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Zusammenhang zwischen Bitumenchemie und straßenbautechnischen Eigenschaften - Literaturrecherche

Erstellt am: 21.07.2017 | Stand des Wissens: 21.07.2017
Auftraggeber / Förderer:   Bundesanstalt für Straßenwesen
Auftragnehmer:   Ruhr-Universität Bochum Lehrstuhl für Verkehrswegebau
Projektnummer:   07.273
Laufzeit:   bis 2017
Projektstand:   abgeschlossen
Webseite:   http://www.bast.de/DE/Publikationen/Berichte/unter ...
Raumbezug:   Bundesrepublik Deutschland
Veröffentlichung:   [RaNy17] Zusammenhang zwischen Bitumenchemie und straßenbautechnischen Eigenschaften : Literaturrecherche
Anforderungen an Bitumen werden in den TL Bitumen-StB 07 primär an relativ einfache, physikalische Kennwerte gestellt. Trotz der entscheidenden Einflüsse der chemischen Zusammensetzung auf das Bitumen, werden praktisch keine Anforderungen an die chemische Zusammensetzung gestellt. Ein wesentlicher Grund hierfür ist die Komplexität und die Vielfalt in der chemischen Zusammensetzung von Bitumen. Auf internationaler Ebene wurden in den letzten Jahren und Jahrzehnten große Anstrengungen unternommen, den chemischen beziehungsweise kolloidalen Aufbau des Bitumens und dessen Einfluss auf die straßenbautechnischen Eigenschaften zu erfassen.

Aufgrund der Vielfalt unterschiedlichster Kohlenwasserstoffverbindungen, die zu einem Großteil mit Heteroatomen wie Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff oder Metallen ergänzt werden, ist eine exakte Elementaranalyse sehr aufwändig und wenig aussagekräftig. Daher hat sich die chemisch-physikalische Beschreibung des Bitumens als Kolloidsystem als grundsätzlich anerkannt erwiesen. Eine Aufteilung in eine feste Phase, die Asphaltene, und eine fließfähige Phase, die Maltene, ist hierbei unstrittig. Jedoch gibt es deutlich voneinander abweichende Ansichten zum Aufbau, zum Verhalten und zu den Eigenschaften der Asphaltene und Harze. Diese Fragestellung kann möglicherweise durch eine verbesserte Analyse der Bitumenstruktur beispielsweise mittels Rasterkraftmikroskop (AFM) oder Röntgen / Neutron - Kleinwinkelstreuung (SAXS, SANS) gelöst werden.

Der Asphaltengehalt übt die offensichtlich deutlichsten Einflüsse auf die straßenbautechnischen Eigenschaften aus. So nimmt der Verformungswiderstand mit zunehmendem Asphaltengehalt deutlich zu. Darüber hinaus beeinflussen die Heteroatome die Bitumeneigenschaften. Sowohl das Adhäsionsverhalten (durch den Einfluss auf die Polarität) als auch die Viskosität wird durch die Heteroatome beeinflusst. Da der genaue Einfluss der Heteroatome noch nicht geklärt ist, bietet neben der Rolle der Asphaltene und Harze auch der Einfluss der Heteroatome auf die straßenbautechnischen Eigenschaften weitere Forschungsansätze.
Glossar
Ansprechpartner
Bundesanstalt für Straßenwesen
Ruhr-Universität Bochum Lehrstuhl für Verkehrswegebau
Literatur
[RaNy17] Ruhr-Universität Bochum Lehrstuhl für Verkehrswegebau , Martin Radenberg , Nina Nytus , Michael Gehrke Zusammenhang zwischen Bitumenchemie und straßenbautechnischen Eigenschaften : Literaturrecherche, Fachverlag NW in der Carl Schünemann Verlag GmbH, 2017/02, Online-Referenz http://bast.opus.hbz-nrw.de/frontdoor.php?source_opus=1788, ISBN/ISSN 978-3-95606-295-7
Glossar
O2
= Sauerstoff. Im Normzustand ist Sauerstoff ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas. Es ist sehr reaktiv, fast jede Chemikalie, abgesehen von Edelgasen, reagiert mit Sauerstoff um Verbindungen zu bilden.
Sauerstoff ist von großer Bedeutung, weil er wesentlich an den Atmungsprozessen der meisten lebenden Zellen und an den Verbrennungprozessen beteiligt ist. Es ist das am häufigsten vorkommende Element der Erdkruste. Die Luft besteht zu fast einem Fünftel (Volumen) aus Sauerstoff. Ungebundener gasförmiger Sauerstoff besteht normalerweise aus einem zweiatomigen Molekül (O2), aber es gibt ihn auch in dreiatomiger Form O3 besser bekannt unter dem Begriff Ozon.
Viskosität Viskosität beschreibt die Zähigkeit eines Stoffes. Es ist der innere Widerstand gegen das Fließen und ein Maß für die innere Reibung einer Flüssigkeit.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?472869

Gedruckt am Donnerstag, 19. September 2019 17:42:58