16 Schwerpunkt: Griffigkeit Wehner/Schulze-Verfahren Prognose der Griffigkeitsentwicklung von Asphalten Die gemäß EN 12697-49 vorzunehmende Probenvorbereitung für das Prüfverfahren Wehner/Schulze ist als nicht ausreichend zu bezeichnen. Für das Prüfverfahren wurde deshalb eine gezielte Probenvorbereitung entwickelt, welche auf im Labor hergestellte Probekörper aus Asphaltmischgut oder auf Ausbauproben (Bohrkerne) angewendet werden kann. Die entwickelte Prüfsystematik liefert praxisgerechte und reproduzierbare Ergebnisse, die bereits im Vorfeld einer Baumaßnahme eine Aussage zur Griffigkeitsentwicklung erlauben. Von Dr.-Ing. Thomas Patzak Jeder Verkehrsteilnehmer erwartet eine ausreichend griffige Fahrbahnoberfläche. (Quelle: DAV/hin) Mit dem in den EN 12697-49 [1] beschriebenen Prüfverfahren „Friction after Polishing“ steht ein genormtes Laborverfahren zur Verfügung, mit dem die Griffigkeit nach Polierung im Labor ermittelt werden kann. Die „Prüfung der Griffigkeit nach Polierung“ (EN 12697-49) ist in den derzeit gültigen Fassungen der EN 13108-1; -5 und -7: „Asphaltmischgut – Mischgutanforderungen“ [2, 3, 4] enthalten, Kategorien FAP min für die „Mindest-Griffigkeit nach Polierung“, welche auf Erfahrungen in verschiedenen Ländern beruhen, sind hierin aufgeführt. Im Rahmen von Kontrollprüfungen und bei der Zustandserfassung werden in Deutschland Griffigkeitsmessungen mit dem Seitenkraftmessverfahren durchgeführt, ein Laborprüfverfahren kommt nicht zum Einsatz. Kontrollprüfungen könnten jedoch auch an repräsentativen Ausbauproben (Bohrkernen) oder an im Labor aus Asphaltmischgut hergestellten Probekörpern durchgeführt werden. Dem Laborverfahren kommt aber vor allem bei der Asphaltkonzeption eine zunehmende Bedeutung zu. Die im Labor hergestellten Asphaltoberflächen bedürfen üblicherweise einer Vorbereitung. Verschiedene Forschungsarbeiten [5, 6] zeigen auf, dass die Art der Probekörpervorbereitung einen wesentlichen Einfluss auf das Griffigkeitsverhalten ausübt. Zudem stimmen die an den Laborprobekörpern ermittelten Griffigkeiten nicht immer mit den an Ausbauproben ermittelten Werten überein. Es war deshalb zwingend erforderlich, für das Prüfverfahren „Friction after Polishing“ eine praxisgerechte Probenvorbereitung zu entwickeln, die eine realitätsnahe Prüfung des Griffigkeitsverhaltens ermöglicht und reproduzierbare Ergebnisse liefert. 7|2019
Schwerpunkt: Griffigkeit 17 Untersuchungsmethodik Schaffung eines Bewertungshintergrunds Für die in Deutschland eingesetzten Asphaltarten und -sorten galt hinsichtlich ihres Griffigkeitsverhaltens einen ersten Bewertungshintergrund zu schaffen. Hierfür wurden an 21 über Deutschland verteilten Strecken [8] die Griffigkeitswerte und die mittleren Profiltiefen in drei unterschiedlichen Phasen (EP, MW, BK) ermittelt und statistisch ausgewertet. In 16 Fällen kam ein Splittmastixasphalt, bei vier Untersuchungsstrecken ein Asphaltbeton für Deckschichten und einmal ein Gussasphalt zur Anwendung. • Die Phase EP (Erstprüfung) repräsentiert die Asphaltmischgutkonzeption. Die Probekörper wurden im Labor aus Labormischgut hergestellt. • Die Phase MW (Mischwerk) untersucht die großtechnische Asphaltproduktion. Hierfür wurde das im Asphaltmischwerk produzierte Asphaltmischgut während des Einbaus entnommen und daraus Probekörper im Labor hergestellt. • In der Phase BK (Bohrkerne) wurden Bohrkerne an den Stellen entnommen, an denen zuvor das Asphaltmischgut der Phase MW entnommen worden war. Bezeichnung 9-0 Asphaltart Asphaltvariation Änderung gegenüber der Zusammensetzung entsprechend Erstprüfung Zusammensetzung gem. Erstprüfung 9-1 + 0,4 M.