Gebrauchsverhalten von Asphaltmischgut mit Gummimodifiziertem Bindemittel

Abstract

In dieser Diplomarbeit wird der Einfluss der Gummimodifizierung auf das Bindemittel Bitumen und den damit hergestellten Asphalt anhand von diversen Bindemittel- und Asphaltprüfungen untersucht und das Gummimodifizierte Bitumen mit einem Polymermodifizierten Bitumen verglichen. Im ersten Teil der Arbeit werden die theoretischen Grundlagen und Regelwerke der Gummimodifizierung in Bindemitteln genauer erläutert, um ein Basiswissen davon zu erlangen. Mit Hilfe der Literaturrecherche wird ein Überblick über Bitumen und die Gesteinskörnung gegeben und in weiterer Folge auf die Funktionsweise und den Aufbau von Asphalt eingegangen. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Gummimodifizierung des Bitumens und Asphalts. Als Ausgangsbitumen wird Straßenbaubitumen mit Hilfe von Gummimodifiziertem Bitumengranulat modifiziert und konventionellen und gebrauchsverhaltensorientierten Bindemittelprüfungen unterzogen. Daraus können Rückschlüsse auf den Einfluss der Gummimodifizierung auf das Straßenbaubitumen gezogen werden. Parallel dazu wird ein Polymermodifiziertes Bitumen geprüft, um die beiden modifizierten Bindemittel miteinander zu vergleichen. Im Anschluss werden die modifizierten Bitumen herangezogen, um Asphaltmischgut herzustellen und zu prüfen. Es werden das Tieftemperaturverhalten, das Hochtemperaturverhalten und das Steifigkeitsverhalten der einzelnen Mischgüter ermittelt, diese miteinander verglichen und analysiert. Nach der Analyse der einzelnen Ergebnisse hat sich gezeigt, dass die Gummimodifizierung die Materialeigenschaften des Ausgangsbitumens deutlich verändert und das Polymermodifizierte Bitumen bessere Gebrauchseigenschaften als das Gummimodifizierte Bitumen aufweist. Zudem konnte nachgewiesen werden, dass die Asphaltmischgüter mit Polymermodifiziertem Bindemittel günstigere Gebrauchseigenschaften im Tief- und Hochtemperaturbereich zeigen, jedoch die Mischgüter mit Gummimodifiziertem Bindemittel ein besseres Steifigkeitsverhalten im Mitteltemperaturbereich aufweisen. Die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse sollen eine Hilfestellung für weitere Untersuchungen zum Thema Gummimodifiziertem Bitumen geben und zu einer Weiterentwicklung zur Verwendung in Österreich dienen.

The aim of this Master ́s thesis is to study the effects of crumb-rubber modification of bitumen and asphalt mixtures through various tests and by comparing crumb-rubber modified bitumen with polymer modified bitumen.The first section of the thesis is the theoretical part. It provides state-of-the-art knowledge of crumb-rubber modification in binders. With the help of literature research, firstly an overview of bitumen and aggregates is given and secondly asphalt mixtures along with its manufacture and functionality is discussed.The second part of the thesis deals with the crumb-rubber modification of bitumen and asphalt mixtures. Straight-run bitumen was modified by adding crumb-rubber modified bitumen granulate and subjected to empirical and conventional binder tests. Conclusions were drawn of the effect of the crumb-rubber modi- fication on the straight-run bitumen. In addition, a polymer-modified bitumen was tested. Then the two modified bitumens were compared and used to produce asphalt mixtures. These asphalt mixtures were compared and analysed for their low temperature, high temperature and stiffness properties.The analysis of the various tests showed the following results: firstly, the crumb-rubber modification changed the material properties of the straight-run bitumen considerably. Secondly, the properties of the polymer-modified bitumen in use were superior to those of the crumb-rubber-modified bitumen. Moreover, the asphalt mixtures containing polymer-modified binders were better at lower and higher temperatures, whereas at medium temperatures the stiffness of mixtures with crumb-rubber modified binders exceeded that of other mixtures.The findings from this thesis are intended to support further research work in the field of crumb-rubber modified bitumen and to develop its usage in Austria.