Hohe Konzentrationen von Stickoxiden, die vor allem aus den Auspuffen von Dieselfahrzeugen quillen, sind nicht nur für Menschen schädlich, sondern auch für asphaltierte Straßen. „Wir wollten herausfinden, welche Bestandteile der Luft für die Alterung von Asphalt verantwortlich sind, um Asphaltproben dann im Labor gezielt diesen Substanzen auszusetzen“, sagt Professor Bernhard Hofko vom Institut für Verkehrswissenschaften der Technischen Wien. Er entwickelt gemeinsam mit seinem Team Straßenbeläge, die länger halten als die heute verwendeten.


Bild: TU Wien

Tests in einer Druckkammer

Die Forscher begannen mit der Suche nach den Ursachen für Alterungsprozesse, die die Erneuerung von Straßen erfordern. Die naheliegenden Verdächtigen waren zunächst molekularer Sauerstoff (O2), und das noch reaktivere Ozon (O3). „Tatsächlich führt Ozon zu einer Alterung des Asphalts, aber bei Weitem nicht in dem Ausmaß, wie wir es von Messungen an echten Bohrkernen aus der Straße kennen“, sagt Hofko. Somit war klar: Es muss noch einen weiteren Übeltäter geben. Um ihn dingfest zu machen entwickelten sie eine neue Testmethode. Sie setzten Asphaltproben in einer Druckkammer verschiedenen Gasen aus. Sie drangen in die Poren ein. Dort lösten sie chemische Reaktionen aus.

Alterungsprozess drastisch beschleunigt

„Dabei zeigt sich: Je mehr Stickoxide das Gasgemisch enthält, umso schneller altert das Material“, sagt Daniel Steiner aus Hofkos Team, der das Verfahren namens VAPro – Viennese Aging Procedure – im Rahmen seiner Dissertation entwickelte. Diese Erkenntnis nutzten die Forscher, um neu entwickelten -Asphalt künstlich zu altern. So wollten  sie herausfinden, welche Mixturen widrigen Umweltbedingungen am besten widerstehen. „Durch Druckluft, die mit Ozon und Stickoxiden angereichert ist, können wir die Alterung des Straßenbelags sehr realitätsnah simulieren“, so Steiner. Damit sparen die Entwickler eine Menge Zeit. Innerhalb von drei bis vier Tagen altert das Material genauso stark wie in mehreren Jahren in der realen Umwelt.


„Die Alterung von Asphalt führt zu einer Versprödung.Vor allem die Rissanfälligkeit im Winter wird im Lauf der Zeit größer“, sagt Hofko. „Auch die Recyclingfähigkeit des Materials sinkt, wenn es zu stark gealtert ist – und genau diese Vorgänge werden durch Stickoxide beschleunigt, wie wir nun nachweisen konnten.“

 

via TU Wien

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