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Asphalt und Bitumen
Vorlesung Werkstoffe 1, ETHZ Frühling 2011
Dr. Manfred N. Partl
Dipl. Bauing. ETH/SIA, Abteilungsleiter, EMPA, Abteilung Strassen-bau/Abdichtungen Prof. KTH Stockholm, Carleton University, Ottawa
Asphalt und Bitumen - Werkstoffe I, ETHZ, Frühjahrsemester 2011, Prof Dr. M. N. Partl 2 (27)
Inhalt
1 Einleitung ........................................................................................................................................ 3
2 Definitionen/Einteilung .................................................................................................................... 4
2.1 Definitionen .............................................................................................................................. 4
2.2 Bitumenarten ............................................................................................................................ 5
3 Sicherheit/Arbeitshygiene/Umwelt .................................................................................................. 8
4 Herstellung von Bitumen ................................................................................................................. 9
5 Chemische Zusammensetzung von Bitumen .................................................................................. 9
5.1 Modellvorstellung: Struktur Bitumen: ..................................................................................... 10
5.2 Modellvorstellung: Struktur Polymerbitumen ......................................................................... 11
6 Charakterisierung und Prüfungen von Bitumen ............................................................................ 11
6.1 Penetrationsprüfung (EN 1426) ............................................................................................. 12
6.2 Erweichung Ring & Kugel Prüfung (EN 1426) ....................................................................... 12
6.3 Brechpunkt nach Fraass (EN 12593) ..................................................................................... 13
6.4 Dynamisches Scher-Rheometer DSR (EN 14770) ................................................................ 13
6.5 Rolling Thin Film Oven Test RTFOT (EN 12607-1) ............................................................... 14
6.6 Kraftduktilität (EN 13589) ....................................................................................................... 15
7 Strassenbeläge ............................................................................................................................. 15
7.1 Übersicht ................................................................................................................................ 15
7.2 Einbau, Verarbeitung ............................................................................................................. 17
7.3 Prüfungen .............................................................................................................................. 18
7.3.1 Volumetrische Kenngrössen ........................................................................................... 18
7.3.2 Marshall-Prüfung SN670 434 (EN12697-34) .................................................................. 18
8 Polymerbitumen-Dichtungsbahnen (PBD, SIA 281) ..................................................................... 19
8.1 Übersicht ................................................................................................................................ 19
8.2 Bezeichnungen nach SIA 281 (2007) .................................................................................... 21
8.3 Herstellung ............................................................................................................................. 22
8.4 Prüfungen .............................................................................................................................. 22
8.4.1 Auswahl der wichtigsten Prüfungen ................................................................................ 22
8.4.2 Bestimmung des Zug- Dehnverhaltens (EN 12311-1) .................................................... 23
8.4.3 Wärmestandfestigkeit (EN1110) ..................................................................................... 23
8.4.4 Kaltbiegeverhalten (EN 1109) ......................................................................................... 24
8.4.5 Widerstand gegen Durchwurzelung (EN13948) ............................................................. 25
8.4.6 Ausführungskontrolle auf der Baustelle .......................................................................... 25
9 Belagselemente für Betonbrücken ................................................................................................ 26
9.1 Allgemeiner Aufbau ................................................................................................................ 26
9.2 Flexible Fahrbahnübergänge aus Polymerbitumen ............................................................... 27
Asphalt und Bitumen - Werkstoffe I, ETHZ, Frühjahrsemester 2011, Prof Dr. M. N. Partl 3 (27)
1 Einleitung
Bitumen ist ein natürlicher Stoff, der typischerweise zusammen mit Gesteinsfragmenten in Naturas-phalten meist in Gebieten mit Rohöl und Erdgasfunden vorkommt. In der Schweiz findet sich Na-turasphalt im Val de Travers im Neuenburger Jura. Der Masseanteil an Bitumen im Gestein beträgt hier ca 7..15%. Ein weiteres Beispiel ist der Asphaltsee auf der Insel Trinidad mit einem Masseanteil um 55 % Bitumen.
Die Verwendung von Bitumen hat eine lange Geschichte. Wegen seiner leichten Verarbeitbarkeit und seiner ganz spezifischen Eigenschaften gehört Bitumen zu den ältesten natürlichen Baustoffen welche zu Abdichtungs- und Klebezwecken verwendet wurden. Im Altertum wurde Bitumen insbe-sondere in Mesopotamien zum Abdichten von Booten und Bewässerungsbauten sowie als Mörtel zum Bau von Zikkuraten "Turm zu Babel" und Strassenpflästerungen verwendet. Die Verwendung von Bitumen für Strassen in der Neuzeit setzte in der Mitte des 19 Jahrhunderts ein. Im Vordergrund stand dabei die Staubreduktion in den Städten.
Baustoffe auf Bitumenbasis, sog. bitumenhaltige Baustoffe, zeichnen sich durch visko-elasto-plastische (Abbildung 1.1), bzw. extrem temperatur- und zeitabhängige, mechanische Eigenschaften aus. Dies schränkt einerseits die Anwendung ein, da ohne fundiertes Werkstoff-Verständnis und Know-How leicht Misserfolge generiert werden können, erklärt aber anderseits auch die vielfältigen technischen Möglichkeiten der Materialkonfektionierung in klassischen und neuen kostengünstigen Anwendungen nicht nur im Bauwesen sondern auch im industriellen Bereich. Die allgemein gute Rezyklierbarkeit begünstigt den nachhaltigen Umgang mit bitumenhaltigen Baustoffen.
zeitabhängig
zeitabhängigreversibel
t1=0 t2=3600s
/(t2)
0
0.5
1t2=3600s
= 0.1MPa
t3=20h
zeitunabhängig
zeitunabhängig
irreversibel(plastisch &
viskos & Risse)
vp
p
ve
e
tot= el + ve + vp + pl
Abbildung 1.1 Kriech-Erholungsversuch mit elastischen, viskoelastischen, plastischen und viskoplas-tischen Dehnungsanteilen. (Beispiel: einachsiger Zug Mastixasphalt)
Die Eigenschaften bitumenhaltiger Baustoffe werden von folgenden typischen Merkmalen von Bitu-men bestimmt:
o Schwerflüchtiges, schwarzes, hoch-molekulares Kohlenwasserstoffgemisch o Geringe Dichte, d.h. 1.0..1.06kg/m3 (wie Wasser) o Extreme Temp. & Zeitabhängigkeit (visko-elasto-plastisch), daher auch geringe Wärme- und
Feuerbeständigkeit o Gute Abdichtungseigenschaften gegen Wasser und Dampf (Diffusionswiderstand =105) o Wasserabstossend, geringe Wasserlöslichkeit (Löslichkeit Wasser in Bitumen 0.001...0.1%) o Gute Haft und Klebeeigenschaften an trockenen Flächen (bei Emulsionen bedingt auch auf
feuchten Flächen) o Tiefe thermische Leitfähigkeit (0.16 W/mK) o Grosse therm. Ausdehnung (6.1 x10-4/K) o Gute Witterungsbeständigkeit (kaum Oxidation in Luft) o Oxidation bewirkt Alterung o Weitgehend physiologisch unbedenklich
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o Gute chemische Beständigkeit gegenüber den meisten anorganischen Säuren (Ausnahmen: Salpetersäure HNO3 und Schwefelsäure H2SO4), Basen und Salzen, stark polaren Lösemitteln wie Alkohol und Wasser
o Chemisch unbeständig gegenüber Ölen und Fetten sowie artverwandten unpolaren organi-schen Lösungsmitteln wie Benzin, Toluol, Trichloräthan
o Recyclierbar o Geringer Reparaturaufwand o Energieverbrauch bei Heissverarbeitung o Mit dem Benzinmarkt gekoppelt
Der Anwendungsbereich von Bitumen umfasst:
o Strassenbeläge, Dichtungsbeläge, Sperrschichten im Gleisbau, „feste Fahrbahn“ im Eisen-bahnbau (Schotterersatz), Bodenbeläge und Industrieböden (gegossen oder als Asphaltplat-ten), Bodenverfestigung
o Bitumenbahnen: Flachdach, Brückenabdicht., Unterterrain -Abdichtung, Tagbautunnels, Gleit-schichten, Bodenabdichtungen von Deponien, Pumpspeicherbecken, Deichen und Dämmen von Staubecken
o Geneigte Dächer: Unterdachbahn., Dachschindeln, Wellplatten
o Fugen: Fugenvergussmassen, Dichtungsbänder, Fahrbahnübergänge von Brücken, Spach-telmassen und Kitte zum Füllen und Ausgleichen von Unebenheiten und Hohlräumen sowie zum Abdichten von Fugen
o Heiss oder kalt aufgetragene lösemittelhaltige Anstriche, Emulsionen zum Bautenschutz
o Klebung: Binde- und Klebemittel für Schall- und Wärmeisolation
Die optimale Verwendung bitumenhaltiger Baustoffe ist häufige eine Gradwanderung zwischen grundsätzlich gegenläufigen Anforderungen. Beispielsweise wird im Strassenbau nach dauerhaften Asphaltbelägen gesucht, die einerseits auch bei hohen Sommer-Temperaturen genügend steif und tragfähig sind, um nur geringe bleibende Kriechdeformationen zu akkumulieren, anderseits aber bei Winter-Temperaturen genügend verformungs- und relaxationsfähig sind, um eine geringe thermische Rissanfälligkeit und eine hohe Ermüdungsfestigkeit zu gewährleisten. Die Optimierung dieser Eigen-schaften gepaart mit einer Reduktion des Energieverbrauchs bei der Herstellung und Applikation oh-ne Verlust der günstigen Eigenschaften bezüglich Recycling und Verarbeitbarkeit sind denn auch Hauptstossrichtungen der angewandten und wissenschaftlichen Forschung auf diesem Gebiet. Wei-tere Forschungen und Entwicklungen im Asphalt-Strassenbau gelten der vermehrten industriellen Fertigung und multifunktionalen Verwendung einschliesslich Fortschritten hinsichtlich struktureller Verständnisse (bis in den Nanobereich) und Modellierung.