-% Bindemittel 9-2 - 0,4 M.-% Bindemittel 9-3 + 3,0 M.-% Füller 9-4 SMA 8 S - 3,0 M.-% Füller 9-5 + 8,0 M.-% feine Gesteinskörnung 9-6 - 8,0 M.-% feine Gesteinskörnung 9-7 + 8,0 M.-% Grobkorn 9-8 - 8,0 M.-% Grobkorn 14-0 Zusammensetzung gem. Erstprüfung 14-1 + 0,4 M.-% Bindemittel 14-2 - 0,4 M.-% Bindemittel 14-3 + 3,0 M.-% Füller 14-4 AC 11 D S - 3,0 M.-% Füller 14-5 + 8,0 M.-% feine Gesteinskörnung 14-6 - 8,0 M.-% feine Gesteinskörnung 14-7 + 5,0 M.-% Grobkorn 14-8 - 5,0 M.-% Grobkorn Tab. 1: Zusammenstellung der Asphaltvariationen für die Asphaltarten SMA 8 S und AC 11 D S Zudem wurde in [9] abgeklärt, ob die Oberflächenzustände der im Labor beanspruchten Probekörper die tatsächlichen Beanspruchungen durch Umwelt und Verkehr auf der Straße zeitraffend simulieren. Hierfür wurden aus sieben Versuchsstrecken nach einer dreijährigen Verkehrsbeanspruchung erneut Bohrkerne (Phase BK-3J) entnommen. Das Griffigkeitsverhalten wurde in den vorliegenden Untersuchungen entgegen den Festlegungen der EN 12697-49 [1], die nach 90.000 Überrollungen eine Griffigkeitsmessung vorsieht, bis zum Erreichen einer Endgriffigkeit nach 270.000 Überrollungen ermittelt. Hierfür wurden die Griffigkeitswerte der Asphaltoberfläche, insbesondere am Anfang des Griffigkeitsverlaufs, bei deutlich kürzeren Beanspruchungsintervallen bestimmt. Der kontinuierliche Griffigkeitsverlauf (Abbildung 1) wurde anschließend in Abhängigkeit von der Anzahl der Überrollungen (Beanspruchungsdauer) bis zum Erreichen von 270.000 Überrollungen durch eine Logarithmusfunktion angenähert. Die Texturmessung (Mittleren Profiltiefe (MPD)) erfolgte mittels ELAtextur. Das verwendete Messgerät wurde auf einen Messkreis mit einem Durchmesser von 180 mm modifiziert und entspricht somit exakt dem Durchmesser des Messkopfes mit den drei rotierenden Messgummis, der während der Griffigkeitsmessung gem. EN 12697-49 [1] auf die zu prüfende, bewässerte Oberfläche abgesenkt wird. Variationen in der Asphaltzusammensetzung Die Überprüfung des Einflusses der Asphaltzusammensetzung auf die Griffigkeitswerte erfolgte anhand eines SMA 8 S und eines AC 11 D S mit je neun Varianten (inkl. Ausgangszusammensetzung (Erstprüfung)) (Tabelle 1) [9]. Mit den Varianten sollte eine möglichst große Spreizung der Endgriffigkeiten erreicht werden. Die Oberflächen der Probekörper wurden mit dem in den EN 12697-49 [1] definierten Sandstrahlvorgang vorbereitet, die Griffigkeitsentwicklung und die Texturveränderung bis zum Erreichen der Endgriffigkeit nach 270.000 Überrollungen ermittelt. Abb. 1: Logarithmische Regressionskurve des kontinuierlichen Griffigkeitsverlaufs 7|2019
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