Erhöhung der Griffigkeit von Asphaltstrassen : der Einfluss der Polierresistenz feiner Gesteinskörnungen auf das Griffigkeitsverhalten von Asphaltdeckschichten

Abstract

Das Niveau der Fahrbahngriffigkeit und deren zeitabhängige Entwicklung sind wesentlich von der Polierresistenz der in der Deckschicht verwendeten Gesteinsmaterialien abhängig. In den österreichischen Richtlinien und Vorschriften für die Auswahl von Gesteinskörnungen im Straßenbau und deren Einsatz in Deckschichten wird deshalb für die Körnungen > 4 mm (seit 1.5.2004 > 2 mm) eine entsprechende Mindestanforderung an den PSV-Wert (polished stone value) gestellt. Untersuchungen der TU Berlin zeigen jedoch, dass auch die feineren Fraktionen < 4 mm bzw. < 2 mm einen Beitrag zur Erhöhung der Griffigkeit der Straßenoberfläche leisten können.<br />Um diese Erkenntnisse zu verifizieren und auf österreichische Verhältnisse übertragen zu können, wurden entsprechende Versuche mit 30 in Österreich verfügbaren Sanden durchgeführt. Dabei wurde eine dreistufige Vorgangsweise gewählt.<br />1.Durchführung von Quellversuchen nach ÖNORM B 3681. Dadurch konnten solche Sande, die die Beständigkeit des Asphaltes gegen Quellung negativ beeinflussen von der weiteren Betrachtung ausgeschlossen werden.<br />2.Polierversuche mit dem Verfahren nach Wehner/Schulze und Polierwertmessungen mit dem Laborgriffigkeitsmessgerät Frictometer an allen Sanden und Einteilung in insgesamt fünf Polierresistenz-Klassen, sowie Auswahl eines repräsentativen Sandes pro Klasse unter Berücksichtigung der Ergebnisse aus dem Quellversuch.<br />3.Herstellung von Asphaltprobekörpern (AB 8 und SMA 8) unter Verwendung von unterschiedlich polierresistenten Splitten (PSV = 51 bzw. PSV = 40) und Variation der Sande unterschiedlicher Polierresistenz in den Kornklassen 0/2 mm und 2/4 mm. Durchführung von Polierversuchen mit dem Verfahren nach Wehner/Schulze sowie Griffigkeitsmessungen mit dem Laborgriffigkeitsmessgerät Frictometer. Ergänzend erfolgte die Ermittlung des Verschleißwiderstandes der verwendeten Gesteine als Grundlage für die Beurteilung der Polier-Ergebnisse.<br />Anhand der Ergebnisse aus der Griffigkeitsuntersuchung an den AB 8-Proben zeigt sich, dass bei Verwendung hoch polierresistenter Sande in beiden Kornklassen 0/2 mm und 2/4 mm ein griffigkeitserhöhender Einfluss nachgewiesen werden kann. Bei Verwendung eines hoch polierresistenten Sandes nur in Kornklasse 0/2 mm ist unter Berücksichtigung des Verschleißwiderstands der verwendeten Gesteine ebenfalls ein griffigkeitserhöhender Einfluss nachweisbar. Einen geringen Einfluss auf die Griffigkeit von Asphalt hat die Polierresistenz der Kornklasse 2/4 mm.<br />Bei den SMA 8-Proben lässt sich hingegen kein Einfluss der Sandpolierresistenz erkennen.<br />

The skid resistance of the pavement surface and its development by time is mainly affected by the resistance to polishing of the used aggregates. Current Austrian specifications and regulations governing the selection of aggregate grain sizes in road construction and their use in road surfacings specify minimum requirements for the aggregate size range 8/10 mm in terms of PSV (polished stone value) as a proxy value for grain sizes > 4 mm (since 1.5.2004 > 2 mm) to ensure adequate skid resistance of road surfacings. However, research at the TU Berlin suggests, that particularly in fine-grained surfacing, even the finer fractions < 4 mm (< 2 mm) may enhance the skid resistance of pavement surfaces.<br />To verify these conclusions for aggregates which are used for road construction in Austria, respective experiments with 30 different materials were performed. A test-procedure in three steps was defined.<br />1.Execution of swelling tests according to the Austrian standard ÖNORM B 3681 on asphalt test specimens made with each type of sand. This enables the exclusion from further testing of sands with a negative influence on the asphalt´s swelling resistance.<br />2.Polishing tests according to the Wehner/Schulze method and measurements of polishing values on all sands using the laboratory skid resistance tester Frictometer, followed by a classification of the sands into a total of five polishing resistance classes as well as selection of one representative sand for each class taking into account the results of the swelling test.<br />3.Production of asphalt test specimens (AB 8 and SMA 8) using chippings > 4 mm with different polishing resistance (PSV = 51 and PSV = 40) and of sands with different polishing resistance in the size fractions 0/2 mm and 2/4 mm. Performance of polishing tests according to the Wehner/ Schulze method and measurements of skid resistance using the Frictometer. Additionally the resistance to wear of the used aggregates was determined for a sophisticated evaluation of the polishing results.<br />The results conducted on the AB 8 specimens show that the use of highly polishing-resistant sands in both grain size classes (0/2 mm and 2/4 mm) has a beneficial influence on skid resistance. Also highly polishing-resistant sands in the grain size class 0/2 mm has a beneficial influence on skid resistance considering the resistance to wear of the used aggregates. The beneficial influence on skid resistance of grain size class 2/4 mm alone is not very significant.<br />By contrast, the results obtained from testing of SMA 8 specimens do not show any influence of the sand´s polishing resistance on skid resistance.<br />