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Was ist die Bitumen-Penetrationsprüfung?

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Definition
Die Penetrationsprüfung ist eine Laborprüfung, die misst, wie tief eine Normnadel unter festgelegter Last, Zeit und Temperatur in Bitumen eindringt.

Penetrationsprüfung (Bitumen)

Definition

Die Penetrationsprüfung ist eine Laborprüfung, die misst, wie tief eine Normnadel unter festgelegter Last, Zeit und Temperatur in Bitumen eindringt.

ASTM D5/D5M deckt die Prüfung für halbfeste und feste bitumenhaltige Materialien ab. Sie misst die Konsistenz. Ein höherer Wert bedeutet ein weicheres Material. AASHTO T 49 ist dieselbe Prüfung. Sie ist identisch mit ASTM D5/D5M-13, bis auf wenige Festlegungen.

Die Seite zu Asphaltzement behandelt das Bindemittel und seine drei Klassifizierungssysteme. Diese Seite behandelt die Prüfung selbst.

Die Standardbedingungen

Die Prüfung hat drei Bedingungen: Temperatur, Last auf der Nadel und Zeit. Die Norm legt sie fest, damit die Ergebnisse vergleichbar sind.

BedingungÜblicher WertAndere Werte
Temperatur25 °C (77 °F)4 °C in den Präzisionsdaten von AASHTO T 49, 46 °C (115 °F) im FHWA-Protokoll P22
Last auf der Nadel100 g (0,2 lb)
Zeit5 s

Das FHWA-Prüfprotokoll P22 nennt 25 °C, 100 g und 5 s als seinen ersten Satz von Bedingungen. Die Spezifikation des New York State DOT nennt in ihren Asphaltzement-Tabellen denselben Satz. Beide folgen AASHTO T 49.

Das Ergebnis und seine Einheit

Das Ergebnis ist die Eindringtiefe der Nadel. Eine Penetrationseinheit ist 0,1 mm. Ein Messwert von 18 bedeutet, dass die Nadel 1,8 mm eingedrungen ist. Die FAA schreibt die Einheit als dmm, zum Beispiel 2 bis 12 dmm.

P22 verlangt den Mittelwert von mindestens drei Eindringungen an derselben Probe. AASHTO T 49 gibt Präzisionsangaben in Tabelle X für Prüfungen bei 4 °C und 25 °C an. Sie decken das ursprüngliche Bindemittel und den RTFO-Rückstand ab.

Penetrationsklassen

Eine Penetrationsklasse ist ein Bereich von Penetrationswerten bei 25 °C. Eine Spezifikation nennt ein Minimum und ein Maximum. Die Klasse 18-60 des New York State DOT verlangt eine Penetration von mindestens 18 und höchstens 60. Dieselbe Tabelle setzt weitere Grenzwerte für das Bindemittel, etwa Flammpunkt, Erweichungspunkt, Verlust beim Erwärmen und Duktilität. Die Klasse ist also nur eine von mehreren Anforderungen.

ASTM D946 ist die Spezifikation für Asphaltzement nach Penetrationsklassen. FAA AC 150/5370-10H führt sie in ihrer Referenzliste auf.

Was die FAA heute verwendet

FAA AC 150/5370-10H, Item P-401, verlangt, dass das Asphaltbindemittel einer Asphaltmischungs-Deckschicht ASTM D6373 folgt, das Bindemittel also nach seinem Leistungsverhalten einstuft. Eine Penetrationsklasse verlangt sie nicht.

Die Schrift verwendet die Penetrationsprüfung noch am Rückstand von Versiegelungsmaterialien:

  • Item P-608, Versiegelung mit Asphaltemulsion. Der Rückstand der Asphaltemulsion hat höchstens 50 dmm Penetration (608-2.2).
  • Item P-608-R, Versiegelung mit schnell härtendem Material. Der Rückstand hat 2 bis 12 dmm Penetration bei 77 °F (25 °C) (608-R-2.2).

Beide Zeilen nennen ASTM D5 als Prüfung.

