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Title
Einfluss feiner Gesteinskörnungen auf die Griffigkeit von Deckschichten im Straßenbau : grundlegende Untersuchungen zum Polierverhalten mit dem Prüfgerät nach Wehner/Schulze neuer Bauart / von Lukas Kirchmaier
Additional Titles
Significance of fine aggregates for skid resistance of wearing courses in road construction
AuthorKirchmaier, Lukas
CensorBlab, Ronald ; Bald, J. Stefan
Published2011
DescriptionIII, 243 Bl. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Techn. Univ., Diss., 2011
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zsfassung in engl. Sprache
LanguageGerman
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)feine Gesteinskörnungen / Griffigkeit / Deckschicht / Wehner/Schulze / Polierresistenz / PWS
Keywords (EN)fine aggregates / skid resistance / wearing courses / Wehner/Schulze / polishing resistance / PWS
Keywords (GND)Straßenbau / Fahrbahndecke / Griffigkeit / Zuschlagstoff <Bauwesen> / Polieren
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-42552 Persistent Identifier (URN)
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Einfluss feiner Gesteinskörnungen auf die Griffigkeit von Deckschichten im Straßenbau [12.32 mb]
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Abstract (German)

An die Straßenoberflächen werden spezielle Anforderungen gestellt, die nach Fertigstel-lung bzw. während der Gebrauchsdauer erfüllt werden müssen. In Hinblick auf die Verkehrs-sicherheit kommt vor allem der Straßengriffigkeit besondere Bedeutung zu. Sowohl das Ni-veau als auch die zeitabhängige Entwicklung der Straßengriffigkeit hängen maßgeblich von der Polierresistenz der verwendeten Gesteinskörnungen ab.

Bisher sind auf Normungsebene lediglich Anforderungen an die Polierresistenz von groben Gesteinskörnungen (in der Regel >2 mm) gestellt. An feine Gesteinskörnungen (<=2 mm) wurden bislang keine eigenen An-forderungen an das Polierverhalten gestellt.

In dieser Arbeit wird unter Verwendung einer Prüfanlage nach Wehner/Schulze neuer Bauart das Polierverhalten der feinen Gesteinskörnungen erstmals in Österreich umfassend untersucht. Dazu wird eine Routineprüfmethode entwickelt und im Zuge der Durchführung eines Ringversuchs die Präzision dieser Prüfmethode bestimmt. Die erarbeitete Prüfroutine mit den zugehörigen Präzisionswerten wird in Form einer Überarbeitung der RVS 11.06.23: in den nationalen Richtlinien für den Straßenbau implementiert.

Weiteres wesentliches Ziel dieser Arbeit ist die Schaffung eines Bewertungshintergrundes für das Polierverhalten von feinen Gesteinskörnungen, welcher durch eine Reihenuntersu-chung an für den österreichischen Straßenbau repräsentativen Gesteinen ermittelt wird.

An-hand dieses Bewertungshintergrundes wird ein Anforderungswert an die Polierresistenz des Sandes abgeleitet. Für den Einsatz von feinen Gesteinskörnungen im hochrangigen Straßen-netz findet dieser Anforderungswert Eingang in die nationale Richtlinie für die Herstellung von Betondecken (RVS 08.17.02) sowie in die nationale Richtlinie für Anforderungen an As-phaltmischgut (RVS 08.97.05).

Diese Arbeit weist nach, dass sich das Polierverhalten von feinen und groben Gesteinskör-nungen zum Teil erheblich voneinander unterscheidet.

Zur Sicherstellung einer lang anhaltend griffigen Straße sind somit sowohl Anforderungen an die Polierresistenz von feinen als auch groben Gesteinskörnungen notwendig.

Da das Prüfverfahren nach Wehner/Schulze in Österreich noch nicht weit verbreitet ist, wird zusätzlich eine alternative Prüfmethode zur Bestimmung der Polierresistenz von feinen Gesteinskörnungen mit der Schnellpoliermaschine und dem Pendelgerät erarbeitet und Kate-gorien für die Umrechnung zwischen den beiden Prüfverfahren festgelegt. Durch diese alter-native Prüfmöglichkeit kann eine erste, kostengünstige Einstufung der Polierresistenz von feinen Gesteinskörnungen durchgeführt werden.

Die vorliegende Arbeit leistet durch ihre Forschungsergebnisse und den daraus getätigten Überarbeitungen der nationalen Richtlinien einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der Straßengriffigkeit und somit der Verkehrssicherheit. Zusätzlich können nun durch die Ver-wendung von polierresistenten groben und feinen Gesteinskörnungen die Kosten für die Stra-ßenerhaltung in Form von reduzierten Sanierungsmaßnahmen gesenkt werden.

Abstract (English)

Wearing courses have to meet several requirements after completion and during their ser-vice life. Regarding road safety skid resistance is a very important property of wearing courses. Both the actual and the time-dependent development of skid resistance depend beside the texture profile mainly on the polishing resistance of mineral aggregates used for wearing courses. In European and national standards requirements concerning the polishing behaviour of mineral aggregates are set merely with regard to coarse aggregates (>2 mm). So far, no requirements have been established for fine aggregates (<=2 mm).

For the first time, a Wehner/Schulze testing device of the latest design has been used for a comprehensive study on the polishing behaviour of fine aggregates in Austria. In this thesis, a test routine for measuring polishing resistance of fine aggregates was developed. In the course of a round robin test the precision associated with the developed test routine has been elicited. Both the test instructions and the precision values will be implemented in the new edition of the RVS 11.06.23 for determination of the polishing resistance of fine aggregates.

Another main goal of this thesis was to draw up an evaluation background for polishing re-sistance of fine aggregates. For this purpose, within a mass screening eleven samples of fine aggregates, which are representative for mineral aggregates used in Austrian road construc-tion, were examined with regard to their polishing behaviour.

Based on the new evaluation background a threshold is specified for polishing resistance of fine aggregates used for wear-ing courses on the Austrian motorway and expressway network. This new requirement will be implemented in the Austrian technical contract conditions for concrete pavements (RVS 08.17.02) and in the technical contract conditions for requirements on bituminous mix-tures (RVS 08.97.05).

This thesis proves that polishing behaviour of coarse and fine aggregates from the same rock or stone source may widely differ. Due to these differences, separate requirements for fine and coarse aggregates are necessary because only the combination of highly polishing resistant fine and coarse aggregates enables a sustainable skid resistance of wearing courses.

Since the Wehner/Schulze testing device of the latest design is not very widespread in Aus-trian laboratories, the possibility of determination of fine aggregate polishing behaviour using the accelerated polishing machine and the portable skid resistance tester as stipulated in the European standard EN 1079-8 was investigated. Finally, categories for characterization of polishing resistance of fine aggregates using the testing devices according to EN 1097-8 were defined. With this alternative test method, a first low-cost estimation of the polishing resis-tance of fine aggregates can be achieved.

The results of this thesis are an important contribution to the national efforts of improving road skid resistance and therefore to increase road safety. Using fine and coarse aggregates with good polishing resistance will improve the level of skid resistance of wearing courses and may help to reduce road maintenance costs.

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