Das Gebrauchsverhalten von Fahrbahnbefestigung aus Asphaltbeton wird von den Bitumeneingeschaften, den volumetrischen Eigenschaften des Asphaltmischguts und externen Einflüssen aus Verkehr und Umwelt. Bitumen ist ein viskoelastisches Material, dessen Verhalten stark beeinflusst wird von der Temperatur und die Frequenz der Lastaufbringung. Es ist einem großen Spektrum aus Belastung und Wetterbedingungen ausgesetzt. Bei hohen Temperaturen ist Bitumen weich und bei niedrigen Temperaturen spröde. Hohe Verkehrsbelastungen führen zu einer hohen Beanspruchung der Schichten der Fahrbahn, was einen der Hauptgründe für das Versagen von Straßenbefestigung darstellt. Ermüdungsrisse und bleibende Verformungen gelten als die am häufigsten eintretende Schäden flexibler Fahrbahnbefestigungen. In der Folge wird die Nutzungsdauer von Fahrbahnbefestigungen reduziert und die Erhaltungskosten steigen. Zur Reduzierung dieser Schäden existieren verschiedene Lösungsansätze wie die Anpassung der Asphaltmischgutzusammensetzung oder Verwendung von Additiven. Die Verwendung von Additiven im Asphaltstraßenbau ist bekannt sowohl zur Verbesserung der Eigenschaften von konventionellem Bitumen (Straßenbaubitumen) als auch zur Verlängerung der Nutzungsdauer der Fahrbahnbefestigung aus Asphaltbeton. In dieser Untersuchung wurde eine grundlegende Betrachtung von modifiziertem Bitumen und Asphaltmischgut durchgeführt, um den Einfluss der Modifizierung auf die rheologischen Eigenschaften und Ermüdungsresistenz zu analysieren und in der Folge Ermüdungsrissbildung in Asphaltbefestigungen vermeiden zu können. Es wurde Straßenbaubitumen 70/100 eingesetzt, das mit jeweils 3 %, 5 %, 7 % und 10 % (bezogen auf das Bitumengewicht) Gummi (aus Altreifen) und dem Polymer Styrol-Butadien-Styrol (SBS) modifiziert wurde. Die rheologischen Eigenschaften und die Ermüdungsresistenz der Bitumen wurden mit dem Dynamischen Scher-Rheometer bestimmt. Die Ermüdungsdauer des Bitumens und der Asphaltmischung wurde über die Theorie der dissipierten Energie berechnet und eine Vorgehensweise zur Bestimmung der optimalen Mischzeit und der optimalen Modifizierungsmenge für Straßenbaubitumen entwickelt. Die Ergebnisse der Bitumenuntersuchungen zeigen, dass die Eigenschaften des mit 3 % und 5 % Gummi modifizierten Bitumens vergleichbar zu den Eigenschaften des Straßenbaubitumens sind. Der optimale Gummianteil hinsichtlich der rheologischen Eigenschaften und der Ermüdungsdauer zeigte sich bei 10 %. Bei der Modifizierung des Bitumens mit 7 % und 10 % SBS waren die Eigenschaften vergleichbar zu den Eigenschaften des mit 5 % SBS modifizierten Bitumens, der optimale SBS-Gehalt wurde daher mit 5 % bestimmt. Das Ermüdungsverhalten der modifizierten Bitumen war gegenüber dem Straßenbaubitumen deutlich verbessert. Ermüdungsuntersuchungen mit dem Dynamischen Scher-Rheometer sind kostenintensiv und zeitaufwändig. Daher wurde ein 3D-Finite-Element-Modell für das Dynamische Scher-Rheometer entwickelt und zur Berechnung der Dissipierten Energie verwendet. Die Versuchsergebnisse und die mit dem Modell berechneten Werte zeigen eine gute Übereinstimmung für die einzelnen Bitumen. Weiterhin wurde ein Verschiebungsfaktor festgestellt zwischen der Dissipierten Energie pro Volumen der Bitumenproben, die mit dem DSR bestimmt wurden, und der Disspierten Energie pro Volumen der Asphaltbetonmischung, die mit dem Spaltzugversuch bestimmt wurde.