Ansprache der inneren Struktur von Asphalt und Einfluss auf ausgewählte Asphalteigenschaften

Zu den grundlegenden Einflussfaktoren auf das Gebrauchsverhalten von Asphalt zählt die Mischgutzusammensetzung, also die Wahl der Gesteinsart, einer Korngrößenverteilung und die Festlegung der Bindemittelart/-sorte und -menge. Nach der Verdichtung bildet sich eine innere Asphaltstruktur aus, die durch die konventionellen volumetrischen Kenngrößen Hohlraumgehalt und Verdichtungsgrad kaum abgebildet wird. Da gleiche Asphalte mit vergleichbarem Hohlraumgehalt und Verdichtungsgrad jedoch ein sehr unterschiedliches Gebrauchsverhalten aufweisen können, ergibt sich die Notwendigkeit, die innere Asphaltstruktur mittels geeigneter Strukturindizes zu beschreiben, um den Einfluss auf das Gebrauchsverhalten prognostizieren zu können. Ziel der Arbeit war es, den Einfluss der inneren Asphaltstruktur und der Mörtelviskosität auf den Ermüdungs- und Verformungswiderstand zu untersuchen. Dazu wurden Asphalte unter Variation der Gesteinsart, der Asphaltgranulatzugabe und der Additivzugabe gemischt und Asphalt-Probekörper für Zug-Schwellversuche zur Ansprache des Ermüdungswiderstandes und für Triaxialprüfungen zur Ansprache des Verformungswiderstands hergestellt. An Probekörperquerschnitten wurden mittels Flachbettscanner Digitalbilder erfasst und daraus mittels digitaler Bildanalyse Strukturindizes gewonnen, die die innere Asphaltstruktur hinreichend genau abbilden. Dabei wurden kontaktbasierte (bspw. Anzahl Gesteinskontakte) sowie orientierungsbasierte Indizes (Kontaktorientierung) berücksichtigt. Die Strukturindizes wurden mit den Ergebnissen der unterschiedlichen Versagensmechanismen Ermüdung und Verformung auf Zusammenhänge untersucht. Zusätzlich wurde mittels dynamischem Scherrheometer die Asphaltmörtelviskosität bestimmt und deren Einfluss auf die resultierende innere Asphaltstruktur untersucht. Auf Basis der Ergebnisse kann die aufgestellte These, dass das Gebrauchsverhalten von Asphalt durch die „innere Struktur“ maßgeblich mitbestimmt wird für den Ermüdungswiderstand und mit Einschränkungen für den Verformungswiderstand bestätigt werden. Dagegen konnte kein systematischer Einfluss der Asphaltmörtelviskosität auf die resultierende innere Asphaltstruktur identifiziert werden.