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VSVI Seminar 21.Januar 2009

VSVI Seminar 21.Januar 2009. “Modifizierte Spezialbitumen für leistungsoptimierte Asphaltbeläge” Dr.-Ing. Ingo Nösler Dipl.-Ing. Derk Goos NYNAS NV ingo.nosler@nynas.com , derk.goos@nynas.com. Bitumenanwendung in der Vergangenheit. Entstanden während der Erdevolution durch:

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VSVI Seminar 21.Januar 2009

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  1. VSVI Seminar 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  2. “Modifizierte Spezialbitumen für leistungsoptimierte Asphaltbeläge”Dr.-Ing. Ingo Nösler Dipl.-Ing. Derk Goos NYNAS NVingo.nosler@nynas.com , derk.goos@nynas.com VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  3. Bitumenanwendung in der Vergangenheit • Entstanden während der Erdevolution durch: • Evaporation, Oxidation und Polymerisation von Erdöl • in Ablagerungssedimenten •  Mesopotamien (Euphrat & Tigris) •  Naturasphalt, z. B. Trinidad Lake (1595) • Bitumen wird verwendet, um Augenkonturen an Kalkmörtel-Statuen zu modellieren (Jordanien, 6700 v. Chr.) • Abdichtungsmaterial für Schiffe (Arche Noah) • Mörtel für Mauerwerksbau (Babylon) • Mumifizierung von Leichen (Ägypten, 3000 v. Chr.) • Abdichtungsmaterial für Tempelbauten (3000 v. Chr.) • Prozessionsstrasse „Aibur Schabu“ (Babylon, 600 v. Chr.) • Medizinische Anwendungen (bis in die Neuzeit) VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  4. Quelle: Shell Bitumen Handbook Mumiyah:[arab.]Asphalt(Erdpech,Bitumen) VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  5. Geschichtliche Entwicklung von Bitumen & Asphalt 1856 – Deutschland, die ersten Erdöl Bohrungen wurden in Dithmarschen von Ludwig Meyn durchgeführt 1859 – Titusville (Pennsylvania), die historische erste Erdöl-Bohrung von E. Drake gilt als Beginn der Petroleumindustrie1870 – USA, die ersten größeren Anlagen zur Gewinnung von Bitumen entstehen1873 – Baku (Aserbaidschan), mit einer Blasendestillation wird erstmals die kontinuierliche Gewinnung von Bitumen möglich1876 – Washington DC, erste Vergleichstests zwischen Bitumen und Naturasphalt1888 – USA, die erste Form der Penetration wird durch H.E. Bowen entwickelt1894 – USA, erste industrielle Anlagen zur Herstellung von Bitumen mittels Blasendestillation1905 – New York, erstes Fachbuch zur Verarbeitung von Bitumen wird von C. Richardson veröffentlicht1906 – Deutschland, die erste Bitumenemulsion wird patentiert1907 – USA, die ersten Asphaltmischanlagen werden gebaut1924 – Kalifornien, der Straenfertiger wird erfunden1936 – USA, der Erweichungspunkt Ring und Kugel Versuch wird erfunden1937 – Berlin, der Brechpunkt nach Fraass wird definiert1941 – USA, der Marshall Test wird erfunden1957 – Iowa, die Schaumbitumen werden entwickelt1963 – England, der erste Drainasphalt wird auf einem Flughafen eingebaut1967 – Österreich, Polymer modifiziertes Bitumen wird erstmals angewendet VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  6. Modifizierung von Bitumen • Basisbitumen (EN 12591) • Polymermodifizierung • TL PmB für Standard-PmB (EN 14023) • Spezialbindemittel: • Höhere Polymermodifizierung • Wachsmodifizierung • Additivierung von Haftmitteln • Spezialadditive, und diverse Kombinationen untereinander ! VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  7. Modifiziertes SpezialbindemittelNypol 25 HR • Höher Polymer-modifiziert • Wachs-modifiziert • Erweiterte Gebrauchseigenschaften • Hohe statische Lasten • Hohe Schubbeanspruchungen • Container Terminals • Busspuren / Busterminals • Kreisverkehre VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  8. VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  9. Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von modifizierten Spezialbitumen, Untersuchungsprogramm(*) Die Gebrauchseigenschaften von Asphalt lassen sich durch eine leistungsoptimierte Auswahl des Bitumens erheblich beeinflussen: Spurbildungsversuch • Widerstand gegen bleibende Verformungen • Widerstand gegen Einwirkung von Wasser Haftverhalten nach Nösler • Widerstand gegen wiederholte Beanspruchungen Ermüdungsversuch • Widerstand gegen kurzzeitige Beanspruchungen E-Modul Bestimmung (*)Das vorgestellten Untersuchungsprogramm wurde an der Bergischen Universität Wuppertal, BESTLAB (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Beckedahl) durchgeführt. VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  10. SMA 0/11 S ABi 0/16 S ATS 0/22 CS Verwendete Bindemittel NYNAS 50/70, NYPOL 45, NYPOL 25 HR Bindemittelgehalt[M-%] 6,50 4,80 3,75 Hohlraumgehalt Hbit [Vol-%] 3,5 5,5 7,8 Hohlraumgehalt HMbit [Vol-%] 19,4 16,1 16,8 Verdichtungsgradder hergestellten Probekörper k = 94 %, 97 %, 100 % und 102 % Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von modifizierten Spezialbitumen, Asphaltmischgut (*) VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  11. Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Standfestigkeit, SMA VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  12. Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Standfestigkeit, ABi VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  13. Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Elastizitäts-Modul • Die Tragfähigkeit eines Bauteils ist durch die Durchbiegung der Konstruktion infolge einer aufgebrachten Last gekennzeichnet. • Die Durchbiegung einer Straße wird unter sonst gleichen Voraussetzungen im Wesentlichen durch die jeweiligen Schicht E-Moduln (einschließlich der Unterlage) und durch die zugehörigen Schichtdicken geprägt. VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  14. Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Elastizitäts-Modul, SMA VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  15. Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Elastizitäts-Modul, ABi VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  16. Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Elastizitäts-Modul • Der E-Modul kann, je nach verwendetem Bindemittel, in unterschiedlicher Deutlichkeit beeinflusst werden. • Bei ansteigendem E-Modul sind positive Effekte auf die Tragfähigkeit zu erwarten. • Eine Entlastung der Unterlage kann damit erreicht werden. VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  17. E-Modul vs. Verdichtungsgrad, SMA VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  18. E-Modul vs. Verdichtungsgrad, ABi VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  19. E-Modul vs. Verdichtungsgrad Der E-Modul zeigt bei Verwendung von PmB - insbesondere bei der Verwendung von Nypol 25 HR - eine erheblich geringere Empfindlichkeit gegen Schwankungen des Verdichtungsgrades als bei Verwendung von unmodifiziertem Bindemittel VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  20. Spurtiefe vs. Verdichtungsgrad, SMA VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  21. Spurtiefe vs. Verdichtungsgrad, ABi VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  22. Spurtiefe vs. Verdichtungsgrad, ABi Die Standfestigkeit zeigt bei Verwendung von PmB - insbesondere bei der Verwendung von Nypol 25 HR - eine erheblich geringere Empfindlichkeit gegen Schwankungen des Verdichtungsgrades als bei Verwendung von unmodifiziertem Bindemittel. VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  23. Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Ermündung • Der Widerstand gegen Ermüdung ist im Versuch mit konstant gehaltenen Spannungen gekennzeichnet durch die Anzahl der Lastwiederholungen bis zum Bruch des Probekörpers in Abhängigkeit von der anfänglichen Zugdehnung. • Werden mehrere Versuche an gleichen Probekörpern mit unter- schiedlichen Spannungsniveaus gefahren und in doppelt- logarithmischem Maßstab aufgetragen, erhält man die Wöhlerlinie. VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  24. Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB  E-Modul, Dehnung & Ermüdung Je kleiner der E-Modul desto größer die Dehnung Je größer die Dehnung desto kürzer die Nutzungsdauer Je steiler die Wöhlerlinie desto geringer die Ermüdungsfestigkeit VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  25. Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Ermüdung Nypol 45 Nynas 50/70 Nypol 25 HR VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  26. Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Zusammenfassung Durch Verwendung von Nypol 25 HR kann: • die Standfestigkeit von Asphaltbelägen signifikant verbessert werden, • das Haftverhalten verbessert werden, • die Ermüdungsfestigkeit von Asphaltbelägen erheblich verbessert werden, • die Tragfähigkeit verbessert werden, • sowie die Empfindlichkeit gegen Schwankungen des Verdichtungsgrades verringert werden. VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  27. Containerterminal HamburgNypol 25 HR VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  28. Containerterminal HamburgNypol 25 HR

