Performance Grade (PG) ist das Superpave-Asphaltbindmittel-Klassifizierungssystem, das Bindmitteleigenschaften bei klimagerechten hohen und niedrigen Gebrauchstemperaturen spezifiziert. Behandelt das PG-Bezeichnungssystem, Laborprüfprotokolle (DSR, BBR, DTT, MSCR), Sortenauswahl nach Klima und Verkehr, PG Plus-Spezifikationen, PG-Bindemittel für Flugplatzbefestigungen und den Zusammenhang zwischen PG-Einstufung und Feldversagensmustern von Fahrbahnbefestigungen.
Performance Grade (PG)-Asphaltbindemittel ist ein Klassifizierungssystem für Asphaltzement, das im Rahmen des Strategic Highway Research Program (SHRP) von 1987 bis 1993 als Kernkomponente des Superpave-Systems (Superior Performing Asphalt Pavements) entwickelt wurde. Das PG-System stellt einen grundlegenden Paradigmenwechsel von empirischen Bindemitteleinstufungsmethoden – Penetrationsgrad (AASHTO M 20) und Viskositätsgrad (AASHTO M 226) – hin zu einer leistungsbasierten Spezifikation dar, die Bindemittel nach dem Temperaturbereich klassifiziert, in dem sie im Feld voraussichtlich funktionieren sollen.
Eine PG-Bindemittelbezeichnung besteht aus zwei durch einen Bindestrich getrennten Zahlen, wie z. B. PG 64-22, PG 70-22 oder PG 76-28. Die erste Zahl gibt die Hochtemperatursorte in Grad Celsius an – die durchschnittliche maximale Fahrbahn-Bemessungstemperatur über sieben Tage in einer Tiefe von 20 mm unter der Fahrbahnoberfläche, die das Bindemittel ohne übermäßige Verformung aushalten kann. Die zweite Zahl gibt die Niedertemperatursorte in Grad Celsius an – die minimale Fahrbahn-Bemessungstemperatur, die das Bindemittel ohne thermische (niedertemperaturbedingte) Rissbildung aushalten kann. Ein PG 64-22-Bindemittel ist daher für Standorte geeignet, an denen die Fahrbahn im Sommer 64 °C und im Winter −22 °C erreicht.
Die PG-Spezifikation ist dokumentiert in AASHTO M 320 (Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder), der ursprünglichen Superpave-Spezifikation, und AASHTO M 332 (Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder Using Multiple Stress Creep Recovery [MSCR] Test), der aktualisierten Spezifikation, die den MSCR-Test zur verbesserten Verformungscharakterisierung integriert. Die ASTM-Äquivalente sind ASTM D6373 (Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder) und ASTM D8239 (Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder Using the Multiple Stress Creep Recovery [MSCR] Test).
Das PG-System verwendet einen gemeinsamen Satz rheologischer Prüfungen – das Dynamische Scherrheometer (DSR) , das Biegebalkenrheometer (BBR) und den Direkten Zugversuch (DTT) – um Bindemitteleigenschaften bei Temperaturen zu messen, die den spezifischen klimatischen Bedingungen des Projektstandorts entsprechen. Die Annahmegrenzwerte bleiben konstant, aber die Temperatur, bei der die Prüfungen durchgeführt werden, ändert sich je nach gewünschter PG-Sorte. Dies unterscheidet sich grundlegend von der Penetrations- und Viskositätseinstufung, bei der die Prüftemperatur festgelegt ist (25 °C für Penetration, 60 °C für absolute Viskosität) und die Annahmegrenzwerte variieren.
Das PG-System erkennt drei kritische Bindemittelalterungsstufen an, die verschiedenen Phasen der Fahrbahnlebensdauer entsprechen: Originalbindemittel (ungealtert) – das Bindemittel wie an das Asphaltwerk geliefert; kurzzeitgealtertes Bindemittel – simuliert durch den Rolling Thin-Film Oven Test (RTFOT) gemäß AASHTO T 240, repräsentiert das Bindemittel nach Mischen, Transport, Einbau und Verdichtung; und langzeitgealtertes Bindemittel – simuliert durch den Pressure Aging Vessel (PAV) gemäß AASHTO R 28, repräsentiert das Bindemittel nach 5 bis 10 Jahren oxidativer Alterung im Dienst.
Das PG-System basiert auf dem grundlegenden Verständnis, dass Asphaltbindemittel ein viskoelastisches Material ist, dessen Verhalten sowohl von der Temperatur als auch von der Belastungsgeschwindigkeit bestimmt wird. Bei hohen Fahrbahntemperaturen (typischerweise > 46 °C) wird das Bindemittel weich und viskos, was die Fahrbahn anfällig für Verformung (Rutting) unter Verkehrsbelastung macht. Bei niedrigen Fahrbahntemperaturen (typischerweise < 0 °C) wird das Bindemittel steif und spröde, was die Fahrbahn anfällig für thermische Rissbildung macht, wenn die Fahrbahn schrumpft und die Zugspannungen die Zugfestigkeit des Bindemittels überschreiten. Bei Zwischentemperaturen (typischerweise 15 °C bis 35 °C) bestimmt die Ermüdungsbeständigkeit des Bindemittels die Beständigkeit der Fahrbahn gegen lastbedingte Ermüdungsrissbildung.
Die Hochtemperatursorte ist die erste Zahl in der PG-Bezeichnung und reicht von PG 46 bis PG 82 in 6 °C-Schritten. Die Hochtemperatursorte entspricht der durchschnittlichen maximalen Fahrbahn-Bemessungstemperatur über sieben Tage in 20 mm unter der Fahrbahnoberfläche. Die Fahrbahntemperatur wird aus Lufttemperaturdaten mithilfe von Algorithmen berechnet, die im Rahmen des SHRP-Programms entwickelt und in die LTPP-Bind-Wetterdatenbank integriert wurden.
Das Dynamische Scherrheometer (DSR) gemäß AASHTO T 315 ist das primäre Prüfgerät für die Hochtemperatursorte. Das DSR misst den komplexen Schermodul (G)* und den Phasenwinkel (δ) des Bindemittels bei einer Belastungsfrequenz von 10 Radianten pro Sekunde (etwa 1,59 Hz), was einem Fahrzeug bei 55 mph (90 km/h) entspricht. Der komplexe Schermodul repräsentiert den Gesamtwiderstand des Bindemittels gegen Verformung unter Scherbelastung, während der Phasenwinkel die Zeitverzögerung zwischen aufgebrachter Spannung und resultierender Dehnung darstellt und das viskoelastische Gleichgewicht des Materials angibt. Ein Phasenwinkel von 0° zeigt perfekt elastisches Verhalten an (keine Energiedissipation), während ein Phasenwinkel von 90° rein viskoses Verhalten anzeigt (Newtonsches Fluid).
