Ziel des Forschungsprojekts war es, zuverlässige Indikatoren für die volumetrischen Eigenschaften von durchlässigem Asphaltmischgut zu ermitteln, insbesondere die Rohdichte, den Hohlraumgehalt und den Verdichtungszustand. Es wurden sechs Asphaltmischungen (PA 8) aus aktuellen Baustellen untersucht, die jeweils eine unterschiedliche Verdichtungsstufe (V1-V6) repräsentieren. Aus diesen Mischungen wurden vier Probentypen hergestellt: Walzsektorverdichtete Platten (WSV-Platten), aus den Platten geschnittene zylindrische Proben (WSV-PK), Standard-Marshall-Proben (MPK) und direkt aus der fertigen Schicht entnommene zylindrische Kernproben (BK). Die Proben wurden in verschiedenen Stadien der Verdichtung (WSV-Stufen 0-4) getestet, um die Entwicklung der gemessenen Eigenschaften zu erfassen.
Die Schüttdichte wurde mit drei Methoden bestimmt. Die deutsche Norm TP Asphalt-StB Teil 6 (Verfahren D) wurde als Referenzverfahren verwendet. Die ASTM D6752/D6752M-18 Vakuumversiegelungsmethode wurde als Alternative angewandt und die deutsche Norm TP Asphalt-StB Teil 19 wurde zur Messung der horizontalen und vertikalen Wasserdurchlässigkeit verwendet, die eine indirekte Schätzung des Hohlraumgehalts liefert. Zusätzlich wurde mit einem tragbaren 3D-Scanner die Oberflächengeometrie jeder Probe erfasst, was die Berechnung des Probenvolumens und folglich der Schüttdichte aus den Massenmessungen ermöglichte.
Die Ergebnisse zeigten, dass die mit Verfahren D erzielten Schüttdichten durchweg niedriger waren als die mit der ASTM-Vakuum-Methode erzielten. Die Vakuummethode erwies sich als robuster gegenüber Schwankungen der Probengeometrie und lieferte weniger streuende Ergebnisse für die verschiedenen Probentypen und Verdichtungsstufen. Eine multiple Regressionsanalyse ergab, dass die Oberflächenrauheit und die Probenhöhe die gemessene Schüttdichte erheblich beeinflussen, insbesondere bei der ASTM-Methode. Im Gegensatz dazu korrelierten die Wasserdurchlässigkeitstests nicht gut mit der Schüttdichte oder dem Hohlraumgehalt und wurden daher als indirekte Indikatoren als ungeeignet erachtet.
Auf der Grundlage dieser Ergebnisse empfiehlt das Projekt, auf Wasserdurchlässigkeitstests zur Bestimmung des Hohlraumgehalts in durchlässigem Asphalt zu verzichten. Die ASTM-Vakuum-Methode wird für die zukünftige Bestimmung der Schüttdichte von offenporigen Asphaltmischungen empfohlen, einschließlich solcher mit hohem Hohlraumgehalt wie SMA LA. Die Umsetzung würde die Entwicklung einer detaillierten Arbeitsanweisung und eine laborübergreifende Validierung erfordern. Die Studie schlägt vor, die Dicke des Dichtungsfilms auf 150 µm und eine Ablesezeit von 10 Minuten nach dem Eintauchen in das Wasserbad festzulegen, um die Variabilität des Bedieners zu minimieren. Da die derzeitigen Grenzwerte für den Hohlraumgehalt von den Ergebnissen des Verfahrens D abgeleitet sind, müssten neue Grenzwerte festgelegt werden, wenn die ASTM-Methode zum Standard wird.
Das Projekt wurde von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) unter der Vertragsnummer S 205 finanziert. Die BASt koordinierte die Forschungsarbeiten, während Partner vom Institut für Straßen- und Verkehrswesen der Universität Stuttgart und anderen deutschen Forschungslabors ihre Expertise bei der Probenvorbereitung, Prüfung und Datenanalyse einbrachten. Die Zusammenarbeit erstreckte sich über einen Zeitraum von etwa zwei Jahren, von 2017 bis 2019, und führte zu einer umfassenden Reihe von Empfehlungen zur Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Messungen der volumetrischen Eigenschaften beim Bau von wasserdurchlässigem Asphalt.