wichtigste über die Ziele und die aktuelle organisatorische Struktur von PIARC zusammen. In den letzten Jahren hat PIARC daran gearbeitet, die neue Disziplin Asset Management weiterzuentwickeln und zu verbreiten. Das Technische Komitee Asset Management koordiniert die Aktivitäten auf diesem Gebiet und veröffentlicht verschiedene Berichte und weitere Publikationen zu diesem Thema. Um die Straßenbauverwaltungen zu unterstützen, hat PIARC das Asset Management Manual verfasst und auf seiner Website bereitgestellt. Die Arbeitsgruppe Dissemination and Education hat die Grundlagen für die Vorbereitung und Durchführung der Trainings zum Thema Asset Management erarbeitet und in einem Bericht dokumentiert. Im aktuellen strategischen Plan hat PIARC die Entwicklung eines Leitfadens zur Implementierung des Standards ISO 55001 Asset Management System in den Straßenbauverwaltungen vorgesehen.

The World Road Association PIARC is a non-profit organization and by far the largest association operating in the road sector. The article summarizes the most important facts about PIARC's mission and current organizational structure. In recent years, PIARC has worked to develop and disseminate the new discipline of Asset Management. The Technical Committee Asset Management coordinates the activities in this field and publishes various reports and other publications on this topic. In order to support the road authorities, PIARC has published and made available on its website the Asset Management Manual. The working group Dissemination and Education has developed the basics for the preparation and implementation of an educational course on Asset Management and documented it in a final report. In the current strategic plan, PIARC has planned the development of a guide for the implementation of the ISO 55001 Asset Management System standard in the Road Administration.