Braunschweiger Verfahren zur Alterung von Asphaltmischgut und deren Einfluss auf die Kaelte- und Ermuedungseigenschaften / Laboratory ageing of asphalt mixtures and its impact on low temperature cracking behaviour and fatigue behaviour

Es wird ein Laborverfahren zur praxisnahen, oxidativen Alterung von Asphaltmischgut vorgestellt: die Braunschweiger Alterung (BSA). Das Verfahren zur BSA wird anschliessend herangezogen zur Beurteilung des Einflusses der Alterung auf das Kaelte- und Ermuedungsverhalten von Asphalt. Dazu werden Splittmastixasphalte, die mit einem Strassenbaubitumen und alternativ mit 6 unterschiedlichen polymermodifizierten Bindemitteln hergestellt wurden, im frischen und im gealterten Zustand auf ihre Kaelte- und Ermuedungseigenschaften im Labor geprueft. Zur Pruefung der Auswirkung der Laboralterung auf die asphaltmechanischen Eigenschaften werden zum einen Zug- und Abkuehlversuche zur Beurteilung des Kaelteverhaltens durchgefuehrt, zum anderen einaxiale Zug-Schwell-Versuche bei drei Temperaturen zur Beurteilung des Ermuedungsverhaltens. Die Laboruntersuchungen ergeben, dass sich die Alterung unvorteilhaft auf das Kaelteverhalten auswirkt. Dies entspricht der bisherigen Erfahrung aus der Praxis. Der Einfluss auf das Ermuedungsverhalten zeigt eine starke Abhaengigkeit von der gewaehlten Prueftemperatur. Bei Prueftemperaturen kaelter als minus 10 Grad Celsius ist das gealterte Material erwartungsgemaess anfaelliger gegen Ermuedung. Im Temperaturbereich ueber circa 0 Grad Celsius hingegen, zeigen die gealterten Asphalte sogar eine Verbesserung der Ermuedungsresistenz. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: A new laboratory method called BSA ageing (Braunschweiger Alterung) is presented for oxidative ageing of asphalt mixtures. The impact of BSA ageing on mix performance, i.e. low temperature cracking behaviour and fatigue behaviour, is investigated by means of Thermal Stress Restrained Specimen Tests (TSRST), Uniaxial Tension Stress Tests (UTST), and Uniaxial Cycling Tension Stress Test (UCTST) at various test temperatures. Different types of stone mastic asphalts (SMA 8 S) are considered using one conventional bitumen and 6 different polymer modified bitumen. The asphalt mixtures are tested before and after BSA ageing. It is found that BSA ageing of SMA increases the temperature of cracking, and hence, results in a negative impact on the low temperature behaviour. The resulting behaviour in fatigue tests differs in function of the test temperature. As regards the low temperature range of below minus 10 degree celsius, BSA ageing of SMA results in a significant reduction in fatigue resistance. These findings are in best accordance with laboratory experience and with observations from real pavement performance. In contrast, BSA ageing at temperatures of above 0 degree celsius results in an improved fatigue resistance, which is explained by the stiffening of the asphalt material. (A)