Die globale Produktion von Bitumen wird heute auf ca. 105 mio Tonnen veranschlagt. Dies ent-spricht etwa dem Inhalt des Grimselsees. Die globale Produktion an Asphalt auf 1600 mio Tonnen geschätzt. Damit liesse sich jedes Jahr der Burj Khalifa, in einen dichten Asphaltwürfel einpacken.
2 Definitionen/Einteilung
2.1 Definitionen
Bitumen: Durch Destillation (thermische Zersetzung) aus Erdöl gewonnenes schwerflüchtiges dunkelfarbiges hochmolekulares Kohlenwasserstoffgemisch, welches in der Bautech-nik vor allem als Bindemittel in Mineralstoffgemischen und als Abdichtungsmaterial verwendet wird. Bitumen ist schwarz, zähflüssig, klebrig, wasserabstossend und ge-gen Chemikalien (Säuren, Laugen) sowie stark polaren Lösemitteln wie Alkohol und Wasser weitgehend unempfindlich (aber löslich in artverwandten, unpolaren und or-ganischen Lösemitteln, wie Benzin, Toluol, Trichloräthan). Bitumen kommt auch in Naturasphalten als in Schwefelkohlenstoff löslicher Bestandteil vor.
Teer: Teer und Bitumen werden begrifflich oft gleichgestellt, obwohl sie aus verschiedenen Rohstoffen stammen. Teer entsteht bei Verkokung (Entgasung unter Luftabschluss)
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von Steinkohle (Gas- und Koksherstellung), ist säureempfindlich und nur begrenzt haltbar. Teer eignet sich zur Abdichtung gegen Erdölprodukte (z.B. Benzin- Tankla-ger), wird aber im Bauwesen aus Gesundheitsgründen kaum mehr verwendet (krebserregende schädliche flüchtige Bestandteile, starker penetranter Geruch!).
Bemerkung: Die gesundheitliche Gefährdung wird anhand des PAK Wertes, d.h. des Gehalts an Polyzyklischen Aromatischen Kohlen-wasserstoffen erfasst, wobei als Referenzsubstanz Benzo(a)pyren (BaP) benützt wird (Tabelle 2.1).
Tabelle 2.1 Vergleich der PAK-Gehalte in Teer und Bitumen
Bindemittel EPA-PAK, [mg/kg] Benzo(a)pyren, [mg/kg] Phenole, Kresole, [mg/kg]
Bitumen 10 ... 40 0.2 ...1.8 0.3…2
Teerbitumen mit 5 % Teer 5‘000 ... 15‘000 450 ... 600 220…250
Teer 100‘000 ... 300‘000 9‘000 ...12‘500 4400…5000
Richtwert Bundesamt für Umwelt BAFU: uneingeschränkt 5000 mg/kg in Bindemittel EPA: US Umweltbehörde (Environmental Protection Agency)
Pech: Rückstand der Teerdestillation (Ölanteile abdestilliert), im Hochbau unbedeutend.
Asphalt: Bezeichnung für jedes Gemisch aus Bitumen und Mineralstoffen (Sand, Splitt,.,), An-wendung z.B. Strassen- und Wegebau.
Naturasphalt: Natürlich vorkommendes Bitumen- Mineralstoff-Vorkommen, z.B. Val de Travers (NE) und Insel Trinidad
2.2 Bitumenarten
Eine Übersicht über die wichtigsten im Strassenbau üblichen bitumenhaltigen Bindemittel nach SN 670 061 enthält Abbildung 2.1.
Abbildung 2.1 Bitumenarten nach SN 670 061
Strassenbaubitumen: bzw. Destillationsbaubitumen; gewöhnliche Destillation, weich bis mittel-hart. Sortenbezeichnung durch die Grenzen der Nadel-Penetrationswerte bei 25°C; auch als Penetrationsbitumen bezeichnet.
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Einsatz für Heissmischgut im Strassenbau und in Sonderfällen für Oberflä-chenbehandlungen, ausserdem für Elektro-Kabel, Emulsionen, Fugenver-gussmassen
Standard-Strassenbaubitumen (Penetration 20…330 [0.1mm])
Harte Strassenbaubit. (Penetration 10…25 [0.1mm]), Verwendung für Asphalte mit hohem Modul
Weiche Strassenbaubitumen (Penetration über 330 [0.1mm]), Ver-wendung bei extrem tiefen Temperaturen (Skandinavien)
Modifizierte Bitumen: Aus Bitumen mit Zusätzen und/oder chemisch-pysikalischer Modifikation
Polymerbitumen(PmB): Gemische von Bitumen und Polymeren, z.B. mit: (z.B. APP: ataktisches Polypropylen, SBS: Styrol-Butadien-Styrol, EPDM: Ethylen Propylen Dien Terpolymer, EVA: Ethylen Vinyl Acetat Copolymer)); die Eigenschaften hängen von der Art des Bitumens, der Art und Menge des Polymers sowie der Dispersions-Feinheit der ab. Gründe für Polymerbitumen-Verwendung:
Weichere Bindemittel bei tiefen Gebrauchstemperaturen (wenig Risse) Steifere Bindemittel bei hohen Temperaturen (wenig Spurrinnenbildung) Reduktion der Viskosität bei Einbau- und Applikationstemperaturen
(leichtere Verdichtbarkeit) Reduktion der erforderlichen Einbau- und Applikationstemperaturen Erhöhung der Dauerhaftigkeit und Festigkeit von Strassenbelägen Erhöhung der Abriebfestigkeit an der Oberfläche von Strassenbelägen Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit von Belägen Reduktion der Dicke von Strassenbelägen Erhöhung der Witterungsbeständigkeit Erhöhung der Bindemittelfilmdicke Realisierung spezieller Strassenbelagskonzepte (offenporiger Asphalt)
Gummibitumen: Enthalten Gummimehl und/ oder -granulat aus Altpneus; Anwendung wie PmB; beschränkte Lagerbeständigkeit!
Temperaturreduz. Bit.: Bitumen mit Zusatz geeigneter Additive (z.B. Wachse, Fischer-Tropsch-Paraffine1, Zeolithe2). Mischgutherstellung und -einbau bei niedrigeren Temperaturen möglich, d.h. bessere Arbeitsbedingungen, weniger Binde-mittelalterung und Emissionen, geringer Energieverbrauch (Abbildung 2.2).
Multigrade Bitumen: Chemisch-modifizierte Bitumen (ohne Polymerzusatz) mit geringer Tempe-raturempfindlichkeit. Einsatz gegen Spurrinnenbildung und Ermüdung vor allem für Hochmodulasphalte.
Farblose Bitumen: Synthetisch aus polymeren Harzen; Verhalten wie klassisches Bitumen. Mit Farbpigmenten: Gestaltung von Plätzen & Strassen.
Industriebitumen:
Oxidationsbitumen: bzw. geblasenes Bitumen; Einblasen von Luft in geschmolzenes Bitumen; plastisch in grösserem Temperaturbereich; gute Elastizität u. Wärmebe-ständigkeit. Höherer Erweichungspunkt als Destillationsbitumen bei glei-cher Nadel-Penetration.
1 Fischer-Tropsch-Paraffin = synthetischer aliphatischer Kohlenwasserstoff mit hoher Molekülmasse (C40…C120) aus Kohle oder Gas mittels Fischer-Tropsch Verfahren grosstechnisch hergestellt (Umwandlung von Synthesegas CO/H2 in flüssige Kohlenwasserstoffe) 2 Zeolithe: Mineral mit mikroporöse Gerüststruktur aus AlO4−und SiO4−Tetrahedern. Allg Formel Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y] . z H2O. Sie wirken wie Molkularsiebe
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Hartbitumen: Nadel-Penetration unter 10 [0,1 mm]. Herstellung von Gussasphalt im Hochbau sowie als Ausgangsmaterial für Bitumenschutzlacke, Isoliermate-rialien, Gummiwaren und Druckfarben eingesetzt.
Bitumenemulsionen: Emulgieren von Bitumen in Wasser; Zähigkeitsreduktion = Verarbeitungs-vorteil (Verarbeitung im kalten Zustand). Um zu verhindern, dass sich Bi-tumentröpfchen und Wasser trennen, werden oberflächenaktive Emulgato-ren zur Stabilisierung zugesetzt ("kalt" verarbeitbar).
Man unterscheidet anionische (alkalische) und kationische (saure) und nichtionische Emulsionen, je nachdem ob die Bitumenteilchen elektrosta-tisch negativ, positiv oder nicht geladen sind. Im Strassenbau werden vor allem kationische Emulsionen verwendet (Oberflächenbehandlungen, Kaltmischgut und Haftvermittler). Anionische Emulsionen werden für spezi-elle Zwecke verwendet (z.B. Wiederbegrünung von Böschungen, als Po-renverschluss und Schlämme)
Beim Kontakt mit Mineralstoffen werden die 5-10m Bitumenteilchen am Mineral angelagert und das Wasser wird ausgeschieden. Diesen „Abbin-de“-Vorgang bezeichnet man als Brechen der Emulsion. Dabei koagulieren die Bitumenteilchen schlagartig zu einem kontinuierlichen Bitumenfilm, in-dem sie sich vom Wasser trennen, welches anschliessend verdunstet.
