Verbesserung des Kälteverhalten von Hochmodul-Asphalt EME

• Forschungsstelle: ASTRA SBT
• Projektnummer: TRU_20_01F_01
• Projekttitel Englisch: Improving the cold behaviour of high-modulus asphalt EME

Schlüsselwörter (Deutsch)

Kälteverhalten; EME; Mörteloptimierung; Dynamisches Scherrheometer

Schlüsselwörter (Englisch)

Cold Behaviour; EME; Mortar Optimisation; Dynamic Shear Rheometer

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Mischgutsorten AC EME 22 C1 und C2 sind durch folgende Parameter der Zusammensetzung charakterisiert: Korngrössenverteilung, Bindemittelgehalt , Module de richesse und Hohlaumgehalt. Zur Verbesserung der Kälteeigenschaften des Mischgutes verbleibt lediglich ein Spielraum beim Bindemittel, beim Feinanteil und allfälliger Zusätze.
In einem ersten Schritt werden daher die Eigenschaften des Mörtels  anhand von DSR-Prüfungen optimiert werden. Dabei werden diverse Möglichkeiten der Modifikation evaluiert, wie polymermodifizierte Bindemittel, Zusätze, hochmodifizierte Bindemittel, Naturasphalte, chemische Zusätze. Da heute EME-Mischungen nur noch mit RAP hergestellt werden, wird auch der Mörtel aus dem RAP in die Optimierung mit eingezogen. Um dies zu ermöglichen wird ein Verfahren zur Gewinnung des Mörtels aus dem RAP entwickelt, wobei in diesem Zusammenhang Mörtel als Bindemittel + Füller + Feinsand (< 1 mm) verstanden wird. Zur Charakterisierung der Mörteleigenschaften werden Untersuchungen am DSR in einem breiten Temperaturbereich durchgeführt. Während in der Literatur mehrere Prüfverfahren mit Asphaltmastix (Bitumen + Füller) beschrieben sind, liegen für Asphaltmörtel (Bitumen + Füller + Sand) nur wenige Daten vor. Es wird daher erforderlich sein die Prüftechnik am DSR mit Mörtel bis 1 mm Grösstkorn zu präzisieren.
Nach der Optimierung der Mörtel-Komponente werden Mischungen EME 22 hergestellt und anhand der klassischen Prüfungen E-Modul und Ermüdung evaluiert.

 

Kurzbeschreibung (Englisch)

The mix types AC EME 22 C1 and C2 are characterised by the following composition parameters: Grain size distribution, binder content , modulus de richesse and void content.  In order to improve the cold properties of the mix, there is only a margin in the binder, the fines and any additives.
In a first step, the properties of the mortar will therefore be optimised by means of DSR tests. Various modification options will be evaluated, such as polymer-modified binders, additives, highly modified binders, natural asphalts, chemical additives. Since today EME mixes are only produced with RAP, the mortar from the RAP is also included in the optimisation. In order to make this possible, a procedure is being developed for extracting the mortar from the RAP, whereby in this context mortar is understood as binder + filler + fine sand (< 1 mm). To characterise the mortar properties, tests are carried out at the DSR in a wide temperature range. While several test methods with asphalt mastic (bitumen + filler) are described in the literature, only few data are available for asphalt mortar (bitumen + filler + sand). It will therefore be necessary to specify the testing technique on the DSR with mortar up to 1 mm in size.
After optimising the mortar component, EME 22 mixtures will be produced and evaluated using the classic E-modulus and fatigue tests.

 

Projektziele (Deutsch)

EME-Mischgutsorten werden auf Nationalstrassen als Standardbauweise für Trag- und Binderschichten seit vielen Jahren verwendet. Das ASTRA hat diese Wahl aufgrund des ausgezeichneten Verformungswiderstandes sowie der Möglichkeit Verstärkungen des Oberbaus zu erreichen, ohne die Schichtdicken zu erhöhen, getroffen. Leider haben diese Mischgutsorten den Nachteil, dass sie bei tiefen Temperaturen ein ungünstiges, sprödes Verhalten aufweisen. Dieser Nachteil führt dazu, dass EME-Schichten auf Objekten oberhalb von 700 m über Meer nicht mehr angewendet werden. Das Ziel des Projektes ist es, das Kälteverhalten durch entsprechende Modifikationen des Mischgutes zu verbessern.

Projektziele (Englisch)

EME mixes have been used on national roads as the standard construction method for base and binder courses for many years. FEDRO has made this choice due to the excellent deformation resistance as well as the possibility to achieve reinforcements of the superstructure without increasing the layer thicknesses. Unfortunately, these mix types have the disadvantage of exhibiting unfavourable, brittle behaviour at low temperatures. This disadvantage means that EME layers are no longer used on objects above 700 m above sea level. The aim of the project is to improve the cold behaviour through appropriate modifications of the mix.