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Vorteile von hochmodifiziertem Bitumen PmB HiM- Bindemittel für spezielle Anforderungen
Hr. Siegfried Kammerer
OMV Refining & Marketing GmbH
VI MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA ŚLĄSKIE FORUM DROGOWNICTWA 24.04.2018 - 26.04.2018
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Inhalt
VI MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA ŚLĄSKIE FORUM DROGOWNICTWA, 24.04.2018 - 26.04.2018 OMV Refining & Marketing, Siegfried Kammerer
- Stand der Normung für modifizierte Bitumen
- Grenzen für die Modifizierung (PmB)
- Prüfung von modifiziertem Bitumen
- DSR, MSCRT und BBR
- Prüfung von Asphaltmischgut
- Gebrauchsverhaltenorientiert (RVS 08.16.06)
- Berechnung zulässigen Normlastwechsel und der
strukturellen Lebensdauer (RVS 03.08.68)
- Zusammenfassung
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Stand der Normung - PmB
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Stand der Normung - PmB
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Stand der Normung - PmB
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Stand der Normung - PmB
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Stand der Normung - PmB
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- Elastische Rückstellung von polymermodifizierten Bitumen:
Der Probekörper wird auf 20 cm gestreckt, der Faden abgeschnitten und
nach 30 min die Länge gemessen. Das Verhältnis zwischen Auszugslänge
und der Länge zwischen den Halbfäden in % wird als elastische
Rückformung angegeben.
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Stand der Normung - PmB
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Stand der Normung - PmB
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Stand der Normung - PmB
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- Erweichungspunkt Ring und Kugel:
Zwei Stahlkugeln sinken 25 mm in
einem Flüssigkeitsbad bei
kontrollierter Erwärmung von 5 Grad
Celsius pro Minute durch eine
Bitumenschichten die in geschulterte
Ringe gefüllt ist.
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Stand der Normung - PmB
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Prüfung von modifizierten Bindemitteln
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Prüfung von modifizierten Bindemitteln
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Simple tests can and should be used for simple binders i.e.
Normal paving grades and Hard grade bitumen's.
The introduction of more complex tests for simple binders
should not be considered unless they provide substantial
improvement versus today.
Needle penetration is a suitable test for all types of binders, but
the interpretation of ring and ball softening point is different for
paving grade and hard paving grades than for PmB.
eurobitume – Data Collection in May 2009
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Prüfung von modifizieren Bindemitteln
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More complex binders require more tests.
Dynamic Shear Rheometer (DSR) equipment offers the
possibility to replace several traditional test methods for PMB,
e.g. ring and ball softening point, or dynamic viscosity at 60°C,
but parameters and limits still need to be agreed on.
DSR also offers opportunities for testing simple binders, but this
is not the recommended route as simple tests are satisfactory.
