Jahresabonnement hier bestellen

Bewertung des Ermüdungsverhaltens von Straßenbaubitumen

Evaluation of Fatigue Behavior of Road Bitumen

B. Sc. J. Schrader, Dipl.-Ing. A. Alisov, Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. M. P. Wistuba, Braunschweig

Ein wesentliches Kriterium für die Lebensdauer von Asphaltbefestigungen ist die Ermüdungsbeständigkeit. Es ist
davon auszugehen, dass diese in großem Maße vom verwendeten Bitumen abhängt. Zur Untersuchung der
Ermüdungseigenschaften von Bitumen können andauernde Oszillationsmessungen im dynamischen Scherrheometer
(DSR) bis zum Versagen der Probe eingesetzt werden. Die Ansprache der Ermüdungseigenschaften ist dabei
stark von den Prüfparametern (insbesondere Temperatur und Belastungsgröße) abhängig. Um die Eignung von
Prüfparametern zu beurteilen, wird eine Bewertungsmethodik präsentiert. Diese berücksichtigt die Formänderung
der Hystereseschleifen während der Ermüdungsprüfung und gibt Aufschluss über die Wirksamkeit der Prüfparameter
zur Ansprache der Ermüdungseigenschaften. Die Bewertungsmethodik wird anschließend verwendet, um
für ähnliche Straßenbaubitumen gleichwertige Prüfbedingungen zu ermitteln, die zum einen eine gute Ansprache
der Ermüdungseigenschaften sicherstellen und zum anderen eine Vergleichbarkeit der Prüfergebnisse ermöglichen.
Abschließend werden die Ermüdungsprüfungen ähnlicher Straßenbaubitumen unter gleichwertigen Prüfbedingungen
mit verschiedenen Ermüdungskriterien ausgewertet und die Ermüdungswiderstände miteinander verglichen.

A major criterion for the durability of asphalt pavements is fatigue resistance. Fatigue deterioration depends to
a large extent on the bitumen used as a binder in the asphalt mixture. Continuous oscillatory measurements in
the dynamic shear rheometer (DSR) until failure of the sample can be used to investigate the fatigue properties
of bitumen. However, to properly address the fatigue properties the test needs to be carried out under suitable
test parameters (especially temperature and load amplitude). Therefore, an evaluation methodology is presented
in order to evaluate the selected test parameters. This methodology is based on the change of the shape of the
hysteresis loops during fatigue testing and provides information on the effectiveness of the test parameters regarding
the assessment of fatigue properties. The evaluation methodology is then used to determine equivalent
test conditions for similar bitumen samples to ensure on the one hand the comparability of the fatigue properties
and on the other hand proper assessment of fatigue properties. Finally, the fatigue tests of similar road bitumen
under equivalent test conditions are evaluated with different fatigue criteria and the fatigue resistances are
compared to one another.

Eignungskriterien für auftauende Streumittel im Winterdienst

Suitability Criteria of De-icing Agents for Road Winter Maintenance

Ass. Prof. Dipl.-Ing. Dr. Bernhard Hofko, Prof. Ass. Dipl.-Ing. D. Steiner, Univ. Lektor Dipl.-Ing. Dr. M. Hoffmann, A-Wien
wHR Dipl.-Ing. J. Neuhold, A-St. Pölten

Für die in Österreich eingesetzten auftauenden Streumittel, Natriumchlorid und in Sonderfällen auch Calciumchloridund Magnesiumchlorid, bestehen langjährige Erfahrungen zur Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit. Für viele neu auf den Markt kommende Produkte ist dies hingegen nicht der Fall. Nachdem der Markt an auftauenden Streumitteln in den letzten Jahren vielfältiger geworden ist, entsteht die Notwendigkeit, auftauende Streumittel standardisiert zu prüfen und zu bewerten, um auch in Zukunft einen verkehrssicheren und wirtschaftlich effizienten Winterdienst auf Straßen sicherzustellen. In einem kürzlich abgeschlossenen Forschungsprojekt wurden standardisierte Prüfungen entwickelt, mit denen die technische Eignung von festen und flüssigen auftauenden Streumitteln unter Laborbedingungen ermittelt werden kann. Diese Prüfungen umfassen die Ermittlungdes Gefrierpunktverlaufs, der Tauleistung und der Rieselfähigkeit. Durch Bestimmung dieser Kennwerte an häufig eingesetzten auftauenden Streumitteln konnte ein Bewertungssystem geschaffen werden. Mit diesem ist es möglich, sowohl bestehende als auch neu auf den Markt kommende Streumittel in Bezug auf ihre technische Eignung zu begutachten. Zudem wurden Grundlagen geschaffen, die eine Beschreibung der Wirtschaftlichkeitvon Streumitteln auf Basis der entwickelten Laborprüfungen ermöglichen.