  29. Containerterminal Tollerort 6 cm SMA 0/16 Nypol 25 HR 8 cm ABI 0/16 Nypol 25 HR

  30. EUROGATE LIEGEPLATZ 1 3 cm A 0/8 splittreich Nypol 25 HR

  31. EUROGATE LIEGEPLATZ 1 3 cm A 0/8 splittreich Nypol 25 HR

  32. Spezialbindemittel - Nypol 25 HR(Containerterminal, Hamburg) VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  33. Busbahnhof Hamm – Nypol 25 HR VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  34. Spezialbindemittel - Nypol 25 HR(Busbahnhof, Hamm) VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  35. Busspur in Wuppertal • Versuchstrecke Juli 2005 • Asphaltdeckschicht SMA • „heiß auf warm“ • Asphaltbinderschicht Standard Bitumen 50/70 Nypol 25HR Differenzen: • 2006: +15,3 • 2007: +18,6 • 2008: +16,6 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  36. Nypol 25 HRLondon, UK • TARMAC in 2007 • Regent Street, London • Oxford Street, London • 1.000 to Asphalt • Binder- u. Deckschicht • 22:00  6:00 Uhr VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  37. A1, 6-streifiger Ausbau & Erneuerung d. Betonfahrbahn Karte musste leider entfernt werden wg. Abmahnung durch Rechtsanwalt-Büro im Auftrag der Firmen „Falk“, „MGV“ und „RV“ Projekt Beschreibung: • Erneuerung der Betonfahrbahn von 2000 • 6 – streifiger Ausbau • km 172,000  181,357 km • Tragschicht auf Fundationsschicht • Binderschicht mit Nypol 25 REC-2(25%-ige Asphaltgranulatzugabe) • Binderschicht mit Nypol 25 REC-4(40%-ige Asphaltgranulatzugabe) • Deckschicht mit Nypol 25 HR VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  38. Niedrig Temperatur Guss(Asphalt)Quantifizierung der Verarbeitbarkeitanhand IFM-VIS-GAvon (Guss-)Asphalten an Beispielen praxisbewährter Produkte VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  39. VIS – GA Prüfstand • rd. 10 kg Referenzmischgut • stufenlose Planetenumlauf-getriebe • Drehgeschw.: 13 U/min • Erwärmung auf 180 °C • Prüfung bei 180, 210 u. 240 °C (Drehmoment) • Thermische Entkopplung zw. Rührer und Rührwerk • Temperaturaufnehmer PT 100 Quelle: IFM – Dr. Schellenberg Rottweil GmbH VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  40. Straßenbau Gussasphalt, getestet an Referenzmischgut GA 0/8S “NYNAS 20/30AR“ – rheologisch verbessert – ist bereits bei 195ºC verarbeitbar, ca. 25ºC weniger! 195ºC 220ºC Markt Nynas 20/30AR Nynas 20/30AR ist bei < 200ºC verarbeitbar VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  41. Straßenbau Gussasphalt, getestet an Referenzmischgut GA 0/S “NYTEMP 20/30A“ ist bereits bei 180ºC verarbeitbar, ca. 40ºC weniger! (weitere 10-15ºC weniger als bei“Nynas 20/30AR”). 220ºC 195ºC 180ºC Markt Nynas 20/30AR Nytemp 20/30A Nytemp 20/30A ist bei 180ºC verarbeitbar VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  42. Straßenbau Gussasphalt, getestet an Referenzmischgut GA 0/8S Ein weitere Vorteil von “NYTEMP A“ ist die verbesserte Verformungsbeständigkeit VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  43. BG Bau, Gesprächskreis BitumenNytemp - Emissionsmessungen Parkdeck – Großwallstadt – Mai 08 Eingesparte Menge Heizöl: 118,0 Liter Verringerung der Emissionen der Klimagase (CO2-Äquivalente) um: 368,3 kg VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  44. BG Bau, Gesprächskreis BitumenNytemp - Emissionsmessungen Fachmarktzentrum – Dierdorf – April 08 Eingesparte Menge Heizöl: 637,4 Liter Verringerung der Emissionen der Klimagase (CO2-Äquivalente) um: 1.988,7 kg VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  45. Temperaturreduzierte Bitumen • Vielfach “Verwirrung” auf Seiten der ausschreibenden Stellen ! • Ausgewähltes Basisbitumen + spezielle Wachs Additive • Nytemp 0/6, 10/20, 20/30, 30/45 Häufiges Missverständnis: • Bitumen 20/30 + Wachs Nytemp 20/30 • Nytemp 20/30 Pen > 30 mm/10 + Wachs Additive VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  46. Woche 50 – 2007, Nypol 45 MB 70, Ahaus-Stadtlohn, 4 cm SMA 0/11S , 170°C VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  47. Woche 50 – 2007, Nytemp 30/45, Waldbröhl, B 70, 2,5 cm SMA 5 N , 170°C VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

  48. Der Bitumen Spezialist www.nynas.com/bitumen VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

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