VSVI - Seminar 27. März 2008 Die neue TP - Asphalt · 4 Technische Prüfvorschriften für Asphalt...

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VSVI - Seminar 27. März 2008

Die neue TP - Asphalt

Nordlabor GmbH für bautechnische Prüfungen

Flensburger Straße 1525421 Pinneberg

Dipl.-Ing. Kerstin SchindlerE-mail: [email protected]

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Gliederung:

I. Allgemeines

II. Änderungen bei den empirischenPrüfverfahren nach TP Asphalt-StB

III. Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer Prüfnorm

IV. Ausblick: fundamentale Anforderungen

Forschungsgesellschaft für Straßen-und Verkehrswesen

Arbeitsgruppe Asphaltstraßen

Technische Prüfvorschriften für Asphalt im Straßenbau

TP Asphalt-StB 07

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I. Allgemeines

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Technische Prüfvorschriften für Asphalt im Straßenbau TP Asphalt-StB 07

zusätzlich:

Umsetzung der DIN EN 12697 in ein nationales Regelwerk

DIN EN 12697 Teil x

TP Asphalt-StBTeil x

Teil 0: Vorbemerkungen und Gliederung (TP A-0)

Ausgabe 2007

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TP Asphalt-StB 07

Teil 0: Vorbemerkungen und Gliederung (TP A-0)(Bearbeitungsstand 27.11.2007)

Gliederung der Technischen Prüfvorschriften Asphalt

DIN ENUmsetzung in die TP A:

25 Teile fertig / in Bearbeitung3 Teile folgen später

DIN ENBisher nicht für eine Umsetzung in die TP Avorgesehen:

14 Teile derzeit außen vor

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TP Asphalt-StB 07



DIN EN TPA Prüfung12697-1 1 Bindemittelgehalt12697-2 2 Korngrößenverteilung12697-3 3 Rückgewinnung Bindemittel – Rotationsverdampfer12697-5 5 Rohdichte Asphalt12697-6 6 Raumdichte von Asphalt-Probekörpern12697-8 8 Volumetrische Kennwerte von Asphalt-Probekörpern

und Verdichtungsgrad12697-10 10 Verdichtbarkeit von Walzasphalt mit Hilfe des Marshall-Verfahrens12697-11 11 Haftverhalten zwischen Gestein und Bitumen12697-12 12 Wasserempfindlichkeit von Asphalt-Probekörpern12697-13 13 Mischguttemperatur12697-14 14 Wassergehalt

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TP Asphalt-StB 07



DIN EN TPA Prüfung12697-17 17 Kornverlust von Probekörpern aus OPA12697-18 18 Ablaufen von Bindemittel aus SMA und OPA12697-19 19 Durchlässigkeit von Asphalt-Probekörpern12697-20 20 Eindringtiefe an Gussasphaltwürfeln12697-22 22 Spurbildungsversuch12697-23 23 Indirekte Zugfestigkeit von Asphaltprobekörpern12697-27 27 Probenahme12697-28 28 Vorbereitung von Proben12697-29 29 Maße von Asphalt-Probekörpern12697-30 30 Herstellung von Asphalt-Probekörpern mit dem Marshall-

Verdichtungsgerät

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TP Asphalt-StB 07



DIN EN TPA Prüfung12697-33 33 Herstellung von Asphalt-Probeplatten mit dem Walzsektor-

Verdichtungsgerät12697-34 34 Marshall-Stabilität und -Fließwert12697-35 35 Asphaltmischgut im Laboratorium12697-42 42 Fremdstoffgehalt im Asphaltgranulat

Später folgen:12697-24 24 Beständigkeit gegen Ermüdung12697-25 25 Verformungswiderstand bei Wärme mit Druckschwellversuch

25A Teil A: Dyn. SEV an Gussasphalt25B Teil B: Druckschwellversuch an Walzasphalt

12697-26 26 Steifigkeit

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TP Asphalt-StB 07


5. Gliederung der Technischen Prüfvorschriften Asph alt

DIN EN TPA Prüfung12697-4 4 Rückgewinnung des Bindemittels mit der Fraktionierkolonne12697-7 7 Raumdichte von Asphalt-Probekörpern mit Gamma-Strahlen12697-15 15 Entmischungsneigung12697-16 16 Abrieb durch Spikereifen12697-21 21 Stempeleindringversuch an Asphalt-Probeplatten12697-31 31 Herstellung Asphalt-Probekörper mit Gyrator-Verd.gerät12697-32 32 Herstellung Asphalt-Probekörper mit Vibrations- Verd.gerät12697-36 36 Dicke von Fahrbahnbefestigungen aus Asphalt12697-38 38 Prüfeinrichtung und Kalibrierung12697-39 39 Bindemittelgehalt - Thermoanalyse12697-40 40 Durchlässigkeit in situ12697-41 41 Widerstand gegen chemische Auftaumittel12697-43 43 Treibstoffbeständigkeit