Andere Penetrationsprüfungen

Der Name “Penetrationsprüfung” gehört zu mehreren Prüfungen. FAA AC 150/5320-6G beschreibt drei, die Boden- und Befestigungsschichten prüfen, nicht Bindemittel:

Was die Prüfung nicht zeigt

Die Prüfung bringt eine Bindemittelprobe ins Labor. Das LTPP-Programm der FHWA führt sie an Asphaltzement aus, den Techniker aus Befestigungskernen gewinnen. Der Wert beschreibt das Bindemittel bei einer Temperatur. Er beschreibt weder die Mischung noch die Befestigung oder deren Zustand.

Eine Befestigungserhebung erfasst die Oberfläche. Ausbröckeln, Verwitterung, Ablösung und Ausbluten hängen mit dem Bindemittel zusammen, aber die Erhebung liefert keinen Penetrationswert. Die Bindemittelklasse stammt aus der Spezifikation und dem Prüfzeugnis der Mischung. Die Erhebung des Befestigungszustands von TarmacView erfasst die Oberfläche als Bild und prüft das Bindemittel nicht.

Häufig gestellte Fragen

Was ist die Asphalt-Penetrationsprüfung?
Die Penetrationsprüfung ist eine Laborprüfung, die misst, wie tief eine Normnadel unter festgelegter Last, Zeit und Temperatur in Bitumen eindringt. ASTM D5/D5M deckt die Prüfung für halbfeste und feste bitumenhaltige Materialien ab. Ein höherer Wert bedeutet ein weicheres Material.
Was sind die Standardbedingungen der Penetrationsprüfung?
Üblich sind 25 °C (77 °F), eine Last von 100 g und eine Zeit von 5 s. Das FHWA-Prüfprotokoll P22 und die Spezifikation des New York State DOT nennen beide diese Werte. Eine Prüfung kann auch andere Temperaturen verwenden. AASHTO T 49 gibt Präzisionsangaben bei 4 °C und bei 25 °C.
Welche Einheit verwendet die Penetrationsprüfung?
Das Ergebnis ist die Eindringtiefe der Nadel in Zehntelmillimetern. Eine Penetrationseinheit ist 0,1 mm. Die FAA-Schrift AC 150/5370-10H schreibt dieselbe Einheit als dmm, zum Beispiel höchstens 50 dmm.
Was bedeutet ein hoher oder niedriger Penetrationswert?
Ein hoher Wert bedeutet ein weicheres Bindemittel, ein niedriger Wert ein härteres. ASTM D5/D5M sagt, dass die Prüfung die Konsistenz misst und dass höhere Werte eine weichere Konsistenz zeigen. Der Wert ist ein einzelner Punkt bei einer Temperatur. Er beschreibt das Bindemittel nicht vollständig.
Ist die Penetrationsprüfung dieselbe wie die Penetrationsprüfung für Boden?
Nein. Die Bitumenprüfung drückt im Labor eine Nadel in eine Bindemittelprobe. Die FAA-Schrift AC 150/5320-6G verwendet die Penetration auch beim CBR-Versuch, beim dynamischen Kegelpenetrometer und bei der Standard-Penetrationsprüfung nach ASTM D1586. Sie prüfen Boden, Gesteinskörnung und Untergrund, nicht Bindemittel.
Verwendet die FAA die Penetrationsprüfung für Flugplatzasphalt?
Nicht für das Bindemittel der Heißasphalt-Deckschicht. Die FAA-Vorgabe Item P-401 der AC 150/5370-10H verlangt Asphaltbindemittel nach ASTM D6373 in der Performance-Klasse. Die FAA verwendet ASTM D5 noch bei den Versiegelungsvorgaben. Item P-608 setzt für den Emulsionsrückstand höchstens 50 dmm fest. Item P-608-R setzt 2 bis 12 dmm fest.
Kann eine Drohnenvermessung die Penetration messen?
Nein. Die Prüfung braucht eine Bindemittelprobe und ein Labor. Eine Drohnenvermessung sieht die Oberfläche. Sie kann Schäden wie Ausbröckeln oder Bitumenausblutungen zeigen, die mit dem Bindemittel zusammenhängen, liefert aber keinen Penetrationswert.

Dies ist ein Referenzeintrag. TarmacView bietet Drohneninspektionsdienste an und verkauft nicht die in diesem Glossar beschriebene Ausrüstung oder Materialien.

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