In Austria, sodium chloride, calcium chloride and magnesium chloride are widely used de-icing agents for roadwinter maintenance. For these materials, extensive experience in terms of de-icing performance and economicefficiency has been acquired over the last decades. However, with numerous new products entering the marketin recent years, there is neither practical experience nor have there been consistent decision criteria. For thisreason, standardized test methods are necessary in order to evaluate established and emerging products, thusensuring economic, efficient and safe winter road maintenance in the future. In a recently completed researchproject, standardized test methods have been developed. The technical performance of liquid and solid de-icingagents can be determined under laboratory conditions. Tests for determining freezing point, de-icing performance(mass of melted ice per unit of time) and pourability are carried out. On the basis of the test results it was possibleto define an assessment background. New products can be classified by employing this tool. Further, aframework for the economic evaluation of de-icing agents was created.

Entwicklung zum präventiven Winterdienst – Räumen vor Schneefall und Salzen vor Glatteisbildung?

The move towards preventive winter maintenance: clearing before snowfall and spreading salt before ice develops?

R. Hofer, T. Leuzinger, CH-Sissach

Heutige Verkehrsteilnehmende erwarten eine jederzeit sichere und ständig verfügbare Hochleistungsstraße – auch
im Winter. Der integrale Ansatz mit den Elementen Technologie, Logistik, Einsatz, und Verkehrsmanagement scheint
Erfolg versprechend zu sein. Mit der neuzeitigen Flüssigstreuung wird Sole mit einer Fahrgeschwindigkeit von bis zu
80 km/h auf die Straße gesprüht. Dieser präventive Einsatz ist vor dem Ereignis und auch unter starkem Verkehr ohne
Behinderung möglich. Das Management der Logistikkette von Auftaumitteln wird nicht mehr auf einen durchschnittlichen
Winterbedarf, sondern auf die Durchhaltefähigkeit von mehreren Tagen ausgerichtet. Das Einsatzmanagement
ist das zentrale Steuerungselement. Mit modernsten Modellen wird eine ständige Wetterbeobachtung sichergestellt.
Dies erlaubt einen Führungsrhythmus «72–24–3/1» Stunden im Voraus (Ressourcen anpassen – Einsatz vorbereiten
– Einsatzleiter/Chauffeure aufbieten). Die übergeordnete Führung der Einsätze erfolgt durch eine Betriebsleitzentrale,
die 250 bis 500 km Autobahn betreut. Mit dem Verkehrsmanagement wird erreicht, dass die Verkehrsteilnehmenden
sich präventiv auf die besonderen Umstände einstellen können. Mittels Auswertungen werden die Maßnahmen
für die ständige Verbesserung initialisiert. Mit dem Ansatz «Präventiver Winterdienst» können die Straßenbetreiber
den hohen Anforderungen heutiger Verkehrssteilnehmenden auch im Winter wieder gerecht werden.

Today's road users expect high-performance roads that are safe and open to traffic 24/7 all year round — and that
means throughout the winter too. The integrated approach to winter maintenance, which involves technology, logistics,
deployment, and traffic management, seems promising. The modern practice of spreading liquid melting
agent sees salt brine being applied to the road surface at speeds of up to 80 km per hour. Here, preventive deployment
is possible before the road gets icy and in heavy traffic. Moreover, it does not impede traffic. Management of the
logistics chain for de-icing agents is no longer based on the average need for the winter season but on keeping
traffic moving for several days. Deployment management is the key steering element. Using state-of-the-art models,
the weather is monitored around the clock. This allows for a management rhythm '72–24–3/1' hours in advance
(adapt resources, prepare deployment, make director of operations/drivers available). The overarching management
of deployment is assumed by an operation control centre that is responsible for a 250–500-km stretch of motorway.
Thanks to traffic management, road users can take preventive action to adapt to the exceptional circumstances.
Analyses are used to trigger continuous improvement measures. With the 'preventive winter maintenance' approach,
road operators can meet the high expectations of today's road users all year round — even in winter.