VSVI Seminar 21.Januar Januar 2009

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

2 NYNAS NV ingo.nosler@nynas.com , derk.goos@nynas.com
“Modifizierte Spezialbitumen für leistungsoptimierte Asphaltbeläge” Dr.-Ing. Ingo Nösler Dipl.-Ing. Derk Goos NYNAS NV , 21.Januar 2009 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) 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

4 Quelle: Shell Bitumen Handbook
Mumiyah: [arab.] Asphalt (Erdpech, Bitumen) 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen Quelle: Shell Bitumen Handbook

5 Geschichtliche Entwicklung von Bitumen & Asphalt
1856 – Deutschland, die ersten Erdöl Bohrungen wurden in Dithmarschen von Ludwig Meyn durchgeführt – Titusville (Pennsylvania), die historische erste Erdöl-Bohrung von E. Drake gilt als Beginn der Petroleumindustrie – USA, die ersten größeren Anlagen zur Gewinnung von Bitumen entstehen – Baku (Aserbaidschan), mit einer Blasendestillation wird erstmals die kontinuierliche Gewinnung von Bitumen möglich – Washington DC, erste Vergleichstests zwischen Bitumen und Naturasphalt – USA, die erste Form der Penetration wird durch H.E. Bowen entwickelt – USA, erste industrielle Anlagen zur Herstellung von Bitumen mittels Blasendestillation – New York, erstes Fachbuch zur Verarbeitung von Bitumen wird von C. Richardson veröffentlicht – Deutschland, die erste Bitumenemulsion wird patentiert – USA, die ersten Asphaltmischanlagen werden gebaut – Kalifornien, der Straenfertiger wird erfunden – USA, der Erweichungspunkt Ring und Kugel Versuch wird erfunden – Berlin, der Brechpunkt nach Fraass wird definiert – USA, der Marshall Test wird erfunden – Iowa, die Schaumbitumen werden entwickelt – England, der erste Drainasphalt wird auf einem Flughafen eingebaut – Österreich, Polymer modifiziertes Bitumen wird erstmals angewendet 21.Januar 2009 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 ! 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

7 Modifiziertes Spezialbindemittel Nypol 25 HR
Höher Polymer-modifiziert Wachs-modifiziert Erweiterte Gebrauchseigenschaften Hohe statische Lasten Hohe Schubbeanspruchungen Container Terminals Busspuren / Busterminals Kreisverkehre 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

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9 Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von modifizierten Spezialbitumen, Untersuchungsprogramm (*) Die Gebrauchseigenschaften von Asphalt lassen sich durch eine leistungsoptimierte Auswahl des Bitumens erheblich beeinflussen: Widerstand gegen bleibende Verformungen Spurbildungsversuch 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. 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

10 Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von modifizierten Spezialbitumen, Asphaltmischgut (*)
NYNAS 50/70, NYPOL 45, NYPOL 25 HR Verwendete Bindemittel 16,8 16,1 19,4 Hohlraumgehalt HMbit [Vol-%] 7,8 5,5 3,5 Hohlraumgehalt Hbit [Vol-%] 3,75 4,80 6,50 Bindemittelgehalt [M-%] ATS 0/22 CS ABi 0/16 S SMA 0/11 S k = 94 %, 97 %, % und 102 % Verdichtungsgrad der hergestellten Probekörper 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

11 Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Standfestigkeit, SMA
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12 Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Standfestigkeit, ABi
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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. 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

14 Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Elastizitäts-Modul, SMA
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15 Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Elastizitäts-Modul, ABi
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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. 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

17 E-Modul vs. Verdichtungsgrad, SMA
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18 E-Modul vs. Verdichtungsgrad, ABi
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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 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

20 Spurtiefe vs. Verdichtungsgrad, SMA
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21 Spurtiefe vs. Verdichtungsgrad, ABi
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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 21.Januar 2009 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. 21.Januar 2009 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 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

25 Verbesserte Asphalteigenschaften durch Einsatz von Spezial-PmB, Ermüdung
Nypol 45 Nynas 50/70 Nypol 25 HR 21.Januar 2009 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. 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

27 Containerterminal Hamburg Nypol 25 HR
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28 Containerterminal Hamburg Nypol 25 HR
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29 Containerterminal Tollerort
6 cm SMA 0/16 Nypol 25 HR 8 cm ABI 0/16 Nypol 25 HR 21.Januar 2009

30 EUROGATE LIEGEPLATZ 1 3 cm A 0/8 splittreich Nypol 25 HR
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31 EUROGATE LIEGEPLATZ 1 3 cm A 0/8 splittreich Nypol 25 HR
21.Januar 2009

32 Spezialbindemittel - Nypol 25 HR (Containerterminal, Hamburg)
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33 Busbahnhof Hamm – Nypol 25 HR
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34 Spezialbindemittel - Nypol 25 HR (Busbahnhof, Hamm)
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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 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

36 Nypol 25 HR London, UK TARMAC in 2007 Regent Street, London
Oxford Street, London 1.000 to Asphalt Binder- u. Deckschicht 22:00  6:00 Uhr 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

37 A1, 6-streifiger Ausbau & Erneuerung d. Betonfahrbahn
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 Karte musste leider entfernt werden wg. Abmahnung durch Rechtsanwalt-Büro im Auftrag der Firmen „Falk“, „MGV“ und „RV“ 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

38 Niedrig Temperatur Guss(Asphalt) Quantifizierung der Verarbeitbarkeit anhand IFM-VIS-GA von (Guss-)Asphalten an Beispielen praxisbewährter Produkte 21.Januar 2009 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 21.Januar 2009 Quelle: IFM – Dr. Schellenberg Rottweil GmbH VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

40 Nynas 20/30AR ist bei < 200ºC verarbeitbar
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 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

41 Nytemp 20/30A ist bei 180ºC verarbeitbar
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 180ºC 195ºC Markt Nynas 20/30AR Nytemp 20/30A Nytemp 20/30A ist bei 180ºC verarbeitbar 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

42 Straßenbau Gussasphalt, getestet an Referenzmischgut GA 0/8S
Ein weitere Vorteil von “NYTEMP A“ ist die verbesserte Verformungsbeständigkeit 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

43 BG Bau, Gesprächskreis Bitumen Nytemp - Emissionsmessungen
Parkdeck – Großwallstadt – Mai 08 Eingesparte Menge Heizöl: 118,0 Liter Verringerung der Emissionen der Klimagase (CO2-Äquivalente) um: 368,3 kg 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

44 BG Bau, Gesprächskreis Bitumen Nytemp - Emissionsmessungen
Fachmarktzentrum – Dierdorf – April 08 Eingesparte Menge Heizöl: 637,4 Liter Verringerung der Emissionen der Klimagase (CO2-Äquivalente) um: 1.988,7 kg 21.Januar 2009 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/ Pen > 30 mm/10 + Wachs Additive 21.Januar 2009 VSVI Seminar - Friedberg/Hessen

46 Woche 50 – 2007, Nypol 45 M B 70, Ahaus-Stadtlohn, 4 cm SMA 0/11S , 170°C
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47 Woche 50 – 2007, Nytemp 30/45, Waldbröhl, B 70, 2,5 cm SMA 5 N , 170°C
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48 Der Bitumen Spezialist
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