Der Verformungsparameter ist G/sin δ*. Am Originalbindemittel muss G*/sin δ ≥ 1,00 kPa bei der hohen Fahrbahntemperatur betragen. Am RTFO-gealterten Rückstand muss G*/sin δ ≥ 2,20 kPa bei derselben hohen Fahrbahntemperatur betragen. Die höhere Anforderung an das RTFO-gealterte Bindemittel berücksichtigt die Versteifung, die während des Baus auftritt. Ein höherer G*/sin δ-Wert zeigt ein steiferes Bindemittel an, das verformungsbeständiger ist. Das sin δ im Nenner spiegelt wider, dass die Bindemittelelastizität zur Verformungsbeständigkeit beiträgt – bei gleichem G* ergibt ein niedrigerer δ (elastischeres Material) einen höheren G*/sin δ-Wert.
Die Niedertemperatursorte ist die zweite Zahl (mit Minuszeichen) in der PG-Bezeichnung und reicht von PG XX-10 bis PG XX-46 in 6 °C-Schritten (d. h. −10 °C, −16 °C, −22 °C, −28 °C, −34 °C, −40 °C, −46 °C). Die Niedertemperatursorte entspricht der minimalen Fahrbahn-Bemessungstemperatur an der Fahrbahnoberfläche. Dies ist die kälteste Temperatur, die die Fahrbahn voraussichtlich erfahren wird, berechnet aus historischen minimalen Lufttemperaturdaten mit Anpassungen für die Sonneneinstrahlung.
Das Biegebalkenrheometer (BBR) gemäß AASHTO T 313 ist das primäre Prüfgerät für die Niedertemperatursorte. Das BBR misst die Kriechsteifigkeit (S) und den m-Wert eines PAV-gealterten Bindemittelbalkens (125 mm × 12,7 mm × 6,35 mm), der in der Mitte 240 Sekunden lang einer konstanten 100-g-Last ausgesetzt ist. Die Prüfung wird bei der niedrigen Fahrbahntemperatur plus 10 °C durchgeführt (z. B. wird für ein PG XX-22-Bindemittel die BBR-Prüfung bei −12 °C durchgeführt).
Das BBR liefert zwei kritische Parameter. Die Kriechsteifigkeit (S) – der Biegemodul des Bindemittelbalkens nach 60 Sekunden Belastung – muss ≤ 300 MPa betragen. Eine niedrigere Steifigkeit zeigt ein weicheres Bindemittel an, das thermische Spannungen besser abbauen kann. Der m-Wert – der Absolutwert der Steigung der log-Steifigkeit gegenüber der log-Zeit-Kurve bei 60 Sekunden – muss ≥ 0,300 betragen. Ein höherer m-Wert zeigt an, dass das Bindemittel Spannungen, die sich während der thermischen Kontraktion aufbauen, schneller abbauen kann.
Für Bindemittel, bei denen die BBR-Kriechsteifigkeit bei 60 Sekunden zwischen 300 und 600 MPa liegt, ist der Direkte Zugversuch (DTT) gemäß AASHTO T 314 als zusätzliche Bewertung erforderlich. Der DTT misst die Bruchdehnung einer PAV-gealterten Bindemittelprobe bei der niedrigen Fahrbahntemperatur. Die Bruchdehnung muss ≥ 1,0 % betragen. Der DTT liefert ein direktes Maß für die Fähigkeit des Bindemittels, sich ohne Bruch zu dehnen, was die grundlegende Eigenschaft ist, die die Beständigkeit gegen thermische Rissbildung bestimmt.
Die Zwischentemperatur wird in der PG-Bezeichnung nicht direkt angegeben, sondern aus der Hoch- und Niedertemperatursorte abgeleitet. Die Zwischenprüftemperatur für die Ermüdungsbewertung wird berechnet als: (Hochtemperatur + Niedertemperatur)/2 + 4 °C, mit einer oberen Grenze von (Hoch − 22) °C und einer unteren Grenze von (Hoch − 40) °C in der Praxis. Für ein PG 64-22-Bindemittel würde die Zwischentemperatur etwa 25 °C betragen (berechnet als (64 + (−22))/2 + 4 = 25 °C).
Bei der Zwischentemperatur wird das DSR mit dem Ermüdungsparameter G × sin δ* an PAV-gealtertem Bindemittel verwendet. Die Anforderung ist G × sin δ ≤ 5000 kPa*. Ein niedrigerer G* × sin δ-Wert zeigt ein weicheres, duktileres Bindemittel an, das wiederholten Belastungen ohne Ermüdungsrissbildung besser standhalten kann. Das sin δ im Zähler spiegelt wider, dass ein viskoseres (weniger elastisches) Material mit höherem δ tatsächlich vorteilhaft für die Ermüdungsbeständigkeit ist – es ermöglicht mehr Energiedissipation vor dem Bruch. Dies ist das Gegenteil der Verformungsanforderung und veranschaulicht den grundlegenden Konflikt im Bindemitteldesign: Eigenschaften, die die Verformungsbeständigkeit verbessern (hohe Steifigkeit, hohe Elastizität), können die Ermüdungs- und thermische Rissbeständigkeit verringern.
Die Temperaturspreizung eines PG-Bindemittels – die Differenz zwischen der Hoch- und Niedertemperatursorte – gibt den Temperaturbereich an, in dem das Bindemittel voraussichtlich eine angemessene Leistung erbringen wird. Ein PG 64-22 hat eine Spreizung von 86 °C (64 − (−22) = 86 °C). Ein PG 70-28 hat eine Spreizung von 98 °C. Ein PG 76-34 hat eine Spreizung von 110 °C. Im Allgemeinen ist eine Polymermodifikation erforderlich, um Temperaturspreizungen von 90 °C oder mehr zu erreichen, da unmodifizierte (reine) Bindemittel einen so weiten Leistungsbereich nicht erreichen können. Die Standard-Superpave-Spezifikation umfasst Bindemittel bis PG 82-46.
