Wechselwirkungen zwischen der Bitumenstruktur und Zusätzen bei Alterung

Asphalt wird aus Gesteinskörnungen und Bitumen hergestellt. Dabei beeinflussen insbesondere die temperaturabhängigen visko-elastischen Bindemitteleigenschaften das Gebrauchsverhalten des Baustoffes und somit die Dauerhaftigkeit und Nutzungsdauer einer Asphaltstraße maßgeblich. Hierbei ist vor allem die Alterungsempfindlichkeit des Bitumens von großer Bedeutung. Bitumenalterung bewirkt eine Veränderung der chemischen und physikalischen Bitumeneigenschaften. Der mit der Bindemittelalterung einhergehende Verlust an Flexibilität kann zum vorzeitigen Substanzverlust und zur Rissbildung des Asphalts während der Nutzungsdauer führen.Bitumeneigenschaften sind grundsätzlich durch die Zugabe organischer und anorganischer Zusätze über einen großen Temperaturbereich beeinflussbar. Folglich ist das Verständnis über die Wirkungsweise der Zusätze im Bitumen und deren Auswirkungen auf das irreversible Alterungsverhalten von essentieller Bedeutung. Gegenstand der Dissertation ist die Beurteilung der Wechselwirkungen von Bitumen mit ausgewählten Bindemittelzusätzen auf Basis chemischer und physikalischer Bindemitteleigenschaften. Zum Erreichen der Zielstellung erfolgte eine interdisziplinäre Betrachtung alterungsbedingter Wirkungen von Zusätzen unter Betrachtung des kolloidalen Bitumenmodells. Hierbei konnten physikalische und chemische Untersuchungsmethoden erfolgreich eingesetzt werden, um die Kolloidstruktur von Bitumen individuell für die eingesetzten Zusätze phänomenologisch zu erweitern. Diese Grundlage ermöglichte die Beurteilung des Alterungsverhaltens von Bitumen/Zusatz-Gemischen durch die Einteilung in Suspensionen und Flüssigkeitsgemischen.