FORSCHUNGSBERICHT DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN Nr. 2752/Fachgruppe Umwelt/Verkehr Herausgegeben im Auftrage des Ministerpräsidenten Heinz K~hn vom Minister für Wissenschaft und Forschung Johannes Rau Prof. Dr. -Ing. Werner Leins Dipl. -Ing. Peter von Berg Institut für Straßenwesen. Erd- und Tunnelbau der Rhein. -West!. Techn. Hochschule Aachen Reflexionsverhalten von Fahrbahnbelägen Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 1978 Diese Forschungsarbeit ist gleichzeitig in der Reihe der "Forschungsberichte des Landes Nordrhein-Westf'alen" unter der Bandnummer 2752 erschienen. CIP-Kurztitelau~nahme der Deutschen Bibliothek Leins, Werner: Re~lexionsverhalten von Fahrbahnbelägen / von w. Leins; P. von Berg. - 1. Auf!. (Forschungsberichte des Landes Nordrhein West~alen ; Nr. 2752 : Fachgruppe Umwelt, Verkehr) ISBN 978-3-531-02752-4 ISBN 978-3-663-16261-2 (eBook) DOI 10.1007/978-3-663-16261-2 NE: Berg, Peter von: @ 1978 by Springer Fachmedien Wiesbaden Ursprünglich erschienen bei Westdeutscher Verlag GmbH, Opladen 1978 Softcover reprint of the hardcover 1s t edition 1978 ISBN 978-3-531-02752-4 INHALTSVERZEICHNIS Formelzeichen und Indizes v Verzeichnis der Abbildungen VII Verzeichnis der Tabellen x 1. Einleitung 2. Stand der Erkenntnisse 4 2. 1 Allgemeines 4 2.2 Meßverfahren und Beurteilungsgrößen 8 2.2. 1 Labormeßverfahren 9 2.2.2 Lichttechnische Kennzeichnung durch 20 einzelne Kenngrößen 2.3 Durchgeführte Reflexionsmessungen 21 3. Zielsetzung 35 4. Konzeption und Beschreibung der Geräte 38 4. 1 Der Reflexionsmeßstand 38 4.2 Der Verschleißsimulationsmeßstand 46 4.3 Die Probenherstellung 49 4.4 Fehleruntersuchung 51 5. Versuchsdurchführung 54 5.1 Versuchsplan 54 5.2 Versuchsbedingungen 59 5.2. 1 Beregnung 59 5.2.2 Trocknungsvorgang und Feuchtezustände 60 5.2.3 Verschleißzustände 61 6. Aufbereitung der Meßwerte 63 6.1 Interpolation 63 6.2 Versuchskennwerte 66 6.3 Programme zur Verarbeitung der 67 Meßdaten - IV - 7. Auswertung 69 7.1 Allgemeines 69 7.2 Kontrolle der Meßwerte 70 7.3 Einflüsse 78 7.3.1 Einfluß der Feuchtezustände 78 7.3.2 Einfluß der Verschleißzustände 84 7.3.3 Einfluß der Mischgutzusammen 91 setzung (Asphaltbeton) 7.3.3.1 Einfluß des verwendeten Größtkorns 92 (AB 3, AB 4) 7.3.3.2 Einfluß des Sandes (AB 12, AB 13) 93 7.3.3.3 Einfluß der Mineralart 95 7.3.4 Einfluß der Art des Straßenbelages 99 7.4 Der Einfluß des Blickwinkels a 101 7.5 Zusammenhänge zwischen bautechni 103 schen oder geometrischen Ober flächenkennwerten und licht technischen Reflexionskennwerten 7.6 Möglichkeit einer vereinfachten Meß 106 anordnung für die Bestimmung von Qo 8. Zusammenfassung und Ausblick 111 Literaturverzeichnis 113 Verzeichnis der Anlagen 118 - v - FORMELZEICHEN UND INDIZES E Horizontalbeleuchtungsstärke lx I Lichtstärke cd L Leuchtdichte cd/m2 h Aufhängehöhe der Leuchte m q Reflexionsfaktor, Leuchtdichtefaktor cd/m2lx o y Vertikalwinkel des Lichtstrahls o Cl. Beobachtungswinkel o ß Horizontalwinkel v Winkel zwischen Straßenachse und o Beobachtungsrichtung 2 mittlerer