Die PG-Bindemittelspezifikation verwendet eine Reihe von rheologischen und physikalischen Prüfungen, um das Bindemittel in verschiedenen Alterungsstufen und bei Temperaturen zu charakterisieren, die den erwarteten Einsatzbedingungen entsprechen. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Prüfungen und ihre Zwecke zusammen:
| Prüfung (Standard) | Bindemittelalter | Parameter | Temperatur | Zweck |
|---|---|---|---|---|
| Flammpunkt (AASHTO T 48) | Original | Flammpunkt | ≥ 230 °C | Sicherheit – verhindert Brände beim Heißmischen |
| Rotationsviskosität (AASHTO T 316) | Original | Viskosität | ≤ 3 Pa·s bei 135 °C | Verarbeitbarkeit – gewährleistet Pump- und Mischbarkeit |
| Dynamisches Scherrheometer (AASHTO T 315) | Original | G*/sin δ | ≥ 1,00 kPa | Verformungsbeständigkeit – ungealtertes Bindemittel |
| Dynamisches Scherrheometer (AASHTO T 315) | RTFO-Rückstand | G*/sin δ | ≥ 2,20 kPa | Verformungsbeständigkeit – nach Baualterung |
| Dynamisches Scherrheometer (AASHTO T 315) | PAV-Rückstand | G*×sin δ | ≤ 5000 kPa | Ermüdungsrissbeständigkeit |
| Biegebalkenrheometer (AASHTO T 313) | PAV-Rückstand | S ≤ 300 MPa, m ≥ 0,300 | Niedertemp. + 10 °C | Thermische Rissbeständigkeit |
| Direkter Zugversuch (AASHTO T 314) | PAV-Rückstand | Bruchdehnung | ≥ 1,0 % | Thermische Rissbildung (ergänzend zu BBR) |
| MSCR (AASHTO T 350) | RTFO-Rückstand | Jnr3,2, %R | Hohe Temp. | Verformung (ersetzt DSR in M 332) |
Der Rotationsviskosimeter (RV)-Test gemäß AASHTO T 316 wird am Originalbindemittel (ungealtert) bei 135 °C durchgeführt. Der Test misst die Viskosität des Bindemittels durch Rotation einer Spindel in einer erhitzten Asphaltbindemittelprobe und Messung des erforderlichen Drehmoments zur Aufrechterhaltung einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit. Das RV liefert ein Maß für die Verarbeitbarkeit des Bindemittels bei typischen Heißmischanlagen-Produktionstemperaturen. Die maximal zulässige Viskosität beträgt 3 Pa·s (3.000 cP) bei 135 °C. Bindemittel mit einer Viskosität über diesem Grenzwert können bei typischen Betriebstemperaturen von Heißmischanlagen nicht einfach gepumpt, transferiert oder mit Gesteinskörnung gemischt werden. Wenn ein Bindemittel die Viskositätsanforderung nicht erfüllt, kann die Mischtemperatur erhöht werden (typischerweise um 5–10 °C), um die Viskosität auf den akzeptablen Bereich zu reduzieren.
Der Rolling Thin-Film Oven Test (RTFOT) gemäß AASHTO T 240 simuliert die Kurzzeitalterung, die während der Heißmischproduktion, des Transports und des Einbaus auftritt. Ein bewegter Asphaltbindemittelfilm wird in einer rotierenden Glasflasche 85 Minuten lang Hitze (163 °C) und Luftstrom ausgesetzt. Der RTFOT simuliert die Oxidation, die auftritt, wenn das Bindemittel während des relativ kurzen Zeitraums (typischerweise 2–4 Stunden) zwischen Produktion und Verdichtung erhitzt und der Luft ausgesetzt wird.
Der RTFO-Test erzeugt einen konditionierten Bindemittelrückstand, der für nachfolgende DSR-Verformungsprüfungen verwendet wird und auch das Ausgangsmaterial für die PAV-Langzeitalterung ist. Der Masseverlust während der RTFO-Konditionierung muss für die meisten PG-Sorten ≤ 1,00 % betragen. Ein übermäßiger Masseverlust zeigt das Vorhandensein flüchtiger Bestandteile an, die während der Produktion verdampfen können, was zu einem steiferen, spröderen Bindemittel als beabsichtigt führt. Der RTFO-gealterte Bindemittelrückstand dient auch als Prüfprobe für den MSCR-Test (AASHTO T 350) in der M 332-Spezifikation.
Der Pressure Aging Vessel (PAV) gemäß AASHTO R 28 simuliert die oxidative Langzeitalterung, die über 5 bis 10 Jahre der Fahrbahnnutzungsdauer auftritt. RTFO-gealterter Bindemittelrückstand wird 20 Stunden lang in einem Druckbehälter bei 2,07 MPa (300 psi) und 100 °C (oder 110 °C für PG 76 und höhere Sorten) gelagert. Der hohe Druck und die hohe Temperatur beschleunigen den Oxidationsprozess und erzeugen einen Rückstand, der den gealterten Zustand des Bindemittels nach jahrelanger Exposition gegenüber Luft und Temperatur darstellt.
PAV-gealterter Rückstand wird für drei kritische Prüfungen verwendet: den DSR-Ermüdungstest (G* × sin δ bei Zwischentemperatur), den BBR-Kriechtest (S und m-Wert bei niedriger Temperatur) und den DTT-Bruchdehnungstest (wenn erforderlich). Diese Prüfungen charakterisieren die Beständigkeit des Bindemittels gegen die beiden Schadensmechanismen, die in gealterten Fahrbahnen kritisch werden – Ermüdungsrissbildung und thermische Rissbildung.
Das Dynamische Scherrheometer (DSR) gemäß AASHTO T 315 ist wohl das wichtigste Instrument im PG-Bindemittelprüfprogramm. Das DSR ist ein Rheometer, das oszillierende Scherbelastung auf eine dünne Asphaltbindemittelprobe aufbringt, die zwischen zwei parallelen Platten eingebettet ist (25 mm Durchmesser für Original-/RTFO-Bindemittel, 8 mm Durchmesser für PAV-gealtertes Bindemittel). Der Test wird bei einer Belastungsfrequenz von 10 Radianten pro Sekunde (etwa 1,59 Hz) durchgeführt, was der Scherbelastungsrate eines mit 55 mph fahrenden Fahrzeugs entspricht.
Das DSR misst zwei grundlegende Parameter. Der komplexe Schermodul (G)* repräsentiert den Gesamtwiderstand des Bindemittels gegen Verformung unter wiederholter Scherbelastung, ausgedrückt in kPa. Ein höherer G* zeigt ein steiferes Bindemittel an. Der Phasenwinkel (δ) repräsentiert die Verzögerung zwischen aufgebrachter Spannung und resultierender Dehnung, ausgedrückt in Grad. Ein perfekt elastisches Material hat δ = 0° (Spannung und Dehnung perfekt in Phase), während ein rein viskoses Newtonsches Fluid δ = 90° hat (Spannung eilt der Dehnung um 90° voraus). Asphaltbindemittel sind viskoelastisch, mit δ-Werten typischerweise zwischen 50° und 85°.