(Heute werden vermehrt auch Polymerbitumen-Emulsionen eingesetzt.)
Kaltbitumen: bzw. Bitumenlösungen oder Lackbitumen: Bitumen verdünnt bzw. gelöst in relativ leichtflüchtigen organischen Lösemitteln zur Verarbeitung im kal-ten Zustand > 5°C, z.B. als Anstrich oder Haftvermittler (ökologisch und physiologisch problematisch); in der Schweiz nur einsetzbar, wenn Bi-tumenemulsionen sich nicht eignen (z.B. bei tiefen Temperaturen); sie sind daher nicht mehr normiert ("kalt" verarbeitbar).
Fluxbitumen: bzw. Verschnittbitumen oder Cutback; Zusatz von schwerflüchtigen organischen Lösemitteln (sog. Verschnittmittel, z.B. Ölzusatz) zur besse-ren Verarbeitbarkeit und Viskositätsreduktion; meist "kalt" verarbeitbar); Erst bei Temperaturen um 50 °C genügend flüssig, um gespritzt werden zu können; Verwendung hauptsächlich für Oberflächenbehandlungen und vorgefertigtes Kaltmischgut (heute vermehrt umweltfreundliche Fluxöle auf pflanzlicher Basis, die auch über längere Zeit nicht verdunsten)
Schaumbitumen: Schaum aus Bitumen durch Einspritzen von ca. 2% Wasser und Druckluft mittels Düse in heisses Bitumen. Viskositätsreduktion durch Schaumbläs-chen ("warm" verarbeitbar). Schaumbitumen ist zwar noch nicht explizit in SN 670 061 enthalten, wird aber wegen dem steigenden Bedarf an ener-giereduzierten Belägen immer wichtiger im Strassenbau (Abbildung 2.2).
Abbildung 2.2 Schaumbitumen und temperatursenkende Wirkung von Wachs
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3 Sicherheit/Arbeitshygiene/Umwelt
Wesentliches über den Umgang mit bituminösen Baustoffen enthält SN 670 190 (vgl.Tabelle 3.1).
Bitumenhaltige Bindemittel werden normalerweise heiss (120…200 °C) angeliefert, gelagert und ver-arbeitet. Heisses Bitumen darf nicht mit Wasser in Berührung kommen, zumal daraus eine Volu-menvergrösserung durch Schaumbildung entsteht (Faktor ca. 300).
Sofortmassnahmen zum Löschen von kleinen Bitumenbränden sind:
Einen Bitumenbrand nie mit Wasserstrahl löschen (die Feuerwehr kann, unter entsprechen-den Vorsichtsmassnahmen, Sprühnebel zur Kühlung einsetzen)
Abdecken mit Wolldecken oder Blachen Flächenbrände mit Sand abdecken oder Staublöscher einsetzen In Räumen und für Kleinbrände CO2-Feuerlöscher einsetzen Verbrennungen von Körperteilen sofort ausgiebig mit kaltem Wasser kühlen
Tabelle 3.1 Gesichtspunkte der Arbeitssicherheit, Arbeitshygiene und Umwelt
Produkte Arbeitssicherheit Arbeitshygiene Umwelt
Bitumen heiss & Bitu-men-Produkte
Hohe Verarbeitungs-temp.; Verbrennungen
Bei Überhitzung: Bildung von explosiven Dämpfen
Dämpfe, problematisch nur in geschlossenen Räumen
Geringe Geruchsbelästi-gung
Geringe Emissionen
Bitumen kalt & Bitu-men-Produkte
Problemlos Allgemeine Hygiene Problemlos
Teerhaltige Produkte → kanzerogen!!!
Hohe Verarbeitungs-temperatur: Verbren-nungen
Bei Überhitzung: Bildung von explosiven Dämpfen
Bildung von giftigen Dämp-fen beim Heissverarbeiten
Hautkontakt: Reizung der Haut möglich
Auswaschen von Schadstof-fen beim Kontakt mit Wasser
Gefahr für Grundwasser
Bitumenemulsionen Problemlos Hautkontakt: Reizung der Haut möglich
Problemlos bei normalen Anwendungen
Mögliche Probleme bei Aus-laufen von grösseren Mengen
Lösemittelhaltige Bi-tumenprodukte, z.B. Cutback, Haftanstriche
Hohe Brand- und Explo-sionsgefahr
Hohe Konzentration an gesundheitsschädlichen Dämpfen → kanzerogen!!!
Gefährdung von Grundwas-ser, Boden und Ozonschicht durch organische Lösemittel
Weiter ist zu beachten:
Undichte Heiz-Leitungen, schadhafte Schläuche sofort ersetzten. Nach jedem Gebrauch Lei-tungen entleeren.
Vorsicht beim Schweissen von Bitumentanks, Leitungen und Fässern.
Das Beheizen von Bitumen mit direkter oder offener Flamme ist zu unterlassen (Gase, Verko-kungsprodukte). Brandgefahr.
Bei Lagerung von Bitumen, Überhitzen und Kondenswasser vermeiden.
Körperschutz tragen (Handschuhe, Brille, Helm, die Haut deckende Kleider), Verbrennungsri-siko und Sonnenbrand wegen sensibler Haut durch Bitumendämpfe. Keine Kleider und Reini-gungstücher aus hitzeempfindlichen Kunstfasern!
Bei normalen Verarbeitungstemp. Dämpfe im Freien gering und unbedenklich. Überhitztes Bi-tumen ca. doppelte Menge der Dämpfe pro 10°C; Innenräume ausreichende ent- und belüften!
Oberirdische und unterirdische Gewässer (Grundwasser) sind vor Schadstoffeintrag zu schüt-zen. Flüssige Abfälle (z.B. Lösemittel, Öle) und Restposten nach Angaben des Herstellers bzw. Lieferanten oder direkt von diesen entsorgen.
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4 Herstellung von Bitumen
Die Herstellung von Bitumen aus Rohöl in einer Erdölraffinerie durch Einwirkung von Hitze und Druck (vgl. Abbildung 4.1). Dabei wird das Erdöl in einem ersten Röhrenofen auf 350...400°C aufgeheizt und unter atmosphärischem Druck mittels Destillationskolonne unter Ausnutzung der unterschiedli-chen Siedetemperaturen von seinen leichteren Bestandteilen (Methan-, Ethan-, Butan-, Propan-Gase, Leichtbenzin, Kerosin, Petroleum) befreit. Die Destillationskolonne enthält mehrere Etagenböden mit sog. Glocken, woran die Destillationsprodukte in die Wannen der Etagenböden abtropfen können. Von den Etagenböden können dann die einzelnen Produkte, (z.B. Benzin) abgeleitet werden. An-schliessend wird das verbleibende Gasöl einem zweiten Röhrenofen zugeführt und einer weiteren Destillationskolonne bei reduziertem Druck von etwa 50 Millibar unter Vakuum in seine schwereren Bestandteile (Schmieröle, Paraffin,) aufgetrennt. Bitumen sammelt sich als schwerster Bestandteil am Boden des Destillationsgefässes. In weiteren Prozessen kann dieses Bitumen zu Oxidationsbitumen (Einblasen von Luft), Fluxbitumen (Zugabe von Lösemitteln), Polymerbitumen (Zugabe von Polymer), Bitumenemulsion (Zugabe von Wasser und Emulgator) weiterverarbeitet werden.
AtmosphärischeDestillation
VakuumDestillation
Oxidation
GlockeEtagenboden Gas
LeichtbenzinSchwerbenzin(Kerosin)PetroleumGasöl
Gasöl (Dieselöl, Heizöl)
Schweres SpindelölLeichtes Spindelöl
Leichtes MaschinenölSchweres MaschinenölVaseline, Paraffine
Bitumen
Destillations-bitumen
Destillations-kolonne
Röhren-ofen
Destillations-kolonne
Röhren-ofen
Rohöltank
Oxidations-bitumen
Luft
350-400C 50 Millibar
<200Schwerbenz<260Petroleum<360Gasöl
<100Leichtbenzin<30Gase
Sieden[°C]
Fraktion
<200Schwerbenz<260Petroleum<360Gasöl
<100Leichtbenzin<30Gase
Sieden[°C]
Fraktion
Roh-Öl Atmosphärische
Destillation 375°C
VacuumDestillation 410°C
Destillations-Bitumen
Oxidations-Bitumen
Oxidation260°C
Cutback
Emulsion
Polymer-Bitumen
BenzinLeichte Lösem.KerosinPetroleum
DieselölHeizöl
H2O
Visk
ositä
t
Polymer
Roh-Öl Atmosphärische
Destillation 375°C
VacuumDestillation 410°C
Destillations-Bitumen
Oxidations-Bitumen
Oxidation260°C
Cutback
Emulsion
Polymer-Bitumen
BenzinLeichte Lösem.KerosinPetroleum
DieselölHeizöl
H2O
Visk
ositä
t
Polymer
Abbildung 4.1 Bindemittelgewinnung aus Rohöl
5 Chemische Zusammensetzung von Bitumen
Bitumen ist ein Gemisch von hochmolekularen Kohlenwasserstoffen und wenig Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff, d.h. C (80…88%) H (7…11%); O (1…12%); N (<1.5%); S (0.5…7%). Bitumen (schwach sauer) haftet am besten an basischem Gestein; daher z.B. Kalkstein als Füller verwenden.
