Ausgangslage
Die EN 12697-12 wurde im Januar 2005 als SN 670 412 in der Schweiz eingeführt. Die in dieser Norm beschriebene Prüfung der Wasserempfindlichkeit von Asphaltprüfkörpern beruht auf den Vergleich der Spaltzugfestigkeit von Prüfkörpern welche einerseits an der Luft andererseits im Wasser gelagert wurden. Um den Einfluss der Wasserlagerung optimal anzusprechen werden Prüfkörper mit einem relativ hohen Hohlraumgehalt hergestellt. Somit kann das Wasser in die Prüfkörper eindringen, was zu einer sehr grossen Kontaktfläche Wasser-Bindemittel führt. Der Einfluss des Hohlraumgehaltes auf das Prüfergebnis ist entsprechend gross. Um diese hohen Hohlraumgehalte zu erreichen legt die EN 12697-12 eine Verdichtungsenergie fest welche mit 2x25 Schlägen wesentlich tiefer liegt als dies bei der Marshallverdichtung üblich ist (2x50 Schläge).
Die Anforderungen an das Verhältnis der Spaltzugfestigkeit mit/ohne Wasserlagerung wurde in der SN 640 431-1-NA „Mischgutanforderungen: Teil 1 Asphaltbeton“ anfänglich als „provisorische Anforderung“ definiert da zuwenig Erfahrungen vorlagen. In der späteren Version der SN 640 431-1b-NA vom Februar 2008 wurde die Anforderung nicht mehr als „provisorisch“ bezeichnet da mittlerweile genügend Erfahrungen vorlagen.
In der Version 2008 der EN 12697-12 wurde nun die Verdichtungsenergie von 2x25 auf 2x35 Schlägen und von 40 auf 50 Gyrator-Drehungen erhöht. Da der Einfluss dieser Änderung auf das Untersuchungsergebnis zurzeit nicht bekannt ist, hat die Expertenkommission EK 5.09 „Mischgut, Prüfverfahren“ beschlossen, die revidierte EN 12697-12: 2008 nicht einzuführen solange keine Erfahrungswerte über den Einfluss der um 40% bzw. um 25% erhöhten Verdichtungsenergie vorliegen.
Stand des Wissens
In [2] wurde der Hohlraumgehalt in Abhängigkeit der Anzahl Schläge auf unterschiedlichen AC F Mischgutsorten untersucht. Die Schlagzahlen variierten zwischen 2x5 bis 2x50. Aus dieser Arbeit kann abgeleitet werden, dass die Zunahme von 2x25 auf 2x35 Schläge eine Reduktion des Hohlraumgehalts von 10% auf 8% bedeuten könnte.
Aus einer Gyrator-Verdichtungskurve eines AC EME 22 C1 ist zu entnehmen, dass sich der Hohlraumgehalt von 8,5% auf 7,7% nach 40 bzw. 50 Gyrator-Drehungen reduziert.
Beide Beispiele zeigen, dass durch die neu eingeführte Zunahme der Verdichtungsenergie, eine absolute Reduktion des Hohlraumgehalts von mindestens 1% zu erwarten ist; die relative Veränderung beträgt ca. 20%.
Theoretisch sollte ein dichteres Mischgut eine höhere ITSR aufweisen. In der Praxis aber ist ein solcher Zusammenhang nicht eindeutig nachgewiesen worden. Im SHRP Report [1] sind mehrere Untersuchungen zitiert, die sich zum Teil widersprechen. In [2] zeigt die untersuchte Mischgutsorte AC F mit einem variierenden Hohlraumgehalt zwischen 9 und 14 Vol.-% keine bedeutende Abhängigkeit der ITSR. Dieses Ergebnis könnte dadurch erklärt werden, dass bei hohen Hohlraumgehalten die Wasserempfindlichkeit in etwa konstant bleibt. Eine ähnliche Beobachtung gilt für Hohlraumgehalte kleiner 6% [1]. Somit ist eine deutliche Abhängigkeit der Wasserempfindlichkeit nur bei einem Hohlraumgehalt zwischen 6%...10% zu erwarten; also ganz besonders dann, wenn die Verdichtung schon einigermassen fortgeschritten aber noch nicht vollendet ist. Um diese Hypothese zu untermauern ist aus [3] zu entnehmen, dass die ITSR mit steigendem nominellem Hohlraumgehalt von 5%, 7% und 11% deutlich abnimmt. Die gleiche Feststellung kann aus den Daten aus [4] entnommen werden: eine Zunahme des Hohlraumgehalts von 6.3% auf 7.4% bewirkt eine Abnahme der ITSR von 67% auf 55%.
Allgemein betrachtet, lässt sich jedoch der Einfluss der hier vorgesehenen Veränderung der Verdichtungsenergie aus der Literatur nicht ableiten.
Vorgehen
Schritt 1
Um einen Überblick zu gewinnen, würde zu Beginn die Wasserempfindlichkeit in einer Versuchsreihe mit 6 unterschiedlichen Verdichtungsenergien (z.B. 10, 20, 40, 50, 70, 100 Gyrator-Drehungen) untersucht.
Schritt 2
Anschliessend sollen Paralleluntersuchungen mit den beiden Verdichtungsenergien (2x25 und 2x35 Schlägen; bzw. 40 und 50 Umdrehungen) den Einfluss der Veränderung bei unterschiedlichen Mischgutsorten aufzeigen. Diese Vergleichsuntersuchung dient als Basis für die Überprüfung der bisherigen Anforderungen an die Wasserempfindlichkeit von Asphaltprüfkörpern.