Das DSR wird für drei verschiedene Bewertungsparameter verwendet, abhängig vom Bindemittelalter und dem zu bewertenden Schadensmechanismus. Für das Originalbindemittel (ungealtert) und das RTFO-gealterte Bindemittel muss der Verformungsparameter G/sin δ* Mindestwerte (1,00 kPa bzw. 2,20 kPa) bei der hohen Fahrbahntemperatur erfüllen. Für das PAV-gealterte Bindemittel muss der Ermüdungsparameter G×sin δ* ≤ 5.000 kPa bei der Zwischenfahrbahntemperatur betragen.
Das DSR ist ein Präzisionsinstrument, das sorgfältige Kalibrierung und Temperaturkontrolle erfordert. Der Spaltabstand zwischen den Platten ist kritisch – typische Spalte sind 1,0 mm für 25-mm-Platten und 2,0 mm für 8-mm-Platten. Die Probe muss bei der Prüftemperatur sorgfältig beschnitten werden, um überschüssiges Bindemittel zu entfernen, das eine Ausbauchung (Trommelfeffekt) verursachen und zu fehlerhaften Ergebnissen führen würde. Der DSR-Test wird temperaturdurchlaufen oder bei einer einzelnen Temperatur durchgeführt, je nachdem, ob das Ziel die Einstufungsverifizierung oder die PG-Sortenbestimmung ist.
Das Biegebalkenrheometer (BBR) gemäß AASHTO T 313 ist das Instrument zur Bewertung der Niedertemperatur-Rissbeständigkeit von PAV-gealterten Asphaltbindemitteln. Der BBR-Test unterwirft einen prismatischen Balken aus PAV-gealtertem Bindemittel (127 mm × 12,7 mm × 6,35 mm) einer konstanten 100-g-Kriechlast (980 mN) in der Mitte einer 102-mm-Einfeldspannweite. Die Balkendurchbiegung wird als Funktion der Belastungszeit (0 bis 240 Sekunden) bei der Prüftemperatur gemessen, die 10 °C wärmer als die niedrige Fahrbahn-Bemessungstemperatur ist.
Das BBR liefert zwei Parameter nach 60 Sekunden Belastung. Die Kriechsteifigkeit (S) ist das Verhältnis der konstanten Spannung zur gemessenen Dehnung bei 60 Sekunden, ausgedrückt in MPa. Die Kriechsteifigkeit muss ≤ 300 MPa betragen. Der m-Wert ist der Absolutwert der Steigung der log-Kriechsteifigkeit gegenüber der log-Zeit-Kurve bei 60 Sekunden. Der m-Wert muss ≥ 0,300 betragen.
Der BBR-Test wird 10 °C über der niedrigen Fahrbahntemperatur durchgeführt, da thermische Rissbildung im Feld nicht nur bei der minimalen Fahrbahntemperatur auftritt, sondern auch während des Abkühlungsprozesses – das Bindemittel muss in der Lage sein, Spannungen abzubauen, die sich während der thermischen Kontraktion aufbauen. Die 10 °C-Sicherheitsmarge berücksichtigt dieses Phänomen. Wenn ein Bindemittel S = 350 MPa und m = 0,280 bei −12 °C (für eine PG XX-22-Sorte) aufweist, erfüllt es die Niedertemperaturanforderungen nicht. Der Ingenieur muss entweder ein weicheres Bindemittel (PG XX-28) auswählen oder das Risiko thermischer Rissbildung akzeptieren.
Der Direkte Zugversuch (DTT) gemäß AASHTO T 314 ist ein ergänzender Niedertemperaturtest, der erforderlich ist, wenn die BBR-Kriechsteifigkeit zwischen 300 und 600 MPa liegt. Der DTT misst direkt die Zugversagenseigenschaften von PAV-gealtertem Bindemittel bei der niedrigen Fahrbahn-Bemessungstemperatur. Eine hanteiförmige Bindemittelprobe wird mit einer konstanten Geschwindigkeit von 1,0 mm/min gedehnt, und sowohl die Spannung als auch die Dehnung beim Bruch werden aufgezeichnet.
Der kritische Parameter ist die Bruchdehnung – die prozentuale Verlängerung zum Zeitpunkt des Bruchs. Die Bruchdehnung muss ≥ 1,0 % betragen (d. h., die Probe muss sich mindestens 1 % ihrer ursprünglichen Länge dehnen, bevor sie bricht). Der DTT liefert ein direktes Maß für die Duktilität des Bindemittels bei niedriger Temperatur, was die grundlegende Materialeigenschaft ist, die die Beständigkeit gegen thermische Rissbildung bestimmt. Ein Bindemittel mit einer Bruchdehnung von 1,5 % ist beständiger gegen thermische Rissbildung als eines mit einer Bruchdehnung von 0,8 %.
Wenn die BBR-Kriechsteifigkeit ≤ 300 MPa beträgt, erfüllt das Bindemittel die Niedertemperaturanforderung ohne DTT-Prüfung. Wenn die BBR-Steifigkeit zwischen 300 und 600 MPa liegt UND die DTT-Bruchdehnung ≥ 1,0 % beträgt, erfüllt das Bindemittel ebenfalls die Niedertemperaturanforderung. Wenn die BBR-Steifigkeit 600 MPa überschreitet, besteht das Bindemittel unabhängig von den DTT-Ergebnissen nicht.
Der Multiple Stress Creep Recovery (MSCR)-Test, standardisiert als AASHTO T 350 (Standard Method of Test for Multiple Stress Creep Recovery of Asphalt Binder Using a Dynamic Shear Rheometer), ist die bedeutendste Weiterentwicklung der PG-Bindemittelspezifikation seit dem ursprünglichen SHRP-Programm. Der MSCR-Test wurde entwickelt, um Einschränkungen des ursprünglichen DSR-basierten G*/sin δ-Verformungsparameters zu adressieren, insbesondere für polymer-modifizierte Bindemittel.
