Nadelpenetrationstests diesen zur Ermittlung der Konsistenz und der Härte des Materials. Der Test ist Teil der Standardprüfverfahren für Bitumen und Asphalt und wird nach ASTM D5 oder ISO 2137 durchgeführt. Folgende Schritte werden durchgeführt:

• Eine Bitumenprobe wird in einem Behälter auf eine Temperatur von 25°C bis 30°C erwärmt.
• Eine Nadel mit einem bestimmten Spitzenradius (1,0 mm oder 1,27 mm) und einer spezifischen Belastung (100 g oder 50 g) wird je nach der spezifischen Prüfnorm ausgewählt.
• Die Nadel wird senkrecht auf die Bitumenoberfläche aufgesetzt und mit einer bestimmten Kraft belastet. Die Kraft wird für eine bestimmte Zeit (5 Sekunden bei ASTM D5, 60 Sekunden bei ISO 2137) aufrechterhalten.
• Nachdem die Nadel entfernt wurde, wird die Eindringtiefe gemessen. Die Eindringtiefe kann mit einem Messmikroskop oder einer automatisierten Messvorrichtung gemessen werden.
• Die Eindringtiefe wird dann mit einer Referenztabelle (gem.  Prüfnorm) verglichen. Die Härte des Bitumens wird anhand der Eindringtiefe bestimmt und in einer Einheit namens Penetration (Eindringtiefe in Zehntelmillimeter) ausgedrückt. So bedeutet beispielsweise Bitumen 50/70, dass die Eindringtiefe der Testnadel zwischen 5 und 7 mm liegt. Übliche Sorten sind 70/100, 50/70, 30/45 und 20/30. Je kleiner die Nummern sind, desto „härter“ ist die Bitumensorte.

Der Nadelpenetrationstest dient der Qualitätskontrolle von Bitumen und Asphalt und hilft bei der Bewertung der Eignung des Materials für bestimmte Anwendungen wie z.B. im Straßenbau.