eurobitume – Data Collection in May 2009
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Prüfung von modifizieren Bindemitteln
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January 2012
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Prüfung von modifizieren Bindemitteln
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eurobitume – Position Pager in January 2012
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Prüfung von modifizieren Bindemitteln
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DSR entsprechend EN 14770:2012
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Bitumen 70/100 nach RTFOT:
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DSR entsprechend EN 14770:2012
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Bitumen 70/100 und PmB 45/80-65 nach RTFOT:
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DSR entsprechend EN 14770:2012
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PmB 45/80-65 und PmB HiM nach RTFOT:
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DSR entsprechend EN 14770:2012
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Vergleich der Bitumensorten nach RTFOT:
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Prüfung von modifizieren Bindemitteln
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Prüfung von modifizieren Bindemitteln
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MSCRT entsprechend ON EN 16659:2016 Bei 0,1 kPa; 1,6 kPa und 3,2 kPa
Prüftemperatur: 60 Grad Celsius
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MSCRT entsprechend EN 16659:2016
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0,1 kPa 1,6 kPa 3,2 kPa
Bitumen 70/100 nach RTFOT:
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MSCRT entsprechend EN 16659:2016
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Bitumen 70/100 nach RTFOT:
MSCRT-Prüfung im DSR bei 60°C nach RTFOT Einheit Ergebnis
Prozentuelle Erholung bei 0,1 kPa (R0,1 kPa) % 0,75
Prozentuelle Erholung bei 1,6 kPa (R1,6 kPa) % 0,00
Prozentuelle Erholung bei 3,2 kPa (R3,2 kPa) % -0,44
Nicht rückverformbarer Anteil bei 0,1 kPa (Jnr0,1 kPa) 1/kPa 3,22
Nicht rückverformbarer Anteil bei 1,6 kPa (Jnr1,6 kPa) 1/kPa 3,31
Nicht rückverformbarer Anteil bei 3,2 kPa (Jnr3,2 kPa) 1/kPa 3,39
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MSCRT entsprechend EN 16659:2016
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PmB 45/80-65 nach RTFOT:
0,1 kPa 1,6 kPa 3,2 kPa
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MSCRT entsprechend EN 16659:2016
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PmB 45/80-65 nach RTFOT:
MSCRT-Prüfung im DSR bei 60°C nach RTFOT Einheit Ergebnis
Prozentuelle Erholung bei 0,1 kPa (R0,1 kPa) % 85,04
Prozentuelle Erholung bei 1,6 kPa (R1,6 kPa) % 84,88
Prozentuelle Erholung bei 3,2 kPa (R3,2 kPa) % 87,57
Nicht rückverformbarer Anteil bei 0,1 kPa (Jnr0,1 kPa) 1/kPa 0,06
Nicht rückverformbarer Anteil bei 1,6 kPa (Jnr1,6 kPa) 1/kPa 0,06
Nicht rückverformbarer Anteil bei 3,2 kPa (Jnr3,2 kPa) 1/kPa 0,05
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MSCRT entsprechend EN 16659:2016
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PmB HiM nach RTFOT:
0,1 kPa 1,6 kPa 3,2 kPa
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MSCRT entsprechend EN 16659:2016
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PmB HiM nach RTFOT:
MSCRT-Prüfung im DSR bei 60°C nach RTFOT Einheit Ergebnis
Prozentuelle Erholung bei 0,1 kPa (R0,1 kPa) % 96,32
Prozentuelle Erholung bei 1,6 kPa (R1,6 kPa) % 96,32
Prozentuelle Erholung bei 3,2 kPa (R3,2 kPa) % 97,34
Nicht rückverformbarer Anteil bei 0,1 kPa (Jnr0,1 kPa) 1/kPa 0,02
Nicht rückverformbarer Anteil bei 1,6 kPa (Jnr1,6 kPa) 1/kPa 0,02
Nicht rückverformbarer Anteil bei 3,2 kPa (Jnr3,2 kPa) 1/kPa 0,01
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MSCRT entsprechend EN 16659:2016
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Vergleich zwischen Bitumen 70/100 und PmB HiM:
0,1 kPa 1,6 kPa 3,2 kPa
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MSCRT entsprechend EN 16659:2016
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Vergleich zwischen PmB 45/80-65 und PmB HiM:
0,1 kPa 1,6 kPa 3,2 kPa
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Prüfung von modifizieren Bindemitteln
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Prüfung von modifizieren Bindemitteln
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- Biegebalkenrheometer (BBR):
Die Durchbiegung am Mittelpunkt des
Probekörpers wird über die Zeit
gemessen. Die Steifigkeit wird aus der
Biegespannung und Biegeverformung
berechnet.