Bei Bitumen können grundsätzlich Kohlenwasserstoffe unterschieden werden (vgl. Tabelle 5.1):
o Ungesättigte Kohlenwasserstoffe
o Aromatische Verbindungen (ungesättigte ringförmige Kohlenwasserstoffe); Beispiel: Benzol C6H6
o Alkene (Olefine); Beipiel: Hexen C6H12
o Gesättigte Kohlenwasserstoffe (Alkane)
o Alicyclische oder naphtenartige Verbindungen (gesättigte ringförmige Kohlenwas-serstoffe); Beispiel: Zyklohexan C6H12
o Aliphatische oder paraffinartige Verbindungen (gesättigte Kohlenwasserstoffe, ge-rad- und verzweigtkettig); Beispiel: Hexan C6H14
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Gesättigte Verbindungen sind reaktionsträge während die ungesättigten Verbindungen wegen der Doppelbindungen im Molekül als reaktionsfreudig zu bezeichnen sind.
Tabelle 5.1 Systematik der Kohlenwasserstoffe in Bitumen
Gesättigt Ungesättigt
Kettenmoleküle HexanC6H 14
HexenC6 H12
Ringmoleküle
ZyklohexanC6 H12
BenzolC6 H6
5.1 Modellvorstellung: Struktur Bitumen:
Bitumen wird in stark vereinfachter Weise meist als kolloides3 2-Phasensystem aus höhermolekularen Partikeln (Asphaltene) in einem niedermolekularen Gel (Maltene) dargestellt (Abbildung 5.1). Dem-nach wird unterschieden in die Hauptbestandteile
Maltene: weichmachende, flüssige ölige Phase; aromatisch, leicht, in n-Heptan (Benzinbe-standteil) löslich, Molekulargewicht 500...1000.
Harze: schmelzbar machende, je nach Temperatur feste Phase, Schicht um Asphaltene
Asphaltene: formbestimmende, feste russartige Phase; schwer, unlöslich, Molekulargewichte 5000...100000, Grösse ~5nm.
Mizellen: Partikel gebildet aus Harzen und Asphaltenen, Grösse >25nm
Obwohl diese vereinfachte klassische Modellvorstellung wissenschaftlich als überholt gilt, hat sie im praktischen technischen Umgang durchaus noch ihre Bedeutung. Beispiel für eine modernere Be-trachtung der Mizellen findet sich in Abbildung 5.2.
Gel-Typ
GEL
Sol-Typ Maltene
Mizelle
SOL
Abbildung 5.1 Klassische vereinfachte Modellvorstellung zum Aufbau von Bitumen
3 Kolloide: (kolloid gr. = leimartig); Gemisch aus höhermolekularen festen Nano- bis Mikropartikel, dispergiert in niedermolekularem Gel. Wegen geringer Partikelgrösse sind kolloide Systeme Gemi-sche aus reiner Lösung und einer Emulsion (gröbere Partikel).
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Abbildung 5.2 Modell der Mizellen im Bitumen
5.2 Modellvorstellung: Struktur Polymerbitumen
Die Wirkungsweise polymermodifizierter Bindemittel ist wesentlich durch ihren strukturellen Aufbau sowie durch das mikro- und nanostrukturelle Zusammenwirken zwischen Polymer und Bitumen be-stimmt. Für Strassenbeläge und Abdichtungen wird typischerweise das Elastomer SBS (Styrol-Butadien-Styrol-Blockpolymer) beigegeben, welches eine sehr positive Wirkung auf die Elastizität ausübt, jedoch den Nachteil besitzt, dass es relativ oxidations- und temperaturempfindlich ist. Von geringerer Bedeutung sind EVA (Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer) und EPDM (Ethylen Propylen Dien Terpolymer). Im Strassenbau werden zum Bitumen ca. 5..8 M-% SBS Polymer und bei Dichtungs-massen (z.B. bei Dichtungsbahnen) ca 10...15 M-% SBS zugegeben Die Mischbarkeit spielt auf die Bindemittel-Eigenschaften eine grosse Rolle (z.B. Bitumen mit 4 M-% SBS,).
Das Plastomer APP (Ataktisches Polypropylen), spielt eine gewisse Rolle im Abdichtungssektor. Während Polymerbitumendichtungsbahnen mit SBS allgemein bei kalter Witterung wegen ihres guten Kältebiegeverhaltens leichter zu applizieren sind als APP-Produkte, erweisen sich APP-Produkte als widerstandsfähiger in heissem Klima, da APP bei hohen Temperaturen weniger oxidationsempfindlich ist. Die strukturelle Wirkungsweise von SBS und APP ist in Abbildung 5.3 schematisch dargestellt.
Poly- butadien
Isotaktisch
AtaktischAPP (Plastomer)
SBS (Elastomer) Maltene
APP
Poly- styrol
SBS-Block- polymer
A A
A A
A
A
A A
A A
A
A
A
A A
A
A
A
A A
A sphaltene
gut mischbar: schlecht mischbar:
Abbildung 5.3 Links: Modell der Struktur von APP und SBS; Rechts: Fluoreszenzmikroskopische Auf-nahmen von Bitumen mit 4 Masse% SBS
6 Charakterisierung und Prüfungen von Bitumen
Zur Charakterisierung des Gebrauchsbereichs dient in der klassischen Bitumentechnologie die sog. Plastizitätsspanne. Sie ist definiert als Temperaturbereich zwischen dem Erweichungspunkt Ring und Kugel (R&K) und dem Brechpunkt nach Fraass. Bezüglich Betriebszustand werden bestimmte Prü-fungen nach einer künstlichen beschleunigten „Alterung“ im Labor untersucht, z.B. nach allfälliger thermischer und oxidativer Schädigung im RTFOT (Rolling Thin Film Oven Test) 75 Minuten bei 163°C gemäss EN 12607-1.
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Tabelle 6.1 Klassische standardisierte Prüfungen für Bitumen (EN12591 und Vorwort SN670150-1)
Nutz-Phase
künstli-che
Alterung
Allgemeine Charakteri-sierung
Temperatur-Abnahme extrem heiss
heiss warm gemässigt kalt
Sicher- heit
Verarbeit-barkeit
Erweichungs-widerstand
Kriechen, Fliessen
Härtegrad Sprödigkeit Rissverhalt.
Anlie-ferung
keine Löslichkeit (EN 12592) Äussere Beschaffenheit
(EN 1425) Dichte (SN671 713b)
Paraffingehalt (EN 12606-1,-2)
Flamm- punkt
(EN 12591)
kinemat . Viskosität bei 135°C
(EN 12595)
Erweich-ungspunkt R&K
(EN 1427) Mass für obere
Gebrauchs-temp.
Dynam. Viskosität bei 60°C
(EN 12596)
Nadel-Penetra-
tion (EN 1426)
Brechpunkt nach Fraass (EN 12593)
Mass für untere Gebrauchs-
temp.
6.1 Penetrationsprüfung (EN 1426)
m=100g
Penetrationsnadel
T= 25°C
50mm lange Nadel Ø=1mm, die mit 100 g belastet 5s lang in das Bdm. eindringt.
Ergebnis: Weg in [0.1 mm]
Bis zu Pen=350 [0.1 mm] anwendbar.
Kleine Pen: hartes Bdm
Grosse Pen: weiches Bdm
Penetration stark abh. von Temp.
Pen nimmt mit zunehmender Mischdauer und bei Bitumen mit zunehmendem Alter ab.
Aus Mischgut rückgewonnenes Bitumen hat ca. um 20 [0.1mm] tiefere Pen als Original
Abbildung 6.1 Penetrationsprüfung
Bei der Klassifizierung von Bitumen werden jeweils zwei Penetrationswerte angegeben. Nach heute in der Schweiz gültiger Klassierung gemäss EN 12591 mit zugehörigem nationalem Vorwort SN 670 150-1 bezeichnet z.B. ein
Bitumen 50/70
ein Bitumen, welches bei 25°C einen Penetrationswert im Bereich von 50...70 besitzt. Die Klassie-rungsskala der Norm reicht von harten Bitumen 20/30 bis zu extrem weichen Bitumen 250/330
6.2 Erweichung Ring & Kugel Prüfung (EN 1426)
25.0mm
9.5mm
Indikator für Schmelzpunkt [°C]
Ca. obere Gebrauchstemp., d.h. obere Grenze d. Plastizitätsspanne
R&K steigt mit längerer Mischdauer
Cu-Zn Ring Øi=19.8mm (oben); Øi=15.9mm (unten) ; h=6.4mm
Nach Erkalten auf 5 °C in Flüssigkeit mit 5°C/min wärmen
Erweichungspunkt ist jene Temp., bei der 3.50 g Stahlkugel Ø=9.50 einen 25mm Bi-tumenbeutel gebildet hat Abbildung 6.2 Erweichungspunkt Ring und Kugel
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6.3 Brechpunkt nach Fraass (EN 12593)
40mm
36.5mm
Temperatur [°C], bei welcher definierter Bindemit-telfilm unter zyklischer Biegung reisst (Risswider-stand in der Kälte), d.h. untere Grenze der Plastizi-tätsspanne.
Bindemittelfilm auf 0.15mm dickes Blech aus Fe-derstahl (41 x 20mm) aufbringen
Abkühlen mit -1°C/min; dabei Blech um 3.5mm mit 3.5mm/11s zyklisch stauchen und entspannen; Pause zw. Zyklen 38s.