Der MSCR-Test verwendet dieselbe Dynamische Scherrheometer (DSR)-Ausrüstung wie der Standard-DSR-Test, jedoch mit einem grundlegend anderen Belastungsprotokoll. Anstelle der oszillierenden (sinusförmigen) Belastung, die im Standard-DSR-Test verwendet wird, wendet der MSCR-Test Kriechbelastung an – eine konstante Scherspannung wird für 1 Sekunde aufgebracht, gefolgt von einer 9-sekündigen Erholungsphase bei Nullspannung. Dieser Kriech-Erholungs-Zyklus wird 10 Mal bei einem Spannungsniveau von 0,1 kPa (repräsentiert niedrigere Verkehrsniveaus) wiederholt, gefolgt von 10 Zyklen bei 3,2 kPa (repräsentiert höhere Verkehrsniveaus und langsam fahrende Lasten).
Der MSCR-Test misst zwei primäre Parameter. Die nicht-rückgewinnbare Kriechnachgiebigkeit (Jnr) bei 3,2 kPa ist die Restdehnung nach der Erholung geteilt durch die aufgebrachte Spannung. Jnr wird in kPa⁻¹ ausgedrückt und repräsentiert den Beitrag des Bindemittels zur bleibenden Verformung – es ist ein direktes Maß für das Verformungspotenzial. Ein niedrigerer Jnr zeigt eine bessere Verformungsbeständigkeit an. Die prozentuale Rückgewinnung (%R) bei 3,2 kPa ist der Prozentsatz der Gesamtdehnung, der während der 9-sekündigen Erholungsphase zurückgewonnen wird. %R zeigt den Grad des elastischen Verhaltens im Bindemittel an – eine höhere Rückgewinnung weist auf eine elastischere Reaktion hin, die charakteristisch für eine Polymermodifikation ist.
Der MSCR-Test hat drei entscheidende Vorteile gegenüber dem DSR G*/sin δ-Test. Erstens misst der MSCR-Test die nicht-rückgewinnbare Verformung direkt, anstatt sie aus einem oszillierenden Test abzuleiten. G*/sin δ korreliert gut mit der Verformungsbeständigkeit für unmodifizierte Bindemittel, korreliert jedoch nicht gut für modifizierte Bindemittel. Zweitens ist der MSCR-Test nicht empfindlich gegenüber sterischer Härtung – einer reversiblen molekularen Versteifung, die bei einigen Bindemitteln während der Lagerung bei Umgebungstemperatur auftritt. Sterische Härtung kann dazu führen, dass der DSR G*/sin δ-Test fälschlicherweise hohe Werte liefert, die die Verformungsbeständigkeit überschätzen. Drittens liefert der MSCR-Test Informationen über die elastische Reaktion von polymer-modifizierten Bindemitteln durch den %R-Parameter, der hilft, den Typ und die Qualität der Polymermodifikation zu identifizieren.
AASHTO M 332 (Standard Specification for Performance-Graded Asphalt Binder Using the Multiple Stress Creep Recovery [MSCR] Test) ist die moderne PG-Spezifikation, die die DSR G*/sin δ-Verformungsanforderung durch den MSCR-Test ersetzt. AASHTO M 332 führt ein Verkehrslastbezeichnungssystem ein, das den Grade-Bumping-Ansatz von AASHTO M 320 ersetzt. Die Verkehrslast wird als Suffix an die PG-Sortenbezeichnung angehängt:
| Verkehrsbezeichnung | Jnr3,2 Maximum (kPa⁻¹) | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| S (Standard) | 4,5 | < 10 Millionen ESALs, Standard-Verkehrsgeschwindigkeit |
| H (Heavy) | 2,0 | 10–30 Millionen ESALs, langsamer Verkehr |
| V (Very Heavy) | 1,0 | > 30 Millionen ESALs, stehender Verkehr |
| E (Extreme) | 0,5 | > 30 Millionen ESALs, sehr langsame/stehende Lasten |
Nach AASHTO M 332 wäre ein Bindemittel mit der Bezeichnung PG 64-22 H ein PG 64-22-Bindemittel, das die Jnr-Anforderung von ≤ 2,0 kPa⁻¹ für Schwerverkehrsanwendungen erfüllt. Die M 332-Spezifikation enthält auch prozentuale Rückgewinnungsanforderungen, die mit abnehmendem Jnr steigen, um sicherzustellen, dass stark verkehrsbelastete Bindemittel eine angemessene elastische Reaktion aufweisen.
Der MSCR-Test wird an RTFO-gealtertem Bindemittelrückstand bei der hohen Fahrbahntemperatur durchgeführt. Die Spannungsempfindlichkeit des Bindemittels wird ebenfalls durch Vergleich von Jnr bei 0,1 kPa und 3,2 kPa bewertet. Die Spannungsempfindlichkeit (prozentuale Differenz) muss ≤ 75 % für S- und H-Sorten und ≤ 75 % für V- und E-Sorten betragen (einige Spezifikationen erlauben bis zu 100 % für V und E bei feldgemischten Bindemitteln).
Die PG-Bindemittelsortenauswahl für ein Projekt folgt einem systematischen Prozess, der Klimadaten, Verkehrsbedingungen und strukturelle Fahrbahnüberlegungen integriert. Der Prozess ist dokumentiert in AASHTO M 323 (Standard Specification for Superpave Volumetric Mix Design) und in staatsspezifischen Richtlinien wie dem TxDOT Pavement Manual Section 5 und dem FHWA LTPP Bind-Programm.
Die PG-Basissorte wird aus den klimatischen Bedingungen des Projektstandorts mithilfe der LTPP-Bind-Wetterdatenbank (verfügbar über die FHWA-Website oder integriert in staatsspezifische Werkzeuge) bestimmt. Die Datenbank enthält Aufzeichnungen von etwa 8.000 Wetterstationen in den USA und Kanada und liefert Daten zur minimalen Lufttemperatur, maximalen Lufttemperatur und Sonneneinstrahlung.
Die Fahrbahn-Bemessungstemperaturberechnungen wandeln Lufttemperaturen mithilfe von Algorithmen, die während des SHRP-Programms entwickelt wurden, in Fahrbahntemperaturen um. Die hohe Fahrbahn-Bemessungstemperatur ist der Durchschnitt der höchsten sieben aufeinanderfolgenden Tage der maximalen Fahrbahntemperatur in 20 mm Tiefe. Dies berücksichtigt die Tatsache, dass Fahrbahntemperaturen aufgrund der Absorption von Sonneneinstrahlung durch die dunkle Fahrbahnoberfläche 20–35 °C höher sein können als Lufttemperaturen. Die niedrige Fahrbahn-Bemessungstemperatur ist die minimale Fahrbahntemperatur an der Oberfläche, typischerweise 1–3 °C wärmer als die minimale Lufttemperatur, abhängig von Windgeschwindigkeit und Bewölkung.
