Asphalt-Labor nutzt neue dynamische Prüfverfahren

Dr. -Ing. Jörg Eulitz , Asphalt-Labor Arno J. Hinrichsen, Schwerin

Wichtige Eigenschaften von Asphalt sind unter anderem die Verformungsresistenz und die Ermüdungsfestigkeit.

In einer Asphaltbefestigung treten infolge ihrer viskoelastischen und viskoplastischen Eigenschaften unter Verkehrsbelastung kurzzeitige und bleibende Verformungen auf. Letztere führen zu Spurrinnen, die die Gebrauchsfähigkeit einer Straße beschränken.

Es ist daher naheliegend, bei der Untersuchung der Eignung eines Asphaltes großes Gewicht auf dessen Widerstand gegen bleibende Verformung zu legen. Die Ansprache der Verformungsresistenz bei Wärme erfolgt für Walzasphalte mit dem einaxialen Druckschwellversuch und für Gussasphalte mit dem dynamischen Eindringversuch.

Diese beiden dynamischen Versuchstypen unterscheiden sich von den statischen dadurch, dass sie zuverlässigere Ergebnisse liefern, empfindlicher auf kleinste Schwankungen in der Zusammensetzung der Asphalte reagieren, präziser sind als die statischen Varianten und aufgrund der Art ihrer Belastung praxisnäher sind.

Im einaxialen Druckschwellversuch wird ein zylindrischer Asphalt-Probekörper, dessen planparallel geschliffene Lasteinleitungsflächen zur Herabsetzung der Reibung mit Gleitmittel behandelt worden sind, bei isothermem Versuchsablauf einer sinusförmigen Druckschwellbelastung in Verdichtungsrichtung unterworfen. In jedem Belastungszyklus werden die reversiblen und irreversiblen Verformungen in Belastungsrichtung und quer zur Belastungsrichtung registriert. Merkmalsgröße zur Bewertung der Verformungsresistenz ist die Dehnungsrate.

Im dynamischen Eindringversuch mit ebenem Stempel wird die dynamische Eindringtiefe in Abhängigkeit von der Anzahl der Belastungszyklen registriert. Merkmalsgröße für die Bewertung der Verformungsresistenz von Gussasphalt bei hohen Gebrauchstemperaturen ist die dynamische Eindringtiefe.

Mit dem Ermüdungsversuch werden die Dauerfestigkeitseigenschaften von Asphalt angesprochen. Durch wiederkehrende Belastungen entstehen in einer Asphaltbefestigung Mikrostörungen, die akkumuliert zu einem plötzlichen Versagen führen können. Im Ermüdungstest mit Vierpunktbiegung und einer niederfrequenten, kraft- oder weggeregelten Wechselbelastung wird dieses Materialverhalten untersucht.

Die für diese Versuchstypen verwendete Prüfmaschine besteht im Wesentlichen aus der Belastungseinrichtung, der Temperierung sowie der rechnergestützten Messdatenerfassung und -verarbeitung. Kernstück der Versuchseinrichtung ist eine servo-hydraulische Werkstoffprüfmaschine mit Mess- und Regeltechnik, die die zeitgleiche Erfassung von mehreren Messgrößen erlaubt, beliebig vorgegebene Belastungskurven ermöglicht und über eine spezielle adaptive Regelung verfügt.