Die Temperatur beim ersten Riss, wird als Brech-punkt nach Fraass bezeichnet Abbildung 6.3 Brechpunkt nach Fraass
6.4 Dynamisches Scher-Rheometer DSR (EN 14770)
25mm
DSR
Bindemittel-Prüfkörper
Wasserbad
SinusoidaleLast
25mm
DSR
Bindemittel-Prüfkörper
Wasserbad
SinusoidaleLast
Platte-Platte-Viskosimeter:
Bdm. auf ± 0.1°C temperieren mit Ø=25 bzw. 8mm und Höhe h=1 oder 2mm lastgesteuert sinusförmig mit 10rad/s (ca. 1.59Hz) und Dehnungsamplitude von ca. 1% auf Torsion beanspruchen
Die dynamische Viskosität4 (Pas) ergibt sich aus Drehmoment M, Radius r, Bindemittelhöhe h und Kreisfrequenz
= 2Mh/(r4)) Abbildung 6.4 Dynamisches Scher-Rheometer
Mit dem DSR lässt sich für Bindemittel die wichtige viskoelastische Kenngrössen, z.B. der komplexe Schubmodul G*, bestimmen (Abbildung 6.5)
Spannung & Schiebung
sin 0sin t
Zeit t
Phasenwinkel
ImaginäreAchse
SpeichermodulReelle Achse
G”=I G*I sin ()Verlustmodul
G’=I G*I cos ()
T=2 / 1/f
Abbildung 6.5 Viskoelastische Kenngrössen bei schwingende Beanspruchung
Speichermodul (elastischer Modulanteil) G' = G* cos( [N/mm2] Verlustmodul (viskoser Modulanteil) G" = G* sin( [N/mm2]
Komplexer Modul (absoluter Modul): G* = 22 "G'G
Phasenwinkel = arc tan (G"/G')
Schwingungsviskosität '= G"/ , mit der Kreisfrequenz
4 Die kinematische Viskosität ist definiert als =/ wobei die Dichte des Bitumens bezeichnet
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Führt man die DRS Messungen bei verschiedenen Temperaturen unter Variation der Frequenzen durch, lassen sich daraus mit dem Zeit-Temperatur-Superpositionsprinzip durch temperaturabhängi-ge Horizontalverschiebung der verschiedenen frequenzabhängigen Kurven im doppeltlogarithmi-schen Raum um log aT (T)= log fr – log f sog. Masterkurven konstruieren, welche für eine bestimmte frei wählbare Referenztemperatur Tr den komplexen Modul in Funktion eines grossen Frequenzberei-ches beschreiben. Ein Beispiel findet sich in Abbildung 6.6.
T4
log(t), log(1/f)
log
(G),
log
(G*)
Tr
T3T2
T1
logaT(,T4)
logaT(,T3)
logaT(,T2)
logaT(,T1)
-3
-2
-1
0
1
-7 -5 -3 -1 1 3Log Frequenz [Hz]
Log G* [MPa]
Original, gemessenEingebaut, gemessenRTFOT, gemessen
Fug.Dichtungsm. FM5Tr=15°C
Abbildung 6.6 Beispiel Masterkurve (Referenztemperatur 15°C)
Es ist üblich die Daten aus einer solchen DRS Messreihe auch in sog. Black-Diagrammen und Cole-Cole-Diagrammen darzustellen (Abbildung 6.7).
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
10000000
100000000
0 20 40 60 80 100Phasenwinkel [°]
Komplexer Schubmodul G* [Pa] .
70C60C50C40C30C20C10C
Polymer-modifiziertesBitumen
Standard Bitumen
0.001
0.01
0.1
1
10
0.001 0.01 0.1 1 10
G" (MPa)
G' (MPa)
10 °C
20 °C
30 °C
40 °C
50 °C
60 °C
70 °C
DSR FM5
Abbildung 6.7 Beispiel Black Diagramm (links) und Cole-Cole Diagramm (rechts)
6.5 Rolling Thin Film Oven Test RTFOT (EN 12607-1)
Die zeitliche Veränderung bzw. Schädigung von Struktur und Eigenschaften eines Bindemittels infol-ge thermischer, klimatischer und chemischer Einwirkung wird allgemein als „Alterung“ bezeichnet. Wichtigster Fall der Alterung bei Bitumen ist die oxidative und thermische Verhärtung. Eine solche Verhärtung kann bereits während der Produktion eines bitumenhaltigen Werkstoffs, also bei relativ hohen Temperaturen im Bereich von etwa über 135°C, oder erst später im Gebrauch bei tieferen Ge-brauchstemperaturen etwa unter 60°C entstehen.
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Bindemittel max. 15min aufheizen, dann 75min unter konstantem Luft-strom bei 163°C thermisch heizen.
Rotation benetzt Innenwand Glas-gefäss
Masseänderung, Veränderungen von Pen., R&K, Visk. vor und nach Erhitzen im Ofen
Abbildung 6.8 Rolling Thin Film Oven Test
6.6 Kraftduktilität (EN 13589)
30mm
Kohäsions-Unterschied von Bitumen und Polymerbitumen
Energie, um bei 5°C mit 50mm/min eine Verlängerung von 200mm auf 400mm durchzuführen.
400mm
200mm
E F(s)ds
Nicht modifiziert: E < 3 Joule; PmB: E > 3 Joule
Abbildung 6.9 Prüfkörper und Auswertung der Kraftduktilität
7 Strassenbeläge
7.1 Übersicht
Strassenbeläge aus Asphalt bilden in der Schweiz heute den Normalfall. Sie sind aus Schichten aus Asphaltmischgut aufgebaut, welches aus mineralischen Zuschlagstoffen sowie Bitumen oder bi-tumenhaltigen Bindemitteln, allfälligen Zusätzen und Luft zusammengesetzt ist (Abbildung 7.1).
Die verschiedenen Arten von Asphaltmischgut bilden gemäss SN 640 420 sog. Mischgutgruppen (z.B. Asphaltbeton AC, Splittmastixasphalt SMA), welche ihrerseits in Mischgutsorten (z.B: AC 11, MA 8) entsprechend dem oberen Nennwert der grössten Mineralstoffkörnung eingeteilt sind. Aufgrund der Beanspruchung (leicht L, mittel N, stark S, sehr stark H) wird Asphaltmischgut zudem in sog. Mischguttypen (z.B. AC 11 S) eingeteilt.
Mischgutgruppe, Schicht, Nennwert, Mischguttyp
AC T 16 S, PA S 22 N, SMA 11 S
Mischgutsorte
AC Asphaltbeton AC EME Hochmodulasphaltbeton (EME: enrobé à module élevé) AC MR Rauasphalt HRA Hot Rolled Asphalt (HR) in der Schweiz nicht normiert:
Anerkennungsnotiz EN KMF Bitumenhaltige Kaltmischfundationsschicht MA Mastixasphalt (bzw. Gussasphalt GA) OB Oberflächenbehandlung, Kaltmikrobelag Slurry PA Offenporiger Asphalt (bzw. Drainasphalt DRA) SMA Splittmastixasphalt
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Asphalt Mastix
OffenporigerMacadam
MA AC SMA PA100%
80%
60%
40%
20%
0%
Füller
Bindemittel
Luft
Sand
Splitt
Weichmastix
HRA
Mörtel
Vo
lum
ena
ntei
l
ACMR
HRA: Hot Rolled Asphalt
MA: Mastixasphalt
AC: Asphaltbeton
SMA: Splittmastix
PA: Offenporiger Asphalt
Abbildung 7.1 Volumetrische Zuordnung und Oberfläche von Belägen: HRA Hot Rolled Asphalt; MA: Mastixasphalt (dicht); AC: Asphaltbeton; ACMR Rauasphalt SMA=Splittmastixasphalt; PA= offenpori-ger Asphalt (Füller =Gesteinsmehl <0.063mm, Sand 0.063...2mm Splitt>2mm)
Typische Korngrössenverteilungen für die einzelnen Mischguttypenmit dem nominellen Maximalkorn von 11mm enthält Abbildung 7.2.
Abbildung 7.2 Vergleich typischer Siebkurven verschiedener Asphaltbeläge mit Grösstkorn 11mm
Die strukturelle Tragfunktion wird bestimmt durch die in Tabelle 7.1 dargestellten drei Grundprinzi-pien, die auf Klebung, Reibung und Abstützung beruhen und entsprechend eher viskoses, plastisches und elastisches Verhalten bewirken.
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Tabelle 7.1 Grundprinzipien und Modellmechanismen des strukturellen Tragverhaltens
Prinzip: Klebung Reibung Abstützung Verhalten: Viskos Plastisch Elastisch
Modell:
Massgebend: Bindemittel Schub zw. Gesteinskörnern Seitl. Stützrand, Korn-zu-Korn KontaktBeispiel: MA, HRA AC SMA, PA
Konzept Mastix-Konzept Packungskonzept Stützgerüstkonzept
7.2 Einbau, Verarbeitung
Asphalt wird in der Regel im Asphalt-Werk vorgemischt und dann vor Ort verarbeitet. Je nach Schicht kann mehr oder weniger Ausbauasphalt als Recyclat beigemischt werden. In der obersten Deck-schicht werden kalt bis zu 15 M-% und warm bis zu 30 M-% zugegeben. In tiefer liegenden Trag- und Fundationsschichten kann mehr als das Doppelte an Ausbauasphalt beigegeben werden. Der Misch-prozess findet typischerweise auf der Mischanlage (Mix in Plant) und in Spezialfällen auch vor Ort (Mix in Place) statt (Abbildung 7.3).