Leuchtdichtefaktor cd/rn Ix Kp Spiegelfaktor n gesamter Raumwinkel des Integrations bereiches für Qo w differentieller Teil des gesamten Raum winkels Reflexionfaktor bei =0 und =0 cd/m2lx qp cd/m2lx r reduzierter Reflexionsfaktor q·cos 3 cd/m2lx S1 Spiegelfaktor S2 Spieg~lfaktor reduzierter Reflexionsfaktor bei =0 und =0 cd/m2lx Reflexionsfaktor für trockene Oberfläche cd/m2lx Reflexionsfaktor für nasse Oberfläche, Trocknungszeit = 0 cd/m2lx - VI - qp zum Zeitpunkt t der Hessung Feuchtigkeitsgrad Reflexionsfaktor nach RochjSmiatek Larnpendurchmesser Aufhängehöhe x Mittelwert (J Varianz G Wichtungsfaktoren gewichtete Sichtlänge Kennwert - VII - VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN Abb. Räumliche Darstellung des Reflexionskörpers nach [2J 2 Einflußgrößen für die Leuchtdichte nach [26J 3 Geometrische Einflußfaktoren auf den Reflexionsfaktor 4 Räumliche Darstellung des Meßbereiches nach [4J 5 Meßsysteme für Reflexionsindikatrix 6 Meßpositionen für die Berechnung von Qo nach [11J 7 Zusammenhang zwischen Qo' S1 und S2 nach [13J 8 Lage der Q -S1-Kennwerte für R- bzw. N-Diagran~e nach [11J 0 9 Typische Leuchtdichteverläufe eines Asphaltfeinbetons über dem Feuchtigkeitsgrad nach [7J 10 Reflexionsverhalten von Straßenbelägen im trockenen und in verschiedenen feuchten Zuständen nach [7J 11 S1- und S2-Werte für Proben verschiedener Herkunft nach [11J 12 Faktor S1 in Abhängigkeit von der Rauhtiefe nach [12J ermittelt nach dem Sand-Fleck-Verfahren 13 Veränderungen von Q für den trockenen Zustand in Ab hängigkeit von Vers8hleiß und Alter nach [17J 14 Einflußfaktoren auf die Reflexionskennwerte seitens der Fahrbahn - VIII - Abb. 15 Der Reflexionsmeßstand 16 Prinzipskizze des Reflexionsmeßstandes 17 Verlauf der Lichtstärke bei einem Blitz 18 Verschleißsimulationsgerät 19 Probenherstellung für Asphaltbeton 20 Mischgutzusammensetzung der Ausgangsmischung 21 Versuchsplan 22 Flußdiagramm des Versuchsablaufs einer Probe 23 Prinzipskizze der Bewässerungsanlage 24 Integrations- u. Interpolationsbereiche einer Reflexionsindikatrix zur Berechnung von Qo 25 Wirkung der zweifachen quadratischen Interpolation nach C14J 26 Meßwertkonstellation für 51 27 Abhängigkeit von log 5l und log 52 28 51- und S2-Werte aller Proben (trocken) 29 Qo- und S1-Werte (x) für alle Proben (trocken) im Vergleich zu bisherigen Messungen nach [6J 30 Qo und rp in Abhängigkeit vom Feuchtezustand und Ver schleißzustand - IX - Abb. 31 S1 und S2 in Abhängigkeit vom Feuchtezustand und Verschleißzustand 32 S1 für alle Proben in Abhängigkeit vom Verschleiß zustand für trockene Fahrbahn 33 S2 für alle Proben in Abhängigkeit vom Verschleiß zustand für trockene Fahrbahn 34 Qo für alle Proben in Abhängigkeit vom Verschleiß zustand für trockene Fahrbahn 35 rp für alle Proben in Abhängigkeit vom Verschleiß zustand für trockene Fahrbahn 36 51 und 52 für verschiedene Beobachtungswinkel a 37 Geometrische Beziehung zwischen 5ehstrahl und Ober flächenprofil und Wichtung der sichtbaren Strecke 38 Korrelation zwischen Qound K für die Kurzbestimmung von Qo