Bestimmung der Rohdichte von Asphalt mit Wasser

• Forschungsstelle: ASTRA SBT
• Projektnummer: VSS2011/509
• Projekttitel Englisch: Determination of the maximum density of asphalt by water displacement

Schlüsselwörter (Deutsch)

Rohdichte von Asphalt, Lösemittelverbrauch, Asphaltprüfungen, EN-Normen

Schlüsselwörter (Englisch)

Maximum Density, Bituminous Mixture, Volatile Organic Compound VOC, Test methods for Asphalt, EN Standard

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Rohdichte wird zusammen mit der Raumdichte benötigt, um den Hohlraumgehalt verdichteter Asphaltprüfkörper zu berechnen.
Das Messprinzip basiert auf der EN 12697-5. Beim volumetrischen Verfahren A wird das Volumen der Probe in einem Pyknometer anhand des von der Probe verdrängten Wasser bzw. Lösemittels gemessen.
In der Schweizer Norm (SN 670 405) sind beide Flüssigkeiten erlaubt, das Verfahren mit Lösemittel ist jedoch das Referenzverfahren. Dieses Verfahren wurde aufgrund der bisherigen Erfahrungen und der üblichen Laborpraxis gewählt. Im Vergleich mit der Bestimmung der Rohdichte mit Wasser ergeben sich folgende Unterschiede:
o Das Volumen der zugänglichen Poren in den Gesteinskörnungen wird bei der Bestimmung mit Lösemittel als Hohlraum des Prüfkörpers miterfasst.
o Die Prüfmethode mit Lösemittel ist wegen der hohen Temperaturempfindlichkeit der Lösemittel heikler in der Durchführung.
o Der Verbrauch von Lösemittel gefährdet die Arbeitshygiene und die Umwelt. Von nahezu allen organischen Lösemitteln gehen Gefahren aus. Sie können über die Atemwege oder durch unmittelbaren Hautkontakt in den Körper gelangen.
Dieser letzte Nachteil gilt als Ansatzpunkt für den Übergang zu einem Referenzverfahren mit Wasser. In Deutschland ist das Verfahren mit Wasser samt Schätzung der Verfahrenspräzision seit 2008 Bestandteil einer Technischen Prüfvorschrift (TP Asphalt-StB Teil 5).
Das aktuelle Forschungsvorhaben beinhaltet vergleichende Messungen mit beiden Flüssigkeiten für unterschiedliche Mischgutsorten und unterschiedlich poröse Gesteinskörnungen. Der Beurteilung der Messunsicherheit aller Verfahren wird grosse Achtung geschenkt.
Die Resultaten sollten als Grundlage für eine Anpassung des Nationalen Anhangs umgesetzt werden.
Die Resultaten tangieren die Verkehrssicherheit indem sie zur Dauerhaftigkeit der Strasseninfrastruktur beitragen.

Kurzbeschreibung (Englisch)

Both maximum density and bulk density are needed to calculate the void content of compacted asphalt concrete.
The testing procedure is described in EN 12697-5. The volumetric method A describes a method where the volume of the test sample is measured in a pycnometer by displacement of water or solvent.
Both liquids are accepted by the Swiss standard SN 670 405. The method with solvent has been defined as the reference method because of good experiences and well established habits. Compared to the method which requires the use of water, one can list the following differences:
- By measuring the density in a solvent capable of dissolving bitumen, the accessible porosity of the aggregates is taken as an integral part of the overall porosity of the test sample.
- Because of the high temperature sensitivity of solvent the test procedure may necessitate more careful handling.
- Almost all solvents are hazardous to health and environment. They introduce themselves into the human body through the respiratory system or by contact with the skin.
The last prejudice is the less acceptable and hence the starting point of the forthcoming change from solvent to water. Germany has implemented this change since 2008. The test method with water is described in the document TP Aspahlt-StB Part 5.
The present project is based upon comparisons of the results obtained with the two kinds of liquids on several types of asphalt concretes.

Projektziele (Deutsch)

Die SN 670 405 hat als Referenzverfahren für die Bestimmung der Rohdichte vorläufig die Prüfung mit Lösemittel festgelegt. In Europa wird die Prüfung mit Wasser durchgeführt. Die Schweiz muss sein Referenzverfahren entsprechend anpassen. Dazu braucht es im Vorfeld eine Untersuchung der Auswirkungen dieser Umstellung auf die Beurteilung (Hohlraumgehalt, Verdichtungsgrad) eingebauter Beläge.
Das Projekt will die Grundlage für den Wechsel vom Lösemittel zum Wasser erarbeiten. Gerade weil Asphaltbeläge mit unzulässigen Hohlraumgehalten sehr rasch erhebliche Schäden aufweisen können, wird insbesondere der Einfluss des Wechsels auf die bisherigen Anforderungen an den Hohlraumgehalt quantitativ erfasst.
Die Vorteile des Verfahrens mit Wasser sind eine Reduktion des Lösemittelverbrauchs und eine erhöhte Präzision der Prüfergebnisse.

Projektziele (Englisch)

According to the Swiss Standard SN 670 405 the reference test method for determining the maximum density is the method A using solvent whereas European standards in general require explicitly the use of water. Therefore Switzerland has to modify its national procedure. The preparation of the new SN standard requires the analysis of the implications of this modification on different kinds of asphalt concretes.
The present project aims at determining the basic conditions for a successful transition from solvent to water. The project will especially focus on how the pycnometer liquid may influence the value of maximum density and finally the calculated pore volume.
The main benefits of water compared to solvent are a global reduction of the use of VOC and an enhanced precision of the test results.

Berichtsnummer (Deutsch)

1629