Nicht für die Umsetzung vorgesehen sind:

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II. Änderungen bei den empirischen Prüfverfahren

nach TP Asphalt-StB

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Bindemittelgehalt

TP Asphalt Teil 01

• Verfahrensprinzip wie bisher

• Heiß- und Kaltextraktion, automatische Geräte (Waschtrommel, Siebturm)

• Lösemittel (Trichlorethen, Toluol)

• Löslicher Bindemittelgehalt(Differenz- oder Rückgewinnungs-verfahren)

• UnlöslichesBunl = 0,014 ·F + 0,1 [M.-%]

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• Änderungen bei den Siebweiten

45,0

31,5

22,4

16,0

11,2

8,0

5,0

2,0

0,71

0,25

0,09

45,0

31,5

22,4

16,0

11,2

8,0

5,6

2,0

1,0

0,25

0,125

0,063

22/32

16/22

11/16

8/11

5/8

2/5

1/2

0,25/1,0

0,125/0,25

0,063/0,125

0/0,63

32/45

grobe Gesteins-körnung

feine Gesteins-körnung

Füller

bisher DIN 1996-14

TP AsphaltTeil 02

Kornklasse Bereich

Korngrößenverteilung

13

Bindemittelrückgewinnung

TP Asphalt Teil 03


• 1l Kolben, nur Ölbad, (75±15) U/min

• Höchstdauer

für Extraktion und Rückgewinnung max. 20 Stundenfür Destillationsvorgang max. 2 Stunden

• Temperatur, Druck

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Erste Phase Zweite Phase

Art des Lösemittels

Siede-punkt

[°C]

Trichlorethen 87,0

Toluol 110,6

Temperatur

T1

[°C]

90

110

Druck

P1

[hPa]

400

400

Temperatur

T2

[°C]

160

160

Druck

P2

[hPa]

20

20

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Rohdichte

• Prüfflüssigkeit Wasser• Verfahrensprinzip wie bisher• Druck, Zeit

innerhalb 30 min auf 30 hPa (bisher: 20)Aufrechterhaltung 15 min (bisher: 30)

• Berechnung des Ergebnisses ohneKorrekturfaktor

TP Asphalt Teil 05

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Raumdichte

TP Asphalt Teil 06• Verfahrensprinzipien wie bisher• 3 Verfahren A Tauchwägung

B WassersättigungTauchwägungAbtupfen

D Ausmessen

Anwendungsgrenzen Verfahren Raumdichte nach DIN EN 13108-20

Vmax ca. 0 Vol.-%

Vmax≤ 7 Vol. %

Vmax≥ 10 Vol. %

A ρbd MA

B ρbssd AC D, AC B, AC TD, SMA

D ρbdim AC T, PA

(7 Vol.-% < Vmax < 10 Vol.-% C Paraffinieren)

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Herstellung von Marshall-Probekörpern

TP Asphalt Teil 30


• Verdichtungstemperaturenviskositätsabhängig(DIN EN 12697-30)

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Bitumensorte nach der DIN EN 12591

Verdichtungstemperatur [°C]

20/30 180 ± 5

30/45 175 ± 5

50/70 150 ± 5

70/100 145 ± 5

160/220 135 ± 5

Polymermodifizierte Bitumen nach der

DIN EN 14023


10/40-65 (PmB 25) 175 ± 5

25/55-55 (PmB 45) 150 ± 5

45/80-50 (PmB 65) 150 ± 5

120/200-40 (PmB 130) 135 ± 5

40/100-65 (PmB H) 150 ± 5

Festgelegte Verdichtungstemperaturen:

wegen der Unsicherheit über die Auswirkung auf die Raumdichte

wie bisher

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III. Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer Prüfnorm

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Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer Norm