Das Zuverlässigkeitsniveau repräsentiert die Wahrscheinlichkeit, dass die Fahrbahntemperatur in einem bestimmten Jahr den Bemessungswert nicht überschreitet. Übliche Zuverlässigkeitsniveaus sind:
Höhere Zuverlässigkeitsniveaus führen zu konservativeren Bindemittelauswahlen (höhere Hochtemperatursorte, niedrigere Niedertemperatursorte). Beispielsweise könnte ein Standort in Zentraltexas bei 50 % Zuverlässigkeit PG 64-22 erfordern, aber bei 98 % Zuverlässigkeit PG 70-22.
Grade Bumping ist die Praxis, die Hochtemperaturbewertung des Bindemittels um eine oder mehrere 6 °C-Stufen zu erhöhen, um eine zusätzliche Verformungsbeständigkeit für höhere Verkehrsaufkommen, langsamere Verkehrsgeschwindigkeiten oder stehende Lasten zu bieten. Die Grade-Bumping-Empfehlungen basieren auf dem erwarteten 20-Jahres-Bemessungsverkehr in Millionen von Equivalent Single Axle Loads (ESALs) :
| Verkehr (Millionen ESALs) | Verkehrsgeschwindigkeit | Hochtemperatur-Sortenanpassung |
|---|---|---|
| < 0,3 | Freifließend | Keine |
| 0,3 bis < 10 | Freifließend | Keine |
| 10 bis < 30 | Freifließend | Keine bis +1 Sorte |
| ≥ 30 | Freifließend | +1 Sorte |
| Beliebig | Langsam (< 70 km/h) | +1 Sorte |
| Beliebig | Stehend (Kreuzungen, Mautstellen) | +2 bis +3 Sorten |
Die Niedertemperatursorte kann auch um eine Sorte nach unten angepasst werden (z. B. von −22 auf −28), wenn thermische Rissbildung in der Gegend ein bekanntes Problem ist, selbst wenn das Klima allein die weichere Sorte nicht erfordern würde. Diese Praxis, manchmal als Niedertemperatur-Polsterung bezeichnet, erhöht die Kälteflexibilität des Bindemittels, ohne die Hochtemperaturleistung wesentlich zu beeinträchtigen.
Grade Dumping ist die gegenteilige Praxis – die Verringerung der Hochtemperatursorte des Bindemittels (und möglicherweise die Erhöhung der Niedertemperatursorte), um die versteifenden Wirkungen von Reclaimed Asphalt Pavement (RAP) und Recycled Asphalt Shingles (RAS) abzumildern. Wenn hohe RAP/RAS-Gehalte verwendet werden (≥ 25 %), fügt das recycelte Bindemittel im RAP/RAS der gesamten Bindemittelmischung Steifigkeit hinzu. Die Verwendung eines weicheren reinen PG-Bindemittels (z. B. PG 58-28 anstelle von PG 64-22) kompensiert diese Versteifung und hält die Leistungssorte der gesamten Bindemittelmischung auf dem Zielniveau.
Jede staatliche Autobahnbehörde implementiert die PG-Bindemittelauswahl unterschiedlich, mit Anpassungen basierend auf lokalem Klima, Baupraktiken und Leistungshistorie. Das Asphalt Institute unterhält eine U.S. State Asphalt Binder Specifications Database, die die spezifischen PG-Spezifikationen und -Anforderungen dokumentiert, die von jeder staatlichen Verkehrsbehörde übernommen wurden.
Beispielsweise verwendet Texas (TxDOT) eine Kombination aus klimabasierter Auswahl gemäß dem LTPP-Bind-Programm und der TxDOT PG-SPG-Sortenauswahl-Tabelle. Die Praxis von TxDOT, dokumentiert in seinem Pavement Manual, verwendet PG 64-22 als Basisbindemittel für die meisten Standorte bei einem 95 %-Konfidenzniveau. Wüstengebiete in Westtexas können PG 70-32 erfordern, während kältere nördliche Gebiete PG 64-28 erfordern können. Für Stone Matrix Asphalt (SMA) und Permeable Friction Course (PFC) verlangt TxDOT ein Minimum von PG 76-XX-Bindemittel, um eine ausreichende Verformungsbeständigkeit in diesen offengradigen Mischungen zu gewährleisten. Für hochbelastete Deckmischungen (≥ 30 Millionen ESALs) werden üblicherweise PG 70- oder PG 76-Bindemittel verwendet.
Minnesota (MnDOT) hat die MSCR-basierte Spezifikation AASHTO M 332 mit Jnr-Grenzen für verschiedene Verkehrsniveaus implementiert. Das Klima Minnesotas erfordert Bindemittel wie PG 58-28, PG 58-34, PG 64-28 und PG 64-34, abhängig vom geografischen Standort innerhalb des Staates. Der MSCR-Test bietet MnDOT ein verbessertes Vertrauen in die Verformungsbeständigkeit von polymer-modifizierten Bindemitteln, die in stark befahrenen städtischen Anwendungen verwendet werden.
PG-Plus-Spezifikationen sind ergänzende Prüfungen, die viele Behörden zu den Basis-Anforderungen von AASHTO M 320 oder M 332 hinzufügen, um eine zusätzliche Charakterisierung von polymer-modifizierten Bindemitteln oder Bindemitteln mit weiten Temperaturspreizungen zu ermöglichen. Der Begriff „PG Plus" wurde ursprünglich während der Implementierung von Superpave geprägt, als staatliche Behörden erkannten, dass die Standard-PG-Spezifikation nicht ausreichend zwischen Bindemitteln unterscheidet, die mit verschiedenen Polymertypen modifiziert wurden, oder zwischen polymer-modifizierten und chemisch modifizierten Bindemitteln.
PG-Plus-Prüfungen sind typischerweise für Bindemittel mit einer Temperaturspreizung von 92 °C oder mehr erforderlich (z. B. PG 76-22 hat eine Spreizung von 98 °C, PG 70-28 hat eine Spreizung von 98 °C, PG 82-22 hat eine Spreizung von 104 °C). Diese Bindemittel sind fast immer polymermodifiziert, um den weiten Leistungsbereich zu erreichen.
Der Elastizitätsrückstelltest gemäß AASHTO T 301 oder ASTM D 6084 misst den prozentualen Rückstellungsgrad einer RTFO-gealterten Bindemittelprobe, nachdem sie in einem Duktilometer gedehnt wurde. Die Probe wird bei 25 °C mit 50 mm/min auseinandergezogen, bis sie eine bestimmte Dehnung erreicht (typischerweise 200 mm oder 100 mm, je nach Norm). Die Probe wird dann in der Mitte durchtrennt, und die Rückstellung der beiden Hälften wird nach 30 oder 60 Minuten gemessen.
