Untersuchungen zum Verhalten der Filterstabilität von Gesteinskörnungen bei ungebundenen Pflasterbefestigungen

Abstract

In der vorliegenden Diplomarbeit wurde die Filterstabilität zwischen Gesteinskörnungen innerhalb des Schichtenaufbaus von ungebundenen Pflasterbefestigungen untersucht. Ziel war es, zu überprüfen, ob die in der österreichischen Richtlinie RVS 08.18.01 empfohlenen Sieblinienkombinationen zwischen Fugen- und Bettungsmaterial in der Praxis ausreichend filterstabil sind, um Materialverlagerungen und daraus resultierende Schäden zu vermeiden.Der Fokus lag auf labortechnischen Untersuchungen, bei denen verschiedene Kombinationen von Fugen- und Bettungsmaterialien mechanisch-hydraulischer Belastung ausgesetzt wurden. Der dafür eingesetzte Versuchsaufbau wurde speziell entwickelt, um realitätsnahe Beanspruchungen zu simulieren, und hat sich in seiner Anwendung als zuverlässig und praxisnah erwiesen. Es wurden Veränderungen der Sieblinien analysiert und deren Auswirkungen auf die Filterstabilität bewertet. Ergänzend dazu erfolgte eine theoretische Bewertung anhand der in der RVS definierten geometrischen Filterkriterien – einerseits für mögliche Kombinationen von Fugen- und Bettungsmaterial für die Laborversuche, andererseits zusätzlich für die Untersuchung des Verhaltens zwischen Bettung und Tragschicht sowie zwischen oberer und unterer Tragschicht.Die Ergebnisse zeigen, dass die in der RVS empfohlenen Sieblinienkombinationen unter realitätsnahen Bedingungen als ausreichend filterstabil einzustufen sind. In Einzelfällen kam es jedoch zu Veränderungen der Sieblinien und Anzeichen von Kornverlagerungen, was auf ein potenzielles Risiko für Materialwanderung schließen lässt. Solche Beobachtungen unterstreichen die Bedeutung einer passenden Materialauswahl und können bei abweichenden Kombinationen eine ergänzende labortechnische Überprüfung erforderlich machen.Die Arbeit leistet damit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Filterstabilität bei Pflasterbefestigungen und betont die Relevanz einer sorgfältig abgestimmten Materialwahl im ungebundenen Schichtenaufbau. Die in der österreichischen Richtlinie RVS 08.18.01 empfohlenen Sieblinien zeigten ein stabiles Verhalten unter dynamischer und hydraulischer Belastung, was ihre praktische Anwendbarkeit bestätigt. Um die langfristige Eignung dieser Materialkombinationen noch besser beurteilen zu können, wäre es sinnvoll, deren Einsatz im Baualltag systematisch zu erfassen und auszuwerten. Erkenntnisse aus der Praxis können dazu beitragen, bestehende Regelwerke gezielt weiterzuentwickeln und an unterschiedliche Anwendungsbedingungen anzupassen.

This diploma thesis investigates the filter stability between unbound granular materials within the layer structure of paving constructions. The aim was to assess whether the grain size distributions recommended in the Austrian guideline RVS 08.18.01 for joint and bedding materials are sufficiently filter-stable under practical conditions to prevent material migration and resulting damage.The primary focus was on laboratory investigations in which various combinations of joint and bedding materials were subjected to combined mechanical and hydraulic loading. A purpose-built test setup was used to realistically simulate these loads and proved to be both reliable and practice oriented. Particular attention was given to changes in the grain size distributions and their impact on filter stability. In addition, a theoretical evaluation was carried out based on the geometric filter criteria defined in the RVS - both for the joint-bedding interface and for the transitions between bedding and base layers, as well as between the upper and lower base layers.The results indicate that the grain size combinations recommended in the RVS generally exhibit sufficient filter stability under realistic conditions. However, in some cases, changes in the grain size distribution and signs of particle migration were observed, indicating a potential risk of material displacement. These findings highlight the importance of well-matched material selection and suggest that deviations from standard combinations should be supported by additional laboratory testing.This study provides a valuable contribution to the understanding of filter stability in block pavement superstructures and emphasizes the importance of carefully coordinated material selection in unbound layer systems. The grain size distributions recommended by the Austrian guideline RVS 08.18.01 demonstrated stable behavior under dynamic and hydraulic loading, supporting their applicability in practice. To further assess the long-term suitability of these material combinations, it would be beneficial to systematically document and evaluate their use in real-world construction projects. Practical feedback could help refine existing standards and better adapt them to varying field conditions.