Herstellung von Probekörpern• TP A-33: Walzsektor-Verdichtungsgerät

Prüfverfahren• TP A-22: Spurbildungsversuch• TP A-25: Dynamischer Eindringversuch an Gussasphalt• TP A-23: Indirekte Zugfestigkeit von Asphalt-Probekörpern• TP A-12: Wasserempfindlichkeit von Asphalt-Probekörpern• TP A-17: Kornverlust von Probekörpern aus Offenporigem Asphalt• TP A-11: Haftverhalten zwischen Gestein und Bitumen• TP A-10: Verdichtbarkeit von Walzasphalt mit Hilfe von

Marshall-Probekörpern

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Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer NormTP A-33: Walzsektor-Verdichtungsgerät

© Fa.Freundl

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Asphaltmischgut • Laboratoriumsprobe, hergestellt gemäß TP A-35• Probe aus Asphaltmischanlage, gemäß TP A-27 entnommen und

gemäß TP A-28 wiedererwärmt

Verdichtung• Vorverdichtung• Hauptverdichtung

Neu:VerdichtungstemperaturenÜberprüfung des Verdichtungserfolges• Plattendicke (Spannweite max. 7,5 % des Mittelwertes)• Verdichtungsgrad: 99 – 101 %

Entspricht weitestgehend der ALP A-StB, Teil 11

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Bitumensorte nach der DIN EN 12591


20/30 180 ± 5

30/45 175 ± 5

50/70 150 ± 5

70/100 145 ± 5

160/220 135 ± 5

Polymermodifizierte Bitumen nach der

DIN EN 14023


10/40-65 (PmB 25) 175 ± 5

25/55-55 (PmB 45) 150 ± 5

45/80-50 (PmB 65) 150 ± 5

120/200-40 (PmB 130) 135 ± 5

40/100-65 (PmB H) 150 ± 5

Festgelegte Verdichtungstemperaturen:

zur Zeit noch in Diskussion

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Verdichtungsverfahren:

Vorverdichtung (weggeregelt, 0,5 s Pause je Übergan g)• weggeregelt bis 2,6 kN Höchstlast (-0,5 mm je Übergang)• 5 Übergänge bei konstanter Höhe• +0,5 mm je Übergang Entfernen der Last

Hauptverdichtung (kraftgeregelt, 1,0 s Pause je Übe rgang)• Glätten: 15 Übergänge, 0,52 kN• Verdichten: 15 Übergänge, gleichm. Laststeigerung auf 19,5 kN• Entlasten: 15 Übergänge bei gleichm. Reduzierung der Last

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Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer NormTP A-22: Spurbildungsversuch

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„ALT“ „NEU“ Merkmal TP A-StB, Teil:

Spurbildungsversuch TP A-22

Spurbildungsversuch

Prüftemperatur 50±1 °C 60±1 °C

Temperiermedium Wasser Luft

Prüfräder V2A - Stahl Vollgummibereiftes Edelstahlrad

Durchmesser [mm] 203,5 ± 1 203 ± 2

Breite [mm] 47,0 ± 0,02 50 ± 5

Stahlform Probe

≥ (360 x 300 mm) 320 x 260 mm

≥ (360 x 260 mm) 320 x 260 mm

Messwerterfassung Genauigkeit: 0,01 mm Genauigkeit: 0,2 mm

Bezeichnung 20.000 Überrollungen

10.000 Zyklen

(1 Zyklus = 2 Überrollungen)

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Versuchsergebnisse:

• Absolute Spurrinnentiefe RDLuft (0,1 mm)• Proportionale Spurrinnentiefe PRDLuft (auf Plattendicke bezogen, 0,1 %)• Spurbildungsrate WTSLuft (auf 1000 Zyklen bezogen

zwischen 5000 und 10000)

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Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer NormTP A-25A: Dynamischer Stempeleindringversuch an Gussasp halt

© TU BS© TU BS

30

Spa

nnun

g

Zeit

1 s´ 1 s

Belastungsschema nachDIN EN 12697

Belastungsschema nach„alter TP“

31

Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer NormTP A-25A: Dynamischer Stempeleindringversuch an Gussasp halt

„ALT“ „NEU“

Merkmal TP A-StB, Teil: Dynamischer

Eindringversuch

TP A-25: Dynamischer

Eindringversuch

Spannungsform Haversine Blockimpuls

Unterspannung Oberspannung

0,08 0,35

0,01 0,10

Abbruchkriterium 2.500 3.600

Ergebnisdarstellung ETdyn [mm] εn [%]

ggf: Kriechrate fc

Kriechzahl En

Derzeit in der DiskussionZiel:Gleiche Prüfbedingungenwie in der „alten“ TP A-StB

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Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer NormTP A-23: Indirekte Zugfestigkeit von Asphalt-Probekörp ern

