In den ZTV-Asphalt-StB 2001 wird als ein Kriterium bei der Zusammensetzung der Mineralstoffe im bituminösen Straßenoberbau das Brechsand-Natursand-Verhältnis aufgeführt. In der europäischen Normung, insbesondere der DIN EN 13043 kommt dieses Verhältnis nicht vor. Um einen Sand, bzw. nach neuer Nomenklatur eine feine Gesteinskörnung, nach ihrer Eignung für den bituminösen Oberbau beurteilen zu können, wurde mit der DIN EN 933-6 ein Prüfverfahren zur Bestimmung des Fließkoeffizienten ECS eingeführt.
Der Fließkoeffizient einer feinen Gesteinskörnung 0/2 bzw. 0/4 wird in Sekunden angegeben, die die Körnung benötigt, um einen definierten Zylinder mit Trichter zu durchlaufen.
Diese Diplomarbeit soll darüber Aufschluss geben, inwieweit der ECS einen Rückschluss darauf zulässt, ob es sich um einen Natur- oder einen Brechsand nach alter Definition handelt und wie diese Erkenntnisse auf die Verwendung der Körnung übertragen werden können.
Außerdem ist der Fließkoeffizient darauf zu untersuchen, ob und wie Abhängigkeiten zu bekannten Faktoren vorliegen und das Verfahren an sich wird auf seine Durchführbarkeit und eventuelle Fehlerquellen hin untersucht.
Inhaltsverzeichnis
1 Allgemeines
2 Einführung in die Aufgabenstellung
2.1 Alte Normung (Deutschland)
2.2 Neue Normung (Europa)
2.3 Aufgabenstellung
3 Versuchsablauf
3.1 Beschreibung des Versuchsablaufes
3.2 Herkunft und Art der Proben
Allgemein
Petrographisch
Geographisch
3.3 Vorbereitung der Proben und Rohdichtebestimmung
Allgemein
Ergebnisse der Rohdichtebestimmung
3.4 Darstellung der einzelnen Versuchsreihen
4 Versuchsreihe A – ECS Ausgangssande und Gemische
4.1 Hauptuntersuchung 1: Ergebnisse an Natur- und Brechsanden 0/2
4.2 Hauptuntersuchung 2: Ergebnisse an Mischungen 0/2
5 Versuchsreihe B – Auswirkung der Sieblinie auf den ECS
5.1 Nebenuntersuchung 1: Sieblinien der einzelnen Sande und der Gemische
5.2 Nebenuntersuchung 2: Versuchsreihe Sand 8 mit Einzel- und Ausfallkörnungen
6 Versuchsreihe C – Abhängigkeit des ECS von verschiedenen Faktoren
Allgemein
6.1 Nebenuntersuchung 1: Was passiert wenn die Probe nicht ofentrocken ist?
6.2 Nebenuntersuchung 2: Was passiert wenn Über- und Unterkorn nicht abgesiebt werden?
6.3 Nebenuntersuchung 3: Was passiert wenn der falsche Prüftrichter benutzt wird?
6.4 Nebenuntersuchung 4: Was passiert wenn die Probe verdichtet wird?
6.5 Nebenuntersuchung 5: Abhängigkeit von der Masse
6.6 Nebenuntersuchung 6: Abhängigkeit von der Rohdichte
6.7 Nebenuntersuchung 7: Zusammenhang Schüttwinkel/ECS
6.8 Nebenuntersuchung 8: sonstige Zusammenhänge
7 Zusammenfassung, Auswertung und Beurteilung der Ergebnisse
7.1 Auswertung Versuchsreihe A
zu 4.1
zu 4.2
7.2 Auswertung Versuchsreihe B
zu 5.1
zu 5.2
7.3 Auswertung Versuchsreihe C
zu 6.1
zu 6.2
zu 6.3
zu 6.4
zu 6.5
zu 6.6
zu 6.7
zu 6.8
7.4 Zusammenfassung und Verbesserungsvorschläge
Zielsetzung & Themen
Die Diplomarbeit untersucht die Anwendbarkeit des Fließkoeffizienten ECS als Prüfmerkmal für feine Gesteinskörnungen im Straßenbau. Ziel ist es, zu klären, ob der ECS geeignet ist, zwischen Natur- und Brechsanden zu unterscheiden, und welche Einflüsse (wie Sieblinie, Masse oder Rohdichte) das Messergebnis beeinflussen.
- Vergleich von Fließkoeffizienten verschiedener Natur- und Brechsande
- Analyse von Sandmischungen hinsichtlich ihrer Fließeigenschaften
- Einfluss der Sieblinie auf das Fließverhalten (Fuller-Kurve)
- Untersuchung technischer Fehlerquellen im Prüfablauf
- Empfehlungen für normative Anpassungen der ZTV-Asphalt
Auszug aus dem Buch
2.3 Aufgabenstellung
Diese Diplomarbeit soll darüber Aufschluss geben, inwieweit der ECS einen Rückschluss darauf zulässt, ob es sich um einen Natur- oder einen Brechsand nach alter Definition handelt und wie diese Erkenntnisse auf die Verwendung der Körnung übertragen werden können.
