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L. Kirchmaier, R. Blab, W. Eppensteiner, J. Litzka:
"Praxisrelevante Bewertung der Polierresistenz von Sanden für den Straßenbau";
Straßenforschung, Schriftenreihe des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT), 586 (2010), ISSN 0379-1491; 1 - 104.

Performance based assessment of the polishing resistance of sand used in road surface layers

To ensure the safety of road users during driving manoeuvres, e.g. deceleration, cornering, at high speed on wet conditions an adequate skid resistance level of the wearing courses is required. 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 surface layer construction.
In the Austrian standards requirements concerning the polishing resistance of mineral aggregates are given merely with regard to the PSV (Polished Stone Value), tested on stone chippings 8/11 mm. For concrete layers requirements regarding the polishing resistance of sand examined using the Wehner/Schulze testing machine are determined in the Austrian national guideline RVS 08.17.02 [2007], though no specific specifications are set for sand used in asphalt surface layers.
The test procedure according to Wehner/Schulze, which is used for testing the polishing resistance of sand, has gained acceptance on a scientific - technical level throughout Europe. Up to now, published results and limiting values for the polishing resistance of fine mineral aggregates are based on experiences with a testing device of an older design. Within this project, a Wehner/Schulze testing device of the latest design was put into operation for the first time in Austria and an instruction manual for preparation of sand specimens and for the test procedure was prepared.
To clarify which sand fraction is the most appropriate for the determination of the polishing resistance of fine aggregates, three sand samples in six grain sizes were examined. Furthermore, the grain size distribution of 23 samples of sand represen-tative for Austria was analysed.
Within a mass screening eleven samples of sand, which are representative for mineral aggregates used in Austrian road construction, were examined with regard to their polishing resistance behaviour and a new evaluation background for the sand polishing resistance was carried out. Also, a first analysis of the measuring accuracy in particular the repeatability of the Wehner/Schulze test procedure, has been carried out.
Since the Wehner/Schulze testing device of the latest design is not very widespread in Austrian laboratories, the possibility of determination of sand polishing resistance using the polishing machine was investigated and process instructions for the test procedure were compiled. With this alternative test method, a first low-cost estimation of the polishing resistance of sand can be achieved.
Finally, the tests showed 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 road surface layers.

Praxisrelevante Bewertung der Polierresistenz von Sanden für den Straßenbau

Eine ausreichende Griffigkeit der Straßenoberfläche ist insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten und nasser Fahrbahn ein unverzichtbarer Bestandteil zur Gewährleistung der Sicherheit der Verkehrsteilnehmer. Sowohl das Niveau als auch die zeitabhängige Entwicklung der Straßengriffigkeit hängt neben anderen Faktoren maßgeblich von der Polierresistenz der verwendeten Gesteinskörnungen ab.
Bisher wird in den einschlägigen Normen und Richtlinien vorwiegend der Nachweis der Polierresistenz von groben Gesteinskörnungen (>2 mm) gefordert. An feine Gesteinskörnungen (≤2 mm) werden keine gesonderten Anforderungen gestellt. Lediglich in der RVS 08.17.02 [2007] wird basierend auf Erfahrungen aus Deutschland ein Nachweis der Polierresistenz von feinen Gesteinskörnungen für den Einsatz im Oberbeton von Betondecken gefordert. Der Nachweis der Polierresistenz von Sanden erfolgt mit der Prüfanlage nach Wehner/Schulze.
Das Verfahren nach Wehner/Schulze ist ein bereits erprobtes Prüfverfahren, das in Europa immer mehr an Bedeutung gewinnt. Die bisher veröffentlichten Ergebnisse und Grenzwerte für die Polierresistenz von Gesteinskörnungen basieren jedoch alle auf Erfahrungen mit einer Prüfanlage alter Bauart.
Im Rahmen dieses Projektes wurde erstmals eine Prüfanlage nach Wehner/Schulze neuer Bauart in Österreich in Betrieb genommen und eine Arbeitsanweisung sowohl für die Probekörperherstellung als auch für die Prüfdurchführung erstellt.
Zur Klärung welche Sandfraktion stellvertretend für die feinen Gesteinskörnungen (0/2 mm) zur Bestimmung der Polierresistenz verwendet werden können, wurden in Vorversuchen die Polierresistenz von drei Sanden in sechs verschiedenen Frakti-onen bestimmt und zusätzlich Analysen von Korngrößenverteilungen von 23 verschiedenen, aufbereiteten Sanden durchgeführt.
In einer Reihenuntersuchung wurden für den österreichischen Straßenbau repräsentative Sande einer Polierwiderstandsbestimmung mit der Prüfanlage nach Wehner/Schulze neuer Bauart unterzogen und ein neuer Bewertungshintergrund für die Sandpolierresistenz ermittelt. Es wurden auch erste Untersuchungen zur Wieder-holbarkeit von Prüfergebnissen mit dem Prüfverfahren nach Wehner/Schulze angestellt.
Da das Prüfverfahren nach Wehner/Schulze in Österreich noch nicht weit verbreitet ist, wurde im gegenständlichen Forschungsprojekt zusätzlich ein Verfahren zur Bestimmung der Polierresistenz von feinen Gesteinskörnungen mit dem Schnellpolierverfahren erarbeitet. Durch diese alternative Prüfmöglichkeit kann eine erste, kostengünstige Einstufung der Polierresistenz von Sanden durchgeführt werden.
Es konnte weiters gezeigt werden, dass sich die Polierresistenz von groben und den zugehörigen feinen Gesteinskörnungen teilweise erheblich voneinander unterscheiden und deswegen eine separate Anforderung an die Polierresistenz von Sanden in den technischen Regelwerken zwingend notwendig erscheint, denn nur durch die Kombination von hoch polierresistenten Sand- und Splittkörnungen kann eine nachhaltige Straßengriffigkeit sichergestellt werden.

Polierresistenz, Wehner/Schulze, PWS, Griffigkeit, Sand