🛤️ Hohlraumgehalt in Probekörpern einer Asphaltmischung (Va, VFB)

Bauwesen PN-EN 12697-8

Übersicht

Die Norm PN-EN 12697-8 beschreibt das Verfahren zur Berechnung der Hohlraumkennwerte eines verdichteten Probekörpers einer Asphaltmischung: des Hohlraumgehalts (Va), des mit Bindemittel gefüllten Hohlraumanteils im Mineralstoffgemisch (VFB) sowie — für Mischungen mit Zusätzen — des mit Bindemittel und Zusätzen gefüllten Anteils (VFBad). Das Verfahren betrifft im Labor verdichtete Probekörper sowie Probekörper, die nach dem Einbau und Verdichten aus einer Fahrbahndecke oder aus im Labor verdichteten Platten durch Bohren oder Schneiden entnommen wurden. Diese Kennwerte dienen als Kriterien für den Entwurf der Zusammensetzung und als Kennwerte zur Beurteilung der Mischung nach dem Einbau und Verdichten in der Straße.

Die Ausgabe 2018 (PN-EN 12697-8:2019-01) ersetzte PN-EN 12697-8:2003: der Titel beschränkt das Verfahren nicht mehr auf Heißmischgut, PN-EN 12697-7 (Raumdichte mit Gammastrahlen) wurde als Quelle für ρb ergänzt, die Begriffe VMAad und VFBad für Mischungen mit Zusätzen eingeführt, die Einheiten von kg/m³ auf Mg/m³ geändert und für Mischungen mit Wasser in der Zusammensetzung (Emulsion, Schaumbitumen) präzisiert, dass sich die Raumdichte auf den trockenen Zustand bezieht.

Der Hohlraumgehalt und der Verdichtungsgrad sind die grundlegenden Kennwerte zur Beurteilung einer Mischung in der Entwurfs- und in der Abnahmestufe der Schichten; beide werden aus der Dichte und der Raumdichte berechnet. In WT-2 2014 der GDDKiA sind die Anforderungen an Mischungen mit Verweis auf PN-EN 12697-8 Abschnitt 4 (Va, z. B. Vmin/Vmax) und Abschnitt 5 (VFB, VMAmin) angegeben, und nach IBDiM ist die Beurteilung der Verdichtung einer Schicht bei der Abnahme der Arbeiten mitunter der entscheidende und oft der ausschließende Faktor.

Prinzip der Methode

Der Hohlraumgehalt eines Probekörpers wird aus der (Roh-)Dichte der Mischung (ρm — die Masse je Volumeneinheit ohne Hohlräume) und der Raumdichte des Probekörpers (ρb — die Masse je Volumeneinheit einschließlich der Hohlräume) berechnet: Va = (ρm − ρb)/ρm · 100, auf 0,1 % (v/v), beide Dichten in Mg/m³. Für Mischungen mit Wasser in der Zusammensetzung bezieht sich ρb auf die trockene Raumdichte. Der VFB (Mischungen ohne Zusätze) wird aus dem Bindemittelgehalt, den Hohlräumen im Mineralstoffgemisch (VMA — der Zwischenkornraum, der die Hohlräume und das Volumen des Bindemittels umfasst), der Raumdichte des Probekörpers und der Dichte des Bindemittels berechnet; der VFBad zusätzlich aus dem Gehalt und der Dichte der Zusätze. Die Aufnahme von Bindemittel durch die Gesteinskörnung kann zu einer Überschätzung von Va führen — je nach der Porosität der Gesteinskörnung.

Anwendungen

• Entwurf der Zusammensetzung von Asphaltmischungen (Va, VFB, VMA als Kriterien nach WT-2 2014 und PN-EN 13108)
• Beurteilung der Verdichtung von Asphaltschichten nach dem Einbau (Bohrkerne aus der Fahrbahndecke)
• Typprüfung von Mischungen nach PN-EN 13108-20 (die volumenbezogenen Eigenschaften von Marshall-Probekörpern)
• Beurteilung von Mischungen mit Zusätzen (VFBad) sowie mit Emulsion oder Schaumbitumen (die trockene Raumdichte)
• Produktionskontrolle im Mischwerk (Laborprobekörper)

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN 12697-8:2019-01

Titel (PL)

Mieszanki mineralno-asfaltowe — Metody badań — Część 8: Oznaczanie zawartości wolnej przestrzeni próbek mineralno-asfaltowych

Title (EN)

Bituminous mixtures — Test methods — Part 8: Determination of void characteristics of bituminous specimens

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Probekörper

   Einen im Labor verdichteten oder einen nach dem Verdichten aus einer Fahrbahndecke oder aus einer Laborplatte gebohrten oder geschnittenen Probekörper verwenden; die Herkunft, die Art der Mischung und etwaige Zusätze festhalten.

2. Dichte der Mischung ρm

   Die (Roh-)Dichte der Mischung nach PN-EN 12697-5 in Mg/m³ bestimmen.

3. Raumdichte ρb

   Die Raumdichte des Probekörpers nach PN-EN 12697-6 (das dem Hohlraumgehalt angepasste Verfahren) oder PN-EN 12697-7 bestimmen; für Mischungen mit Wasser in der Zusammensetzung die trockene Raumdichte verwenden. Wurden die Abmessungen gemessen, sie auf 0,1 mm festhalten.

4. Berechnung von Va

   Va = (ρm − ρb)/ρm · 100, auf 0,1 % (v/v).

5. Berechnung von VFB oder VFBad

   Ohne Zusätze: der VFB aus dem Bindemittelgehalt, dem VMA, der Raumdichte des Probekörpers und der Dichte des Bindemittels (5.2.1). Mit Zusätzen bekannten Gehalts und bekannter Dichte: der VFBad zusätzlich aus dem Gehalt und der Dichte der Zusätze (5.2.2).

6. Prüfbericht

   Angeben: die Herkunft des Probekörpers, die Art der Mischung und die Zusätze, die Abmessungen des Probekörpers auf 0,1 mm (wenn gemessen), die Verfahren zur Bestimmung der Dichte und der Raumdichte, beide Dichten in Mg/m³ sowie Va auf 0,1 % (v/v); entsprechend für VFB/VFBad.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Das Verfahren ist ein Rechenverfahren; die Gefährdungen betreffen die zugrunde liegenden Prüfungen: heißes Mischgut beim Verdichten der Probekörper, der Lärm des Marshall-Verdichters, das Bohren und Schneiden von Probekörpern aus einer Fahrbahndecke (Staub, Kühlwasser)
• Bei der Raumdichte mit Gammastrahlen (PN-EN 12697-7) gelten die Vorschriften des Strahlenschutzes

Häufige Fragen