Hartmut Beckedahl, Hans Günter Diel, Ingo Nösler, Edeltraut Straube

• Teil 1: Literaturauswertung: Da zur Zeit kein einheitliches Untersuchungskonzept zur Bestimmung des Einflusses der Bruchflächigkeit von Edelsplitten auf die Standfestigkeit von Asphalten besteht, wurde eine Literaturstudie durchgeführt und mit dem Ziel ausgewertet, wissenschaftlich abgesicherte und eindeutige Erkenntnisse herauszuarbeiten. Die Literaturstudie erfolgte nach einem einheitlichen Schema z.B. hinsichtlich der Zielsetzung der Untersuchungen, der Art der Prüfung, der Art der Mischgutsorte, der Art der Asphaltzusammensetzung, der Art und Herkunft der Mineralstoffe, der Kornverteilung, des Bindemittelgehaltes etc. Da sich nur vier relevante Veröffentlichungen mit Asphalten aus Kiesedelsplitten auseinandersetzen und sich 14 auf Asphalttragschichten beziehen, wurde nach der Erfahrungssammlung aus dem bisherigen Stand der Prüfverfahren und Untersuchungsmethodik ein zielgerichtetes Konzept für eine Laboruntersuchung vorgeschlagen, die es ermöglichen soll, den Einfluss der Bruchflächigkeit von Edelsplitten auf die Standfestigkeit von Asphalten zu quantifizieren und wissenschaftlich abzusichern. Es wurde festgestellt, dass dieser Einfluss bisher in keiner Literaturstelle wissenschaftlich haltbar und eindeutig beantwortet wurde. Es ist ziemlich unwahrscheinlich, dass alle Einflussgrößen so genau erfasst und beurteilt werden können, dass daraus zielsicher auf die Standfestigkeit eines Asphaltes geschlossen werden kann. Was zur zielsicheren Herstellung von standfesten Asphalten fehlt, ist nicht das Mehr an gebrochener Oberfläche, sondern ein Prüfverfahren und die dazugehörigen Anforderungswerte, mit denen im Rahmen der Eignungsprüfung eine zuverlässige und praxisorientierte Beurteilung der Standfestigkeit von Asphalt möglich ist. Damit sollten auch Baustoffe und Baustoffgemische bestimmter Herkunft oder Zusammensetzung auf deren Eignung zur Herstellung standfester Asphalte zielsicher beurteilt werden können. Teil 2: Einfluss des Rundkornanteils auf die Scherfestigkeit von Gesteinskörnungen: Die Untersuchungen sollen zur Klärung beitragen, inwieweit Edelsplitte aus gebrochenem Kies mit unterschiedlichen Bruchflächenanteilen verwendet werden können, ohne die Verformbarkeit von Asphaltschichten wesentlich zu beeinflussen. Die Untersuchung wurde auf die bodenmechanische Fragestellung ohne Berücksichtigung des Einflusses des Bindemittels beschränkt. Verwendet wurden ungebrochene und gebrochene Terassenkiese vom Oberrhein, die im wesentlichen aus Quarzen, verschiedenen Kalksteinen, Kieselschiefern, Sandsteinen, kristallinen Gesteinen und dichten kieseligen Gesteinen bestehen. Es sind an Versuchsreihen mit unterschiedlich zusammengesetzten Korngemischen Dreiaxial- und CBR-Versuche bei verschiedenen Bruchflächenanteilen durchgeführt worden, um Beziehungen zwischen Druckspannungen bzw. CBR-Werten und Bruchflächenanteilen zu ermitteln. Für eine Versuchsreihe ist zudem die Beziehung zwischen dem Reibungswinkel j und dem Bruchflächenanteil bestimmt worden. Alle vier für die Überprüfung des Einflusses der Bruchflächen auf die Festigkeit von Korngemischen durchgeführten Versuchsreihen führen zu vergleichbaren ähnlichen Ergebnissen. Dreiaxialversuche wie auch CBR-Versuche zeigen mit zunehmendem Bruchflächenanteil ein Ansteigen der Druck- bzw. der Scherfestigkeit bis zu einem Maximalwert, der im Bereich des Bruchflächenanteils von 50 % bis 75 % liegt. Größere Anteile an Bruchflächen ergeben bei gleichen Versuchsbedingungen keinen Anstieg der Festigkeitswerte. Diese Aussage gilt ausschließlich für die untersuchten ungebundenen Mineralgemische bei vergleichbaren Versuchsbedingungen. Inwieweit ein Bindemittel z.B. Bitumen, diese Erkenntnisse beeinflussen könnte, ist nur durch eine ergänzende Forschungsarbeit zu beantworten.
• Part 1: Evaluation of Literature: As there is at present no standardised method of investigation to determine the influence of the amount of surface fracture of chippings which meet high quality requirements on the stability of asphalts, a literature study was carried out and evaluated with the aim of identifying clear, scientifically sound findings. The literature study was carried out according to a standardised pattern, for example with regard to the aim of the investigations, the type of examination, the type of aggregate mix, the type of asphalt composition, the type and origin of the aggregates, the grain-size distribution, the binder content etc. As only four relevant publications dealt with asphalts made of chippings which met high quality requirements and 14 dealt with asphalt base courses, a targeted plan for a laboratory investigation was proposed after the experiences gained from the previous test procedures and investigation methodology had been gathered; the plan was intended to enable the influence of the amount of surface fracture of chippings which meet high quality requirements on the stability of asphalts to be quantified and scientifically backed up. lt was ascertained that this influence had not been determined in any previous literature in a scientifically tenable and clear manner. lt is fairly improbable that all influencing variables can be determined and evaluated sufficiently accurately to enable conclusions concerning the stability of an asphalt to be drawn with absolute exactitude. lt is not an increase in broken surfaces which is lacking for the accurate manufacture of stable asphalts but a test method and the pertinent requirements with which a reliable and practiceorientated evaluation of the stability of asphalts is possible within the scope of the qualification test. This test method should also enable construction material and construction material mixes of certain origins or composition to be tested accurately regarding their suitability for the manufacture of stable asphalts. Part 2: lnfluence of the Percentage of Round Gravel on the Shear Strength of Mineral Aggregates: The investigations were intended to help clarify to what extent high-quality chippings from broken gravel with varying amounts of surface fracture could be used without substantially influencing the deformability of asphalt courses. The scope of the investigation covered only the soil mechanics and did not include the influence of binders. Broken and unbroken terrace gravel from the upper Rhine area was used; this consists mainly of different kinds of quartz, limestone, black jasper, sandstone, crystalline rock and compact siliceous rock. Series of triaxial and CBR tests with aggregate mixes of varying composition and with differing amounts of surface fracture were carried out in order to determine relationships between compressive stresses or CBR values and the amount of surface fracture. In one series of tests the relationship between the angle of friction j and the amount of surface fracture was determined. All four test series carried out to investigate the influence of the surface fracture on the stability of aggregate mixes led to comparable results. Triaxial tests and CBR tests showed an increase in compressive strength and shear strength as the amount of surface fracture increased, reaching a maximum value at a level of surface fracture of between 50% and 75%. Larger amounts of surface fracture under the same test conditions resulted in no increase in the strength values. This statement applies exclusively for those unbound aggregate mixes investigated and only under similar test conditions. To ascertain the extent to which a binder, e.g. a bitumen, could influence these findings further research would be required.