Auswirkungen der Extraktion von Gesteinskörnungen aus Asphalt sowie der Porosität von Gesteinen auf den PSV

Auswirkungen der Extraktion von Gesteinskörnungen aus Asphalt sowie der Porosität von Gesteinen auf den PSV

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Ziel des Vorhabens war einerseits die Klärung der Frage, welche mögliche Veränderungen der Polierresistenz von Gesteinen durch die Herstellung von Asphaltmischgut, durch die Einwirkung des Bindemittels und durch den Einfluss der Extraktion bzw. des Lösungsmittels zu erwarten sind. Andererseits sollte auch die mögliche Veränderung des PSV bei porösen Gesteinen durch Absorption des Bindemittels erfasst werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu dienen, Gesteine mit kritischen Strukturen hinsichtlich der Griffigkeit zu erkennen. Diese Untersuchungen wurden an der normgerechten Prüfkörnung 8/10 mm durchgeführt.

In ergänzenden Untersuchungen wurden unter gleich bleibenden, festgelegten Prüfbedingungen die Polierwerte an der Körnung 5/8 mm (P5/8) ermittelt. Dadurch wurde ein direkter Vergleich zu den normgemäßen PSV möglich. Außerdem wurden an drei Gesteinsarten mit unterschiedlichem PSV-Niveau (niedrig, mittel, hoch) die Polierwerte P5/8 nach Extraktion bestimmt.

Bei der Auswahl der zu untersuchenden Gesteinsarten wurde angestrebt, einen repräsentativen Querschnitt der für Asphaltdeckschichten verwendeten Gesteine zu erfassen. Insgesamt wurden 9 Gesteinsarten ausgewählt, die regelmäßiger Qualitätskontrolle unterliegen und für den Einsatz in Asphaltdeckschichten geeignet sind. Im Vergleich dazu wurde ein Kalkstein mit feinporiger Gefügestruktur mit untersucht.

An den untersuchten "frischen", unbeanspruchten Gesteinen wurden deren Polierwerte PSV und P5/8 ermittelt. Die Prüfkörnungen 8/10 mm wurden in Splittmastixasphalte eines SMA 0/10 S verwendet. Dabei wurden Asphaltreihen mit dem Bitumen 50/70 sowie mit einem PmB 45 hergestellt. Nach einer Liegezeit von rund zwei Wochen wurden die Gesteinskörnungen aus den Asphalten extrahiert und zwar jeweils mit den Lösungsmittel Trichlorethylen und Methylenchlorid. Anschließend wurden die Gesteinskörnungen poliert.
Anhand der vorliegenden Untersuchungsergebnisse kann festgestellt werden, dass die Prüftoleranz bei 10 von 11 untersuchten Gesteinen ± 2 PSV-Einheiten betrug. Bei der Elektroofenschlacke streuen die Prüfergebnisse in einem Bereich von ± 3 PSV-Einheiten. Die größere Streuung der PSV von Elektroofenschlacke ist durch ihre weitgestreckte Porosität bedingt.

Eine Tendenz zu Veränderung des Prüfwerteniveaus durch die Beanspruchung der Gesteinskörnungen im Asphalt sowie durch die Extraktion mit Lösungsmitteln war nicht festzustellen.

Die vermutete Verschiebung des Prüfwerteniveaus bei der kleineren Körnung durch eine veränderte Textur der Oberfläche des Prüfkörpers (größere Anzahl der Einzelkörner, mehr Fugen und Kornkanten) bestätigt sich hier nicht.
Die P5/8-Werte nach der Extraktion liegen ebenfalls innerhalb der Toleranz von ± 2 Einheiten wie bei den PSV. Damit bestätigt sich auch hier, dass durch die Extraktion keine Veränderung der Polierwerte zu erwarten ist.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass bei güteüberwachten Gesteinen, die standardmäßig in Asphaltdeckschichten verwendet werden, keine Änderung des PSV infolge einer Aufnahme von Bitumenkomponenten oder infolge des Lösungsmitteleinflusses bei der Extraktion zu erwarten ist.

Aus den Untersuchungsergebnissen der Polierprüfungen an der Körnung 5,6/8 mm kann geschlossen werden, dass eine Niveauverschiebung der Polierwerte an der kleineren Körnung gegenüber den Polierwerten an der Körnung 8/10 mm nicht stattfindet. Es ist davon auszugehen, dass ein im Rahmen einer Eignungsprüfung bzw. der Güteüberwachung ermittelter Polierwert PSV nach DIN EN 1097-8 auch für die nächstkleinere Splittkörnung 5,6/8 mm gelten kann, vorausgesetzt, es werden die hier verwendeten Bedingungen bei der Prüfung eingehalten.


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