Die elastische Rückstellung wird berechnet als: (Ursprüngliche Länge − Rückgestellte Länge) / (Gedehnte Länge − Ursprüngliche Länge) × 100 %. Die meisten Behörden verlangen eine minimale elastische Rückstellung von 60–70 % für modifizierte Bindemittel. Der Elastizitätsrückstelltest gibt einen Hinweis auf die elastomere Natur der Polymermodifikation – SBS (Styrol-Butadien-Styrol)-modifizierte Bindemittel zeigen typischerweise eine hohe elastische Rückstellung (≥ 70 %), während andere Modifikatoren (z. B. Polyolefine, Gummimehl, chemische Modifikatoren) eine geringere Rückstellung zeigen können, obwohl sie eine angemessene Feldleistung erbringen.
Der Kraftduktilitätstest gemäß ASTM D 113 oder AASHTO T 300 misst die Kraft, die erforderlich ist, um eine PAV-gealterte Bindemittelprobe bei 4 °C und 50 mm/min zu dehnen. Während des Duktilitätstests wird die Kraft kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet, wodurch eine Kraft-Dehnungs-Kurve entsteht. Die wichtigsten Parameter umfassen die Kraft bei Spitzenfestigkeit und die Verformungsarbeit (Fläche unter der Kraft-Dehnungs-Kurve).
Der Kraftduktilitätstest ist besonders nützlich zur Identifizierung von SBS-Polymermodifikation. SBS-modifizierte Bindemittel zeigen eine charakteristische Kraft-Dehnungs-Kurve mit einer anfänglichen Spitzenkraft, gefolgt von einem Plateau und dann einer endgültigen Spitze vor dem Bruch. Dieses Verhalten unterscheidet sich von unmodifizierten Bindemitteln, die eine relativ flache Kraft-Dehnungs-Kurve zeigen. Einige staatliche Spezifikationen verlangen eine Mindestkraft bei einer bestimmten Dehnung (z. B. 50 N bei 200 mm Dehnung) als Annahmekriterium für modifizierte Bindemittel.
Der Polymerabscheidungstest gemäß ASTM D 7173 oder AASHTO T 317 bewertet die Lagerstabilität von polymer-modifizierten Bindemitteln. Der Test beinhaltet das Einbringen einer Probe des modifizierten Bindemittels in ein vertikales Rohr (25 mm Durchmesser × 140 mm Höhe) und die Lagerung bei 163 °C (oder 180 °C für bestimmte modifizierte Bindemittel) für 48 Stunden. Nach dem Abkühlen wird das Rohr in drei Abschnitte geschnitten, und der Erweichungspunkt (AASHTO T 53) der oberen und unteren Abschnitte wird gemessen.
Der Unterschied im Erweichungspunkt zwischen dem oberen und unteren Abschnitt darf je nach Spezifikation 2,5 °C bis 5,5 °C nicht überschreiten. Ein großer Unterschied zeigt an, dass sich das Polymer während der Lagerung abgesetzt hat (an die Oberfläche gestiegen ist) – dies ist ein Zeichen für schlechte Kompatibilität zwischen dem Basisbindemittel und dem Polymermodifikator, was zu inkonsistenter Feldleistung führen kann. Lagerstabile modifizierte Bindemittel behalten während der gesamten Lagerung im Tank gleichmäßige Eigenschaften.
Flugplatzbefestigungen stellen besondere Anforderungen an Asphaltbindemittel, die sich erheblich von Autobahnanwendungen unterscheiden. Die Reifendrücke von Flugzeugen reichen von 100 psi (allgemeine Luftfahrt) bis über 250 psi (große Verkehrsflugzeuge wie Boeing 777 und Airbus A380), verglichen mit typischen LKW-Reifendrücken auf Autobahnen von 100–120 psi. Die Flugzeuglasten sind ebenfalls viel höher – ein voll beladener Airbus A380 kann eine Einzelradlast von über 25.000 kg aufbringen, verglichen mit einer Standard-LKW-Achslast von 8.200 kg. Die kanalisierten Verkehrsmuster auf Start- und Landebahnen und Rollwegen konzentrieren die Belastung in schmalen Zonen, was das Verformungspotenzial erhöht.
Die Federal Aviation Administration (FAA) adressiert die Asphaltbindemittelauswahl für Flugplatzbefestigungen durch ihr Advisory Circular 150/5370-10H – Standards for Specifying Construction of Airports, insbesondere Position P-401 (Plant Mix Bituminous Pavements). Der FAA-Ansatz zur PG-Bindemittelauswahl für Flugplatzbefestigungen umfasst:
Basis-Sortenauswahl – Die PG-Basissorte wird aus dem Klima des Projektstandorts mithilfe der LTPP-Bind-Wetterdatenbank bestimmt, in Übereinstimmung mit der Autobahnpraxis. Die FAA verwendet ein Zuverlässigkeitsniveau von 98 % für gewerbliche Verkehrsflughäfen und 95 % für Flughäfen der allgemeinen Luftfahrt, was die sicherheitskritische Natur von Flugplatzbefestigungen widerspiegelt.
Verkehrsabhängiges Grade Bumping – Die FAA-Richtlinien zum Grade Bumping für Flugplatzbefestigungen unterscheiden sich von der Autobahnpraxis, da die Flugzeugbelastung grundlegend anders ist als die LKW-Belastung. Die FAA berücksichtigt das Bemessungsflugzeug (das kritische Flugzeug, das die Fahrbahndicke bestimmt) und die jährlichen Abflüge (die Anzahl der Startvorgänge pro Jahr). Für schwere Flugzeugbefestigungen (≥ 30.000 jährliche Abflüge von Flugzeugen mit einem Gewicht > 60.000 kg) kann eine Sortenanpassung um ein bis zwei Stufen empfohlen werden, insbesondere für heiße Klimazonen.