Abbildung 7.3 Einfluss von Herstellung, Einbau, Gefüge und Temperatur auf das Mischgut
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Die Temperatur spielt bei der Herstellung aus energetischen Gründen aber auch wegen des CO2 Ausstosses eine immer wichtigere Rolle (Abbildung 7.4). Es existieren bereits zahlreiche energiere-duzierende Konzepte, doch sind die Qualitätsunterschiede noch beträchtlich.
MA Mastixasphalt 200-250°C
HMA Heissmisch-Asphalt 150-200°C
WMA Warmmisch-Asphalt, ca. 130°C (z.B. Wachszusätze, Schaumbitumen)
HWMA Halbwarmmisch-Asphalt <100°C (z.B. Schaumbitu-men)
CMA Kaltmisch-Asphalt Umge-bungstemperatur (z.B. Emul-sionen)
Abbildung 7.4 Einfluss der Mischguttemperatur auf Energieverbrauch bzw CO2 Ausstoss
7.3 Prüfungen
7.3.1 Volumetrische Kenngrössen
Zur Charakterisierung von Asphalt werden u.a. folgende volumetrische Kenngrössen verwendet:
Rohdichte mm [M-%]: Asphalt-Masse ohne Hohlräume, bezogen auf dessen Volumen mmm
Raumdichte mb [M-%]: Asphalt-Masse inkl. Hohlräume, bezogen auf dessen Volumen mmm
Bindemittelgehalt B [M-%]: Bindemittel-Masse mb im Mischgut bezogen auf die Ge-samtmasse mmm
Hohlraumgehalt H: Hohlraum-Volumen bezogen auf Gesamtvolumen des Asphaltes [V-%]
Verdichtungsrad VG [-%]: Raumdichte der eingebauten praxisverdichteten As-phalt-Schicht mb,s bezogen auf Raumdichte des ent-sprechenden Marshallprüfkörpers mb,M
Bindemittelausfüllungsgrad VBF [V%]: Prozentualer Anteil der mit Bindemittel gefüllten Hohl-räume im Mineralstoffgerüst
7.3.2 Marshall-Prüfung SN670 434 (EN12697-34)
Beim Marshallversuch werden die einzelnen Prüfkörper während 40...60 Minuten bei 60 °C im Was-serbad gelagert und anschliessend mit 50mm/min über zylindrische Halbschalensegmente in radialer Richtung bis zum Bruch belastet. Die Krafteinleitung bewirkt einen relativ komplexen Spannungs- und Verformungszustand, weshalb das Resultat der Prüfung nicht als Spannungs-Dehnungsdiagramm dargestellt werden kann. Die maximale Bruchkraft des Prüfkörpers wird als Stabilität-Marshall S (bisweilen auch SM) in [kN] und die zugehörige Verformung als Fliessen-Marshall F (bisweilen auch FM) in [mm] bezeichnet. Weitere Kenngrösse ist der tangentiale Fliesswert Ft (Abbildung 7.5).
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kN
mm
S
Ft
F
kN
mm
S
Ft
F
kN
mm
S
Ft
F
kN
mm
S
Ft
F
Abbildung 7.5 Marshall-Prüfmaschine und schematisches Resultat
8 Polymerbitumen-Dichtungsbahnen (PBD, SIA 281)
8.1 Übersicht
Bei PBD handelt es sich um ein flexibles, bahnenförmiges industriell hergestelltes Abdichtungsmate-rial bestehend aus einer Polymerbitumen-Dichtungsmasse und einer oder mehreren darin eingebette-ten Trägereinlagen. Im Vergleich zum Polymer-Bitumen für den Strassenbau, ist der Polymeranteil etwa doppelt so gross. Zudem werden nicht nur SBS sondern auch andere Polymere (z.B. APP) ver-wendet. Bitumenbahnen werden meist heiss durch Flämmen oder mit Heissluftlanze appliziert. Sie können aber auch mittels Haftvermittler (z.B. Emulsionen) aufgeklebt werden (Abbildung 8.1).
Abbildung 8.1 Verschweissen und Heissverkleben von Bitumenbahnen
Um den zahlreichen Anwendungen gerecht zu werden, ist heute eine Vielzahl unterschiedlicher PBD auf dem Markt, die sich unterscheiden hinsichtlich
Dicke (von 2 bis 5mm),
Art der Trägereinlagen Art des Oberflächenschutzes, z.B. Bestreuung mit Mineralstoffen (Talk, Feinsand, Schiefer-
schuppen) oder Folien aus Metall (Aluminium, Kupfer etc.) und Plastik, Art der Dichtungsmasse: Polymerbitumen (PmB) mit APP (Ataktisches Polypropylen oder mit
SBS (Styrol-Butadien-Styrol Block-Copolymer)
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Je nach PBD-System werden entweder alle Lagen oder nur einzelne Lagen ”reissfest” ausgebildet. Die Art der Trägereinlagen ist für das mechanische Verhalten und die Funktionstüchtigkeit von erheb-licher Bedeutung. In der Abbildung 8.2 ist beispielsweise deutlich sichtbar, dass das Glasgittervlies von PBD2 dazu beiträgt, dass im elastischen Bereich verglichen mit PBD1 relativ grosse Zugkräfte aufgenommen werden können
.
T=23°C, 100mm/min PBD Breite:50mm
0.00
0.50
1.00
0 20 40 60
Dehnung (%)
Zug
kra
ft (
kN)
PBD1 (P)
PBD2 (P,GV)
Polyestervlies 200g/m2
Glasgemischgewebe
Abbildung 8.2 Kraft-Wegdiagramm von PBD im Zugversuch: PBD1 mit Polyestervlies (P) und PBD2 mit Polyestervlies und Glasgittervlies (GV)
Im Bereich Brückenabdichtung werden in der Schweiz ausschliesslich elastische (SBS) und plasti-sche (APP) Polymerbitumen-Dichtungsbahnen eingesetzt. Sie bestehen aus einer oder mehreren Trägereinlagen, die beidseitig mit Polymerbitumen beschichtet werden (Tabelle 5.1). Die Oberseite der Dichtungsbahnen wird im Sinne eines Oberflächenschutzes mit mineralischem Schiefer, Sand oder Talk abgestreut und die Unterseite meistens mit Plastikfolie oder Talkum abgedeckt. Je nach PBD werden bei Bedarf auch noch andere Schichten eingebaut, sei es um den Widerstand gegen Wurzeldurchwuchs zu erhöhen oder die Wasserdampfdiffusion zu reduzieren
Tabelle 8.1 Funktioneller Aufbau für einlagige und mehrlagige PBD (PmB: Polymerbitumen)
Schichten einlagig Schichten mehrlagig Funktion
Oberflächenschutz Oberflächenschutz Schutz: Sonne (UV), Alterung, mechan. Beschädigung, Feuer- & Hitze, Verkleben in der Rolle, Aufsteigen von PmB bei MA Einbau
Obere PmB-Schicht (mit Füller)
Obere PmB.-Schicht (mit Füller)
Abdichtung, Dampfbremse, Wurzelwiderstand, Schweissbarkeit
Trägereinlage (z.B. PE) Verstärkungseinlage (z.B. Glas)
Träger für PmB-Schichten, Dimensionsstabilität, Temp.ausdehnung, Reissfestigkeit, mech. Befestigung, Wurzelwiderstand
Mittlere PmB-Schicht (mit Füller)
Abdichtung, Dampfbremse, Wurzelwiderstand, Schweissbarkeit
Trägereinlage (z.B. PE)
Träger für PmB-Schichten, Dimensionsstabilität, Temp.ausdehnung, Reissfestigkeit, mech. Befestigung, Wurzelwiderstand
Untere PmB-Schicht (mit Füller)
Untere PmB-Schicht (mit Füller)
Abdichtung, Dampfbremse, Wurzelwiderstand, Schweissbarkeit
Unterbestreuung bzw. Abdeckfolie
Unterbestreuung (Ab-deckfolie)
Verkleben in der Rolle; keine Beeinträchtigung des Verbundes beim Schweissen
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8.2 Bezeichnungen nach SIA 281 (2007)
Erster Buchstabe (gross): Art des Bitumens: O Oxidationsbitumen; E Elastomerbitumen; P Plastomerbitumen
Zweiter Buchstabe (gross): Trägereinlage. Weitere Einlagen werden durch ein Komma abgetrennt: P Polyestervlies; V Glasvlies; G Glasgittervlies; W Glasgewebe; A Aluminiumfolie; J Jutege-webe; K Kupferfolie; T PET-Folie bzw. –Vlies; C Kohlenfaser; M Composite
Zahlengruppe: Dicke, d.h. auf 0.1 mm gerundeter Nennwert des Herstellers.
Dritte Buchstabengruppe (klein): Art der Oberflächenausrüstung an der Oberseite (erster Buchsta-be) und an der Unterseite (zweiter Buchstabe):
t Talk bzw. Talk-Sand-Gemisch; s Feinsand; a Schieferschuppen oder Granulat; m Metallfolie; f Flammfolie; e PET-Folie bzw. –Vlies; p PP-Folie bzw. –Vlies
Allenfalls vierte Buchstabengruppe (gross): spezielle Zuordnungen: WF für den Einsatz in wurzelfesten Systemen; MA für den Einsatz unter Gussasphalt; AC für den Einsatz unter Asphaltbeton
Zusätzlich zur Produktebezeichnung wird in Klammer das oder die Anwendungsgebiet(e) gemäss Tabelle 8.2 angegeben.