Zug-bruch

Verformungs-bruch

Kombinations-bruch

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Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer NormTP A-23: Indirekte Zugfestigkeit von Asphalt-Probekörp ern

Prüfgerät:Marshall-Presse mit mindestens 28 kN Prüflast50±2 mm/min Belastungsgeschwindigkeit

Probekörper:∅ 100 ± 3 mm∅ 150 ± 3 mm

Lasteinleitungsstreifen12,7 mm19,1 mm

Konkav geformt

Prüftemperatur:Derzeit +5 bis +25 °C zulässig, +5 ± 2 °C sind empfoh len

Prüfergebnis:Indirekte Zugfestigkeit ITS

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Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer NormTP A-12: Wasserempfindlichkeit von Asphalt-Probekörpe rn

Prüfverfahren nach TP A-23

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Prüfung von 6 Proben mittels Spaltzugversuch gemäß TP A-23- 3 Proben konditioniert (mit Unterdruck)- 3 Proben trocken gelagert

Prüftemperatur: 15 ± 2 °C

Prüfergebnis:(Indirekt Tensile Strength)

100⋅=trocken

nass

ITS

ITSITSR

ITS: Mittelwert der 3 Einzelwerte der jeweiligen Gruppe

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„ALT“ „NEU“ Merkmal Arbeitsanleitung

Haftverhalten TP A-12

Wasserempfindlichkeit

Probekörper MPK (2x50) Bohrkerne

MPK (2x35) Bohrkerne

Prüftemperatur 10 ± 1 °C 15 ± 2 °C

Lagerung der beanspruchten Gruppe

Unterschiedlicher Restdruck Andere Temperatur

Lagerung der unbeanspruchten Gruppe

Wasserbad (Prüfung feucht)

Wasserbad / verpackt (Prüfung trocken)

Ergebnis Abfall der

Spaltzugfestigkeit [%]

Verhältniswert [%] (beansprucht/unbeansprucht)

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Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer NormTP A-17: Kornverlust von Probekörpern aus Offenporigem A sphalt

© TU BS

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Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer NormTP A-17: Kornverlust von Probekörpern aus Offenporigem A sphalt

Proben:5 Marshall-Probekörper (OPA)

Prüfbedingungen:Prüftemperatur 20 oder 25 °C (wird derzeit diskutie rt)300 Umdrehungen bei 30 bis 33 UpM(ohne Stahlkugeln, ausschließlich 1 MPK)

Prüfergebnis:Kornverlust bezogen auf das Ausgangsgewicht (Mittel aus 5 MPK)Angaben zur Bruchart: Innerhalb Gesteinskörner

Im BindemittelfilmGrenzfläche zwischen Bindemittel und Gestein

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Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer NormTP A-11: Haftverhalten zwischen Gestein und Bitumen

Pyknometer-Rollgerät:40 UpM bei Straßenbaubitumen (Pen > 100)60 UpM bei Straßenbaubitumen (Pen ≤ 100)

bei modifizierten Bitumenbei Einsatz von Haftverbesserern

© TU BS

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Ablesung:Visuelle Schätzung durch 2 Laboranten(unbeeinflusst voneinander !)

Schätzen der Bitumenumhüllung auf 5 % genau

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Ablesung:Visuelle Schätzung durch 2 Laboranten(unbeeinflusst voreinander !)

Schätzen der Bitumenumhüllung auf 5 % genau

Prüfergebnis:Mittelwert aus denje 2 Ablesungen beiden 3 Proben

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Vorstellung neuer Prüfverfahren nach europäischer NormTP A-10: Verdichtbarkeit mit dem Marshall-Verfahren

Praktisch identisch mit:

„Arbeitsanleitung für die Bestimmung der Verdichtbarkeit von Walzasphalt mit Hilfe des Marshall-Verfahrens“

2 Verfahren:- Messprinzip Dichteänderung (C-Wert)- Messprinzip Dickeänderung (T-Wert)

Derzeitiger Unterschied:

Viskositätsabhängige Verdichtungstemperaturen

Wird derzeit noch diskutiert

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IV. Ausblick fundamentale Anforderungen

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Schwerpunktverlagerung zu Prüfverfahren,

die fundamentale Eigenschaften ansprechen

- Tieftemperaturverhalten

- Verformungsverhalten

- Ermüdungs- und Steifigkeitsverhalten

Folge der europäischen Harmonisierung:

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

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