Praxisgerechte Anforderungen an den Polierwiderstand feiner Gesteinskörnungen

1 Zielsetzung
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, anhand von Laborversuchen praxisgerechte Anforderungen an den Polierwiderstand von feinen Gesteinskörnungen auszuarbeiten.

Die Regelungen der TL Asphalt-StB 07/13 sehen beispielsweise die Übertragung des an der groben Gesteinskörnung ermittelten Polierwiderstandes auf die feine Gesteinskörnung vor, welches oftmals zu nichtzutreffenden Ergebnissen führt. Weiterhin dürfen nur Gesteinskörnungen eingesetzt werden, die der Kategorie PSV angegeben (42) entsprechen. Dies kann zum Ausschluss geeigneter Gesteinskörnungen führen.

Die umfassende Analyse der vollständigen Bandbreite der relevanten feinen Gesteinskörnungen hinsichtlich des Einflusses der Polierresistenz auf das Griffigkeitspotenzial von Asphaltmischgut steht im Fokus dieses Forschungsvorhabens. Darüber hinaus sind Aspekte wie Dauerhaftigkeit, Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und Verfügbarkeit von Rohstoffen von Bedeutung. Unter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte werden praxisgerechte An¬forderung an den Polierwiderstand von feinen Gesteinskörnungen ausgearbeitet.
2 Untersuchungsmethodik
Das Projekt beinhaltet folgende Arbeitsschwerpunkte:

1. Internationale Literaturrecherche hinsichtlich der Identifizierung des Einflusses der feinen Gesteinskörnungen auf das Griffigkeitspotenzial von Asphaltdeckschichten.
2. Auswahl/Beschaffung von repräsentativen Gesteinskörnungen. In diesem Zusammenhang gilt es, die Spannweite der verfügbaren Gesteinskörnungen bezüglich des Polierwiderstandes sowie der Oberflächenbeschaffenheit (z. B. Natursand und Brechsand) und der petrografischen Eigenschaften vollständig abzudecken.
3. Physikalisch-Technische Prüfungen. Hier stehen die labortechnische Ansprache der Charakteristik der ausgewählten und verwendeten Gesteine sowie die Bestimmung des Einflusses der feinen Gesteinskörnung auf das Griffigkeitspotential von Asphaltdeckschichten im Vordergrund.
4. Auswertung und Ausarbeitung von Anforderungswerten. Die Ergebnisse der physikalisch-technischen Prüfungen werden umfassend statistisch ausgewertet und Vorschläge für pra-xisgerechte Anforderungen an den Polierwiderstand von feinen Gesteinskörnungen formuliert.
3 Statistische Auswertung
Die im Rahmen der physikalisch-technischen Prü¬fungen ermittelten Ergebnisse werden einer umfassenden statistischen Auswertung (Korrelations- und Regressionsanalyse) unterzogen.
Die Ergebnisse der statistischen Auswertung lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Der Zusammenhang zwischen der mineralogischen Zusammensetzung einer Gesteinskörnung und dessen Polierwiderstand zeigt auf Basis des Indikators „Total Hardness“ einen sehr hohen statistischen Zusammenhang auf (R=0,933; R2=0,871).
• Für die Mischgutart Asphaltbeton ist ein deutlich höherer statistischer Zusammenhang (2,4-fach) zwischen dem Polierwiderstand der feinen Ge¬steinskörnung und dem Griffigkeitspotenzial festzustellen, als zwischen dem Polierwiderstand der groben Gesteinskörnung und dem Griffigkeitspotenzial. Der Einfluss des Polierwiderstandes der feinen Gesteinskörnung ist beim einem Größtkorndurchmesser von 8 mm größer (1,4-fach) als bei einem Größtkorndurchmesser von 11 mm.
• Für die Mischgutart Splittmastixasphalt ist ein deutlich höherer statistischer Zusammenhang (7,3-fach) zwischen dem Polierwiderstand der groben Gesteinskörnung und dem Griffigkeitspotenzial gegenüber dem Polierwiderstand der feinen Gesteinskörnung festzustellen. Auf Basis der Variation des Größtkorns ist für die Mischgutart Splittmastixasphalt statistisch kein Zusammenhang zwischen dem Polierwiderstand der feinen Gesteinskörnung und dem Griffigkeitspotenzial festzustellen.
• Die Analyse der Versuchsreihen zur Kombination verschiedener feiner Gesteinskörnungen zeigt, dass anhand des Griffigkeitspotenzials von zwei Probekörpern, welche jeweils mit einer unterschiedlich feinen Gesteinskörnung hergestellt werden, das Griffigkeitspotenzial eines Probekörpers, welcher mit der Kombination der beiden feinen Gesteinskörnungen hergestellt wurde, berechnet werden kann.
• Der Einfluss des Polierwiderstandes der feinen Gesteinskörnung gewinnt mit abnehmendem Polierwiderstand der groben Gesteinskörnung an Gewicht. Der statistische Nachweis ist signifikant.
4 Ausarbeitung von Anforderung
Zur Formulierung eines Vorschlages für praxisgerechten Anforderungen an den Polierwiderstand von feinen Gesteinskörnungen ist ein Modell entwickelt worden, mit dem das Griffigkeitspotenzial (FAP-Wert) eines Asphaltmischgutes (Asphaltbeton oder Splittmastixasphalt) auf Grundlage der Mischgutzusammensetzung (Polierwiderstand der feinen und groben Gesteinskörnung sowie deren Anteile am Gesteinskörnungsgemisch) abgeschätzt werden kann. Auf Basis der in den TL Asphalt-StB formulierten Anforderungen an den Polierwiderstand feiner Gesteinskörnungen und der physikalisch-technischen Prüfungen innerhalb dieses Projektes konnte das erforderliche Griffigkeitspotenzial abgeleitet werden. Unter Berücksichtigung der Datengrundlage und der Präzision des Messverfahrens WEHNER/SCHULZE wird ein Anforderungswert für den FAP-Wert nach 90.000 Überrollungen von 0,280 vorgeschlagen (Zuschlag von 0,03).
Um geeignete Gesteinskörnungen nicht von der Verwendung im Straßenbau auszuschließen, wird vorgeschlagen, keine zusätzlichen Anforderungen an den Polierwiderstand von feinen Gesteinskörnungen zu formulieren, sondern das Griffigkeitspotenzial mit dem Prüfverfahren nach WEHNER/SCHULZE zu bestimmen. Auf Basis der durchgeführten Laborversuche sollte ein FAP-Wert nach 90.000 Überrollungen von 0,280 für Asphaltbetondeckschichten und Splittmastixasphalt nicht unterschritten werden. In weiteren Untersuchungen ist dieser Wert im Zuge von Feldversuchen mit der realen Verkehrsbelastung abzugleichen.