Tabelle 8.2 Ausführungs- und Anwendungsgebiete nach SIA 270
Gruppe, Abdichtungen … Anwendungsgebiet Systemnormen …von Hochbauten AA11 unter Schutz- & Beschwerungsschicht (ohne Nutzung).
unter Nutzschicht begeh- & befahrbar SIA 271, 273, 274
AA22 ohne Schutz- & Beschwerungsschicht (Nacktdach) der Witterung ausgesetzt
SIA 271, 274
AA33 mechanisch befestigt AA44 Nassräume
… & Entwässerungen von Bauten unter Terrain & im Untertagbau
BB11..11 in Unterterrain-Abd. geg. nichtdrück. & drück. Wasser SIA 272, 274
BB11..22 Tagbau- & Tiefbau BB22 Untertagbau BB33 Erdverlegte Wasserbecken & Staudämme BB44 Kanäle BB55 Schwimmbecken BB66 Reservoirs BB77 Klärbecken
… v. befahrenen Flächen CC11 Verkehrsflächen aus Asphaltbelägen auf Betonbrücken SN 640450
CC22 Befahrbare Flächen im Hochbau SIA 273, 274
CC33 Abdichtungen unter Verkehrsflächen - … gegen Wasserdampf DD Wand, Boden, Dach SIA 232,
271,252,274 …gegen aufsteig. Feuchtigkeit EE Mauerwerk SIA 272
… in Deponien FF Flüssig- & Feststoffabfalldeponie SIA 203 … von Steildach & Aussenwand GG Unterdach im Steildach
Aussenwand (hinterlüftete Fassade) SIA 232, 233
Beispiel: Es bedeutet z.B. E P,V – 5.0 – tf MA (C1):
E: Elastomerbitumen P,V: Polyestervlies (Trägereinlage) und Glasvlies (zusätzliche Trägereinlage) – 5.0: Dicke 5.0 mm - tf: Talk-Sand (Oberflächenausrüstung an der Oberseite) und Flammfolie (Oberflächenausrüstung an der Unterseite) MA: Einsatz unter Gussasphalt, (C1): Bitumenbahnen unter Verkehrsflächen aus Asphaltbelägen auf Betonbrücken.
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8.3 Herstellung
Bei der Herstellung der Bitumenbahnen werden zunächst gemäss Abbildung 8.3 die Trägereinlagen vorgetrocknet und in einer Tränkwanne mit 180°C...200°C erhitztem Bitumen imprägniert. Anschlies-send wird das überschüssige Bindemittel durch zwei Druckrollen abgepresst. Nach einem Vorrats- und Ausgleichshang durchläuft der getränkte Träger die Beschichtungswanne, wo die Polymerbitu-men Dichtungsschichten aufgebracht werden. In der darauf folgenden Bestreuungsanlage (dem sog. Bestreuungsstuhl) wird die Bitumenbahn ein oder beidseitig mit einer Oberflächenschutzschicht be-streut. Schliesslich durchläuft die Bahn eine aus mehreren Kühlwalzen bestehende Kühlstrecke bevor sie bei Raumtemperatur den Fertigungsausgleich erreicht, welcher das letzte Produktionsstadium vor Zuschnitt, Wicklung und Verpackung darstellt.
Abbildung 8.3 Schematische Darstellung der Herstellung von Bitumenbahnen
8.4 Prüfungen
8.4.1 Auswahl der wichtigsten Prüfungen
Für die Qualitätssicherung aber auch für die Sicherung der Funktionstüchtigkeit sind in den Europäi-schen Normen zahlreiche Prüfungen vorgesehen. Einige sind in Tabelle 8.3 Auswahl wichtiger Prü-fungen für PBD aufgeführt.
Tabelle 8.3 Auswahl wichtiger Prüfungen für PBD
Eigenschaften Prüfungen EN
Zug- Dehnverhalten Reisskraft und -dehnung 12311-1
Masshaltigkeit Dimensionsstabilität 1107-1
Wärmestandfestigkeit Fliessverhalten bei erhöhter Temperatur 1110
Kaltbiegeverhalten Biegeverhalten bei tiefen Temperaturen 1109
Widerstandes gegenüber dynamischem Wasserdruck nach Schadenvorbeanspruchung
Mechanische Durchschlagsfestigkeit 14694
Wasserdampfdurchlässigkeit Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit 1931
Rissüberbrückung bei Betonbrücken Zyklischer Widerstand gegen Durchreissen 14224
Durchwurzelung Wurzeldurchwuchs 13948
Schubfestigkeit Schubverhalten 13653
Verhaltens von Bitumenbahnen bei Anwendung von Gussasphalt
Beständigkeit der PBD beim MA-Einbau 14693
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Die Prüfungen der Polymerbitumendichtungsbahnen hängt eng mit den möglichen Schadensmecha-nismen zusammen (Tabelle 8.4)
Tabelle 8.4 Schadensarten und allg. Anforderungen
Schadensart Definition Anforderungskriterien
Schiebungen/
Ablösungen
Ein oder mehrere PBD rutschen im Uberlappungsbereich ab bzw. lösen sich ab
Viskosität, Kriechen
Nahtöffnung Nicht oder nur schwach verbundene Nähte ermöglichen das Ein-dringen von Wasser und führen zu Undichtigkeit
Nahtverbund, Adhäsion
Blasen Zwischen dichten Schichten eingeschlossener Raum, der z.B. mit Wasser oder Lösemitteldampf gefüllt ist
Wasserdichtigkeit, Wasser-absorption
Risse Trenn- bzw. Bruchstelle infolge thermisch induzierter Spannung im Material oder Bewegungen im Polymerbitumen
E-Modul, Biegeverhalten
Schrumpfen Materialverkürzung durch thermische Einwirkung sowie durch Ab-gabe flüchtiger Anteile, die zu Rissen führt.
Alterung, Phasentrennung
Sprödrisse Risse infolge Versprödung der PBD (vor allem bei niederen Tempe-raturen)
Biegung bei niedriger Temp.
Perforation Löcher, häufig erzeugt durch Begehen von Dächern z.B. anlässlich von Unterhaltsarbeiten (z.B. Air Conditioning)
Perforation
Windschäden Reissen der PBD durch windinduzierte Beanspruchung Reissfestigkeit
Randablösung Tritt an den Rändern der PBD auf dem Dach auf, z.B. and Wandan-schlüssen, Schächten, Dehnungsfugen, etc.
Adhäsion, Biegeverhalten, Kompatibilität
8.4.2 Bestimmung des Zug- Dehnverhaltens (EN 12311-1)
Diese Prüfung dient zur Ermittlung der Reisskraft und Reissdehnung einer Dichtungsbahn unter Zug-beanspruchung in Längs- und Querrichtung. Es handelt sich dabei um charakterisierende Kennwerte, welche für die Praxis vor allem im Hinblick auf die Verlegung und das Verhalten am Bauwerk von Bedeutung sind. Als Reisskraft wird die maximale Zugkraft bezeichnet (bezogen auf die Streifenbrei-te), als Reissdehnung die dazugehörige Längenänderung. Die Prüfung wird bei einer Temperatur von 23°C an 50mm breiten und 400mm langen Streifen mit einer Verformungsgeschwindigkeit von 100 mm/min durchgeführt. Die Einspannzone beträgt 100mm und die Messlänge lo=200mm.
Abbildung 8.4 Bestimmung des Zug-Dehnverhaltens (Reisskraft- Reissdehnung) nach EN 12311-1
8.4.3 Wärmestandfestigkeit (EN1110)
Bei erhöhter Temperatur und in Abhängigkeit vom Gefälle der abzudichtenden Fläche sowie der Art der Dichtungsbahn kann die Dichtungsmasse in der Praxis zu fliessen beginnen. Dieses mit Blick auf die Gebrauchstauglichkeit wesentliche Phänomen wird mit der Prüfung des Fliessverhaltens bei er-
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höhter Temperatur (Wärmestandfestigkeit) an Prüfkörpern 100 x 100mm beurteilt. Bestimmt wird das Fliessverhaltens der Dichtungsmasse in Längsrichtung an der Ober- und Unterseite von Bitumendich-tungsbahnen bei einer je nach Anwendungsbereich und Dichtungsbahntyp gegebenen Prüftempera-tur (meist über 80°C). Die Prüfkörper werden während 2 h bei der Prüftemperatur im Wämeschrank aufgehängt. Messgrösse ist das Abrutschmass l, d.h. der maximale Abstand zwischen den Unter-kanten der beiden Markierungslinien auf Ober- und Unterseite des Prüfkörpers (Abbildung 8.5).
Abbildung 8.5 Bestimmung der Wärmestandfestigkeit bzw das Abrutschmass nach EN1110
8.4.4 Kaltbiegeverhalten (EN 1109)
Diese Prüfung dient zur Bestimmung des Biegeverhaltens bzw. der Flexibilität der Dichtungsbahn bei tiefen Temperaturen, einer Problemstellung, die sich vor allem auf Transport und Lagerung der Dich-tungsbahnrollen, aber auch auf konstruktiv heikle Details, z.B. bei klimatisch exponierten Randab-schlüssen, bezieht. Die Dichtungsbahnstreifen 140 x 50mm werden in Längsrichtung bei -5°C an Bahnoberseite bzw. bei -10°C an Bahnunterseite um einen zylindrischen Dorn von 30 mm Durchmes-ser (y) mit einer Dorngeschwindigkeit von 6mm/s gebogen. Die Prüfung gilt als bestanden, wenn die Biegung um den Dorn visuell weder eine Rissbildung an der Oberfläche noch eine Trennung der Dichtungsmasse von der Trägereinlage verursacht hat. (
Abbildung 8.6).