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BBR entsprechend EN 14771:2012
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Bitumen 70/100 nach PAV:
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BBR entsprechend EN 14771:2012
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PmB 45/80-65 nach PAV:
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BBR entsprechend EN 14771:2012
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PmB HiM nach PAV:
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GVO - Asphaltprüfungen
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Gebrauchsverhaltenorientierte Prüfungen
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Abkühlversuche entsprechend ON EN 12697-46:
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Gebrauchsverhaltenorientierte Prüfungen
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TCCT (Druckschwellversuche) entsprechend ON EN 12697-25:
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Gebrauchsverhaltenorientierte Prüfungen
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TCCT (Druckschwellversuche) entsprechend ON EN 12697-25:
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Gebrauchsverhaltenorientierte Prüfungen
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TCCT (Druckschwellversuche) entsprechend ON EN 12697-25:
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Gebrauchsverhaltenorientierte Prüfungen
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RVS 03.08.68 - Rechnerische Dimensionierung
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Berechnung strukturellen Lebensdauer
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Berechnung strukturellen Lebensdauer
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Wiener Modell: Berechnung Asphaltsteifigkeit
• Volumetrische Kenngrößen Asphalt
• Bitumensteifigkeit G* bei maßgeblicher
Temperatur & Belastungsfrequenz
• Dynamische Steifigkeit Smix
als Eingangsgröße in Bemessung
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Nzul
=k
1(T )
F( e6
)×
E* (T, f )
sV
æ
æçç
ö
æ÷÷
k2( T )
Wiener Modell
Spannungsberechnung
numerisches Modell
Ermüdungsparameter
Anforderungswert
Widerstand gegen Ermüdung
Ermittlung der zulässigen Lastwechsel bis zum strukturellen Versagen
Zulässige Lastwechsel
Bemessungsmodell: Ermüdungskriterium
Berechnung strukturellen Lebensdauer
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Berechnung strukturellen Lebensdauer
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Berechnung strukturellen Lebensdauer
Deckschicht:
AC 11 deck 70/100
AC 11 deck PmB 45/80-65
Binderschicht
AC 22 trag 70/100
AC 22 binder PmB 25/55-65
AC 22 binder PmB 45/80-65
AC 22 binder PmB 45/80 RC mit 20% RC
Tragschicht
AC 32 trag 70/100
AC 32 binder PmB 45/80-65
AC 32 binder PmB 45/80 RC mit 20% RC
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Berechnung strukturellen Lebensdauer
0 5 10 15 20 25 30 35
Modellasphalt
Vatiante I
Vatiante IIIa
Vatiante IVa
Vatiante IVb
Vatiante IVc
Vatiante V
NLWzul [Mio.]
Zulässige Lastwechsel für die Oberbauvarianten der LK10
3,5 cm AC 11 deck PmB HiM
8,5 cm AC 22 binder PmB HiM
11 cm AC 32 binder PmB HiM
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Berechnung strukturellen Lebensdauer
0 10 20 30 40 50 60
Modellasphalt
Vatiante I
Vatiante IIIa
Vatiante IVa
Vatiante IVb
Vatiante IVc
Vatiante V
berechnete Lebensdauer [a]
Strukturelle Lebensdauer für die Oberbauvariante der LK10 (Mittlerer
Zuwachsfaktor Schwerverkehr z = 0%)
3,5 cm AC 11 deck PmB HiM
8,5 cm AC 22 binder PmB HiM
11 cm AC 32 binder PmB HiM
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Zusammenfassung
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- Einfache Prüfungen für „einfache“ Bitumen -
Straßenbaubitumen
- Komplexe Prüfungen für modifizierte Sorten - PmB
- Unterscheidungsmöglichkeit dieser Produkte durch:
- DSR, BBR und MSCRT
- Ergebnisse der Bitumenprüfungen für Dimensionierungen
- Gebrauchsverhaltenorientierte Asphaltprüfungen als
Grundlage für die Berechnung der strukturellen Lebensdauer
- Differenzierung der Produkte mittels dynamischer Tests und
Möglichkeit zur Kostenreduktion (LCI)
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Fragen? siegfried.kammerer@omv.com
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