Kraftstoffbeständige Bindemittel – Flugplatzbefestigungen sind während Betankungsvorgängen Kerosin (Jet A, Jet A-1, JP-8)-Verschüttungen ausgesetzt. Kerosin ist ein Kohlenwasserstofflösungsmittel, das konventionelle Asphaltbindemittel auflösen kann, was zu Oberflächenabplatzungen, Zersetzung und Gefahren durch Fremdkörper (FOD) führt. Für kraftstoffbeständige Anwendungen (typischerweise innerhalb von 2–4 Metern von Betankungsschächten und Betankungspositionen) spezifiziert die FAA Special Fuel Resistant (SFR)-Bindemittel, die chemisch vernetzt sind, um der Kraftstoffauflösung zu widerstehen. Diese Bindemittel sind typischerweise hochleistungsfähige polymer-modifizierte Bindemittel oder duroplastische Bindemittel, die dieselben PG-Anforderungen wie konventionelle Bindemittel erfüllen, aber zusätzlichen Widerstand gegen Kraftstoffeintauchen bieten.
Leistungsprüfung – Die FAA verlangt Lastplattenprüfungen für die Zulassung von Flugplatzbefestigungsmischungen. Der Asphalt Pavement Analyzer (APA) gemäß AASHTO T 340 ist die Standardmethode, mit Prüfung bei 250 psi Schlauchdruck und 64 °C, durchgeführt bis 4.000 Überfahrten mit einer maximal zulässigen Spurrinnentiefe von 10 mm. Für Bindemittel, bei denen die Hochtemperatursorte ≥ 76 °C beträgt, können alternative Prüftemperaturen verwendet werden. Die APA-Prüftemperatur kann auch an die Hochtemperatur-PG-Sorte des Bindemittels angepasst werden – beispielsweise kann ein PG 76-22-Bindemittel bei 76 °C anstelle von 64 °C geprüft werden.
Das FAA Engineering Brief Nr. 83A bietet zusätzliche Anleitungen zur Verwendung der Asphaltbindemittel-Leistungseinstufung für Flugplatzbefestigungen. Das Rundschreiben empfiehlt Ingenieuren, die AASHTO M 332 MSCR-basierte Spezifikation für Flugplatzbefestigungen mit geeigneten Jnr-Grenzen für Flugzeugverkehrsniveaus zu verwenden. Das Rundschreiben bietet auch Anleitungen zu PG-Plus-Prüfungen für modifizierte Bindemittel – Bindemittel mit einer Sortenspreizung von 92 °C oder mehr erfordern eine Elastizitätsrückstellprüfung.
Der Penetrationsgrad (AASHTO M 20) klassifiziert Bindemittel basierend auf dem Penetrationstest (AASHTO T 49), der die Tiefe (in 1/10 mm-Einheiten) misst, die eine Standardnadel unter einer 100-g-Last in 5 Sekunden bei 25 °C in eine Bindemittelprobe eindringt. Übliche Sorten umfassen 40/50, 60/70, 80/100 und 120/150. Der Penetrationstest ist eine empirische Messung, die nicht direkt mit einer grundlegenden technischen Eigenschaft des Bindemittels zusammenhängt. Er liefert keine Informationen über das Bindemittelverhalten bei hohen Fahrbahntemperaturen (Verformungsbeständigkeit) oder niedrigen Fahrbahntemperaturen (thermische Rissbeständigkeit).
Der Viskositätsgrad (AC-Grad) (AASHTO M 226) klassifiziert Bindemittel basierend auf dem Absolutviskositätstest bei 60 °C (AASHTO T 201) und dem kinematischen Viskositätstest bei 135 °C (AASHTO T 201). Übliche Sorten umfassen AC-5, AC-10, AC-20, AC-30 und AC-40. Die AC-Zahl repräsentiert die absolute Viskosität in hundert Poise (z. B. AC-20 = 2000 Poise = 200 Pa·s bei 60 °C). Das Viskositätsgradsystem verbesserte die Penetrationseinstufung, indem es die Bindemittelsteifigkeit bei einer Temperatur misst, die näher an der maximalen Fahrbahntemperatur liegt, berücksichtigte jedoch immer noch nicht die Niedertemperaturleistung, die Ermüdungsbeständigkeit oder die Langzeitalterung.
Der AR-Viskositätsgrad (AASHTO M 226) ist eine Variante des Viskositätsgradsystems, bei dem das Bindemittel nach der Rolling Thin-Film Oven (RTFO)-Alterung geprüft wird. AR-Sorten (z. B. AR-4000, AR-8000) klassifizieren Bindemittel basierend auf ihrer Viskosität bei 60 °C nach simulierter Kurzzeitalterung. Während die AR-Einstufung Alterungseffekte bei hohen Temperaturen berücksichtigt, adressiert sie immer noch nicht die Niedertemperatur- oder Ermüdungsleistung.
Die folgende Tabelle bietet einen Vergleich der drei Einstufungssysteme:
| Merkmal | Penetrationsgrad | Viskositätsgrad | PG-Grad |
|---|---|---|---|
| Prüftemperatur | 25 °C (fest) | 60 °C und 135 °C (fest) | Variabel – klimabasiert |
| Niedertemperaturprüfung | Keine | Keine | BBR bei Niedertemp. + 10 °C |
| Alterungssimulation | Keine | Keine (AR-Grad: RTFO) | RTFO (kurzfristig), PAV (langfristig) |
| Modifizierte Bindemittel | Nicht geeignet | Nicht geeignet | Geeignet |
| Leistungsbeziehung | Empirisch | Empirisch | Direkt (technische Eigenschaften) |
| Typische Sortenbeispiele | 60/70, 80/100 | AC-20, AC-30 | PG 64-22, PG 70-22 |
| Ungefähres Äquivalent | 60/70 ≈ AC-20 ≈ PG 64-22 | 80/100 ≈ AC-10 ≈ PG 58-28 | N/V – standortspezifisch |
Eine wesentliche Einschränkung der Penetrations- und Viskositätssysteme besteht darin, dass Bindemittel aus verschiedenen Rohölquellen bei der Prüftemperatur denselben Penetrations- oder Viskositätsgrad haben können, sich aber bei anderen Temperaturen sehr unterschiedlich verhalten. Beispielsweise können zwei Bindemittel, beide als 60/70-Penetration eingestuft, eine dramatisch unterschiedliche Verformungsbeständigkeit bei 70 °C oder eine unterschiedliche thermische Rissbeständigkeit bei −20 °C aufweisen. Das PG-System beseitigt diese Mehrdeutigkeit, indem es die Leistung bei für den Projektstandort relevanten Temperaturen spezifiziert.
Unser Team bietet professionelle Fahrbahnzustandsbewertungen, einschließlich PG-Bindemittelsortenverifizierung, Schadensbildanalyse im Zusammenhang mit Bindemittelleistung sowie Qualitätskontrollinspektionen für Flugplatz- und Autobahnasphaltprojekte nach FAA P-401- und AASHTO-Standards.
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