Abbildung 8.6 Kaltbiegeverhalten nach EN1109
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8.4.5 Widerstand gegen Durchwurzelung (EN13948)
Aufgrund ihres organischen und viskosen Charakters können Bitumenbahnen bei Dachbegrünungen mit der Zeit von Wurzeln durchstossen bzw. im Bereich der Nähte horizontal von Sprossausläufern (Rhizomen) unterwachsen und dadurch in ihrer Abdichtungsfunktion erheblich beeinträchtigt werden. Hinsichtlich Durchwurzelung kritisch sind beispielsweise Lupinie, Feuerdorn und Grau-Erle, während hatnäckige Rhizome z.B. von Kriech-Quecken (Süssgrass) gebildet werden. Bitumenbahnen, welche die Prüfung nach EN13948 bestehen, werden als wurzelfest mit dem Prädikat WF bezeichnet.
Die 2-jährige Prüfung wird bei einem Tagesgang zwischen 16°C und 18°C in einem Gewächshaus an Gefässen 800 x 800 x250 mm durchgeführt, die mit 5 gegenseitig verschweissten Bahnstücken derart ausgelegt sind, dass pro Gefäss 4 Wand-Ecknähte, 2 Boden-Ecknähte und 1 T-Nahtstelle ausgeführt werden (Abbildung 8.7). Die Gefässe werden in definierter Weise mit Wachtums-Substrat (pH=6.2) aus 70%Torf und 30% Blähton gefüllt und jeweils mit vier Testpflanzen Feuerdorn Pyracantha cocci-nea 'Orange Charmer' bestückt, die bei definierter Düngung und Bewässerung auch im Winterhalb-jahr bei Temperaturen 16..18°C ein gutes Wachstum aufweisen (Abbildung 8.8).
Eine Bahn bzw. Beschichtung gilt als wurzelfest wenn in allen Prüfgefässen nach Ablauf der Ver-suchsdauer keine Wurzeleindringungen sowie keine Wurzeldurchdringungen festzustellen sind.
950
800
TT--NahtNahtTT--NahtNaht
BodenBoden--EcknahtEcknahtBodenBoden--EcknahtEcknaht
WandWand--EcknahtEcknahtWandWand--EcknahtEcknaht
1300
Abbildung 8.7 Gründach Empa (links), Prüfkörper vor und nach Auslegen im Gefäss (rechts)
Abbildung 8.8 Wurzeldurchwuchs Besispiele (links), Feuerdorn (rechts
8.4.6 Ausführungskontrolle auf der Baustelle
Wesentlich sind für eine Funktionierende Abdichtung sind jedoch auch sorgfältige Ausführungskon-trollen auf der Baustelle. Hinweise enthält Tabelle 8.5.
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Tabelle 8.5 Ausführungskontrolle
Kriterien Folgeschäden Massnahmen
Qualität und Eignung der PPBBDD
Allgemeine Schäden (Blasen, Undicht-werden, Alterung) können kurzzeitig nach Einbau oder später auftreten
Die PBD müssen die SIA-Anforderg. für Anwen-dungsgebiet und -zweck erfüllen. Zusatzprüfun-gen z.B. Verträglichkeit etc.
Zustand und Beschaf-fenheit der BBeettoonnuunn--tteerrllaaggee
Ablösung der PBD aus dem Beton, Blasenbildung unter PBD
Prüfen v. Festigkeit, Beschaffenheit der Oberflä-che, Porosität, Betonfeuchtigk.
Qualitätsmanagement bei Ausführung & Prü-fungen nach PPBBDD--AApppplliikkaattiioonn
Blasenbildung, Schrumpfung, schlechte Haftung, Zersetzung der Polymere in der Deckmasse etc.
Einhalten der Ausführungvorschrift und Prüfen der Haftung auf dem Beton nach der Applikation
Qualitätsmanagement bei Ausführung des BBeellaagg--EEiinnbbaauuss
Blasenbildung, Schrumpfung der PBD, & andere einbaubedingte Folgeschäden von PBD u. Belag
Einhalten der Ausführungvorschrift
9 Belagselemente für Betonbrücken
9.1 Allgemeiner Aufbau
Brückenbeläge für Betonbrücken haben hinsichtlich Sicherheit, Abdichtungsfunktion, Standfestigkeit und Dauerhaftigkeit besonders hohen Anforderungen zu genügen, da Brücken allgemein neuralgi-sche Punkte im Verkehrsnetz darstellen, wo eine ausgeprägte Konzentration und Kanalisation des Verkehrs häufig unter extremen Klimabedingungen erfolgt. Ein Versagen der Belagssysteme erfordert nicht nur aufwendige, komplexe Massnahmen zur Instandsetzung der Beläge sondern kann auch erhebliche Kosten aufgrund abdichtungsbedingter Schäden an tragenden Teilen der Brückenkon-struktion erzeugen. Wie in Abbildung 9.1 schematisch abgebildet, besteht ein typischer Asphaltbelag auf Brücken aus folgenden Elementen
Brückenplatte Betonuntergrund (einschliesslich Reprofilierung) mit Haftvermittler
Abdichtungsschicht für
o Rissüberbrückung
o Schutz vor Blasenbildung
o Aufsteigen von Feuchtigkeit (evtl. zusätzliche darunterliegende Dampfdruckentlas-tungsschicht)
o Betonschutz gegen Eindringen von Wasser von oben.
Asphalt Binder/Schutzschicht zur Lastverteilung und zum Schutz der Abdichtungsschicht
Asphalt–Deckschicht zur Lastverteilung und Fahrsicherheit
Flexible Asphalt-Fahrbahnübergänge zur Aufnahme der Brückenbewegungen
Fugen (Fugen an der Brüstung)
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FugeFlexibler Asphalt-Fahrbahnübergang Asphalt–Deckschicht
Asphalt Binder/Schutzschicht
Abdichtungsschicht
Betonuntergrund
Abdeckblech
Abbildung 9.1 Belagselemente für Betonbrücken
Systemaufbauten für Brückenbeläge sind in der Norm SN 640450 festgelegt. Demnach besteht die Asphaltdeckschicht in der Regel aus einer MA Deckschicht auf einer MA Schutzschicht mit darunter-liegender Polymerbitumenbahn auf einer zweischichtigen Epoxiversiegelung. In der Norm sind aber auch Aufbauten mit Deckschicht aus AC, MR und SMA sowie mit ACT Schutzschicht zugelassen. Allgemein müssen Brückenbeläge samt Fahrbahnübergängen folgende Anforderungen erfüllen:
Sicher und umweltfreundlich, d.h. eben, griffig (Regen, Schnee, Eis), leise, Feuer resistent,..
Wasserdicht (Bauwerksschutz, Streusalz), rasch entwässernd
Dauerhaft (z.B. Temperatur, UV Strahlung, Abriebfest,..)
Widerstand gegen Temperatur-Bewegungen der Brücke und dynam. Verkehrslasten ohne
o Verlust des System-Verbundes
o Kälte- und Ermüdungs-Risse
o Verlust der Stabilität im Sommer
Unterhaltsarm, leicht reparierbar und rasch wiederbefahrbar
Ökonomisch und leichter Einbau
9.2 Flexible Fahrbahnübergänge aus Polymerbitumen
Flexible Fahrbahnübergänge aus Asphalt mit Polymerbitumen dienen der Überbrückung und Abdich-tung von direkt befahrbaren Fugen bei Brücken und anderen Ingenieurbauwerken. Sie sind relativ einfach und einzubauen bzw. zu erneuern. Ihre dämpfenden Eigenschaften reduzieren den Effekt von Überfahrstössen und wirken daher positiv auf Fahrkomfort und Lärmreduktion (Abbildung 9.2).
-10.0...+20mm<5mm
+40°C-10°C
--
APJ -FillingAPJ -Filling
Fugenmulde 500mmMuldenflanke
Fugenspalt 10...60mm
a=70..160mm
Widerlager-Konstruktion
Anschluss-streifen PBD
Oberflächenabschluss Muldenfüllung
Trag-Konstruktion
Belag MA
Fixierstift Gewebeeinlage
Abdeck-Streifen
Dichtungsprofil
Muldenboden
Evtl. Stumpfstoss PBD
PBDb b
Haftstrecke b a
-10.0...+20mm<5mm
+40°C-10°C
--
APJ -FillingAPJ -Filling
Fugenmulde 500mmMuldenflanke
Fugenspalt 10...60mm
a=70..160mm
Widerlager-Konstruktion
Anschluss-streifen PBD
Oberflächenabschluss Muldenfüllung
Trag-Konstruktion
Belag MA
Fixierstift Gewebeeinlage
Abdeck-Streifen
Dichtungsprofil
Muldenboden
Evtl. Stumpfstoss PBD
PBD
-10.0...+20mm<5mm
+40°C-10°C+40°C-10°C
--
APJ -FillingAPJ -Filling
Fugenmulde 500mmMuldenflanke
Fugenspalt 10...60mm
a=70..160mm
Widerlager-Konstruktion
Anschluss-streifen PBD
Oberflächenabschluss Muldenfüllung
Trag-Konstruktion
Belag MA
Fixierstift Gewebeeinlage
Abdeck-Streifen
Dichtungsprofil
Muldenboden
Evtl. Stumpfstoss PBD
PBDb b
Haftstrecke b a
Abbildung 9.2 Begriffe und schematischer Aufbau eines Fahrbahnüberganges aus Polymerbitumen einschliesslich wichtigster Leistungsmerkmale