Außerdem ist der Fließkoeffizient darauf zu untersuchen, ob und wie Abhängigkeiten zu bekannten Faktoren vorliegen und das Verfahren an sich wird auf seine Durchführbarkeit und eventuelle Fehlerquellen hin untersucht.
Dazu wurden vom Zeitpunkt der Ausgabe der Diplomarbeit am 23.10.2006 bis zum 14.12.2006 alle hierzu benötigten Versuche durch die Diplomandin ausgeführt. Die große Zeitspanne lässt sich vor allem durch die aufwendige Vorbereitung der Proben erklären. Die Ausarbeitung der Ergebnisse erfolgte dann bis zur Abgabe am 22.01.2007.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Allgemeines: Vorstellung der Rahmenbedingungen der Diplomarbeit, inklusive beteiligter Institutionen und der bearbeitenden Person.
2 Einführung in die Aufgabenstellung: Gegenüberstellung alter deutscher Normen mit neuer europäischer Normung und Erläuterung der Zielsetzung.
3 Versuchsablauf: Detaillierte Beschreibung der Probenvorbereitung, Rohdichtebestimmung und der Versuchsreihen.
4 Versuchsreihe A – ECS Ausgangssande und Gemische: Darstellung der empirischen Ergebnisse an den untersuchten Ausgangssanden und den daraus resultierenden Mischungen.
5 Versuchsreihe B – Auswirkung der Sieblinie auf den ECS: Untersuchung der Korrelation zwischen Sieblinienverlauf, Fuller-Kurve und dem Fließkoeffizienten am Beispiel von Sand Nr. 8.
6 Versuchsreihe C – Abhängigkeit des ECS von verschiedenen Faktoren: Analyse externer Einflüsse auf den Versuch, wie Feuchtigkeit, Prüftrichterwahl, Verdichtung, Masse und Schüttwinkel.
7 Zusammenfassung, Auswertung und Beurteilung der Ergebnisse: Synthese aller Erkenntnisse, Vergleich der Messwerte mit Normvorgaben und Ableitung von Handlungsempfehlungen.
Schlüsselwörter
Fließkoeffizient, ECS, Straßenbautechnik, Brechsand, Natursand, Gesteinskörnung, Sieblinie, ZTV-Asphalt, Rohdichte, Prüfverfahren, DIN EN 933-6, Asphaltbau, Schüttwinkel, Kornform, Mineralstoffe.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Fließkoeffizienten ECS von feinen Gesteinskörnungen, um deren Eignung für den bituminösen Straßenoberbau zu bewerten.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Zentrale Aspekte sind der Vergleich zwischen Natur- und Brechsanden, die Auswirkung von Mischverhältnissen auf den Fließkoeffizienten sowie die Überprüfung von Labor-Prüfmethoden.
Welches ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Ziel ist es zu ermitteln, ob der Fließkoeffizient verlässliche Rückschlüsse auf die Kornform (Natur- vs. Brechsand) zulässt und daraus Empfehlungen für eine Anpassung der ZTV-Asphalt abzuleiten.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden angewendet?
Es wird das Prüfverfahren nach DIN EN 933-6 genutzt, ergänzt durch Versuchsreihen zur Variation von Sieblinien, Massenanteilen und physikalischen Einflüssen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in drei Versuchsreihen, die den Fließkoeffizienten an Ausgangssanden, Gemischen sowie die Abhängigkeit von Faktoren wie Sieblinien und Prüfbedingungen analysieren.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit ist geprägt durch Begriffe wie Fließkoeffizient, ECS, Brechsand-Natursand-Verhältnis, Asphaltbauweise und Siebliniencharakteristik.
Welchen Einfluss hat die Rohdichte auf das Ergebnis?
Die Rohdichte beeinflusst primär die für den Versuch benötigte Probemasse. Eine direkte Abhängigkeit des Fließkoeffizienten von der Rohdichte selbst konnte nicht nachgewiesen werden.
Warum weichen einige Messergebnisse von den Erwartungen ab?
Abweichungen werden oft auf komplexe Gesteinseigenschaften, unterschiedliche Kornformen bei gleicher Sieblinie oder minimale Ungenauigkeiten bei der manuellen Durchführung (z.B. Zeitmessung) zurückgeführt.
Welche Bedeutung hat die Fuller-Kurve in dieser Untersuchung?
Die Fuller-Kurve dient als Referenz für eine optimale Packdichte; die Arbeit prüft, inwieweit die Annäherung einer Sieblinie an diese Kurve mit einem höheren Fließwiderstand korreliert.
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- Dipl.-Ing. (FH) Jessica Simon (Author), 2007, Vergleichende Untersuchungen zum Fließkoeffizienten von verschiedenen Sanden und Mischungen verschiedener Sande, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/81703
