Abriebe von Fahrbahnoberflächen

Abrasion of road surfaces

Ziel des Projektes war es, systematische Untersuchungen zum Abriebverhalten und damit zur Partikelemission verschiedener Fahrbahnoberflächen durchzuführen, die Ergebnisse zu quantifizieren und eine Empfehlung für die Berücksichtigung abgeleiteter Emissionsfaktoren in den FGSV-Richtlinien „Richtlinien zur Ermittlung der Luftqualität an Straßen ohne oder mit lockerer Randbebauung“ (RLuS) zu geben. Dazu wurden: - eine umfassende Literaturrecherche und Auswertung zum Thema durchgeführt; - abriebrelevante Kenngrößen für 27 typische in Deutschland eingesetzte Fahrbahnbeläge bestimmt; - Laborversuche zum Abriebverhalten von 21 dieser Fahrbahnbeläge durchgeführt; - Emissionsberechnungen für nicht motorbedingte Partikel (AWAR) mit dem Modell NORTRIP (Non-exhaust road traffic induced particle emission modelling) in seiner Version 3.2 durchgeführt und auch die resultierenden PM10-Straßenabriebemissionsfaktoren ausgewiesen; - diese Berechnungsergebnisse mit AWAR-Emissionsfaktoren nach DÜRING et al. (2011) beziehungsweise HBEFA4.1 verglichen; - die NORTRIP-Berechnungsergebnisse des dort integrierten NOx-Tracermodells mit Immissionsmessungen an der Frankfurter Allee in Berlin und Am Neckartor in Stuttgart verglichen; - Empfehlungen zur Anwendung von NORTRIP gegeben sowie - aus den NORTRIP-Berechnungen erzeugte PM10-AWAR- und -Straßenabriebemissionsfaktoren für die Anwendung in RLuS abgeleitet. Folgende in Deutschland am häufigsten eingesetzte Fahrbahnbeläge wurden untersucht: Asphaltbeton, Offenporiger Asphalt (OPA), Gussasphalt, DSH (Dünne Asphaltdeckschicht in Heißbauweise), Waschbeton und Splittmastixasphalt (SMA). Es ergaben sich Schlussfolgerungen für die Quantifizierung der Abriebmaße. Abgesehen von der Art des Reifens, dem Fahrverhalten (Beschleunigungsanteile) und der Fahrgeschwindigkeit sind weitere wesentliche Faktoren, die sich auf die Partikelerzeugung aus dem Abrieb der Fahrbahn auswirken: - die Art/Festigkeit und die Korngröße des in der Fahrbahn verwendeten Gesteinmaterials; - eventuell auch die Art des Bindemittels (polymer modifizierte Bindemittel scheinen positiv zu wirken); - eventuell bewirkt eine starke Modifizierung des Bindemittels (zum Beispiel Gummimodifizierung) und die sich dadurch einstellenden dickeren Bindemittelfilme eine Verminderung der PM10-Fahrbahnabriebemissionen. Die Höhe der Reduktion hängt hier wahrscheinlich von der Ausbildung der Oberfläche ab. ABSTRACT IN ENGLISH: The aim of the project was to carry out systematic investigations on the abrasion behaviour and thus on the particle emission of different road surfaces, to quantify the results and to make a recommendation for the emission factors in the FGSV guidelines „Guidelines for determining the air quality on roads without or with few roadside buildings“ (RLuS). Therefore - a comprehensive literature research and evaluation on the topic was carried out; - abrasion-relevant parameters for 27 typical road surfaces used in Germany were determined; - laboratory tests on the abrasion behaviour of 21 of these road surfaces were carried out; - emission calculations for non-engine-related particles (AWAR) were carried out with the NORTRIP (non-exhaust road traffic induced particle emission modelling) model in version 3.2, and the resulting PM10 road abrasion emission factors were displayed; - a comparison of these calculation results with AWAR emission factors according to DÜRING et al. (2011) and HBEFA 4.1 was carried out; - as well as the comparison of the NORTRIP calculation results of the integrated NOx tracer model with concentration measurements on Frankfurter Allee in Berlin and Am Neckartor in Stuttgart; - additionally recommendations for the use of NORTRIP were given and - PM10 AWAR and road abrasion emission factors (generated from the NORTRIP calculations) were derived for use in RLuS. The following most frequently used road surfaces in Germany were examined: Asphalt concrete, Porous asphalt (PA), Mastic asphalt DSH (thin asphalt surface layer in hot construction), Exposed aggregate concrete, Stone mastic asphalt (SMA). Results could be derived concerning the quantification of the abrasion values. Apart from the type of tire, the driving behaviour (acceleration patterns) and the driving speed, other essential factors affecting the generation of particles from wear of the road surface are: - the type/strength and grain size of the rock material used in the roadway; - possibly also the type of binder (polymer modified binders seem to have a positive effect); - a strong modification of the binder (e.g. rubber modification) and the resulting thicker binder films may result in a reduction in PM10 roadway abrasion emissions. The extent of the reduction probably depends on the design of the surface.

Language

  • German

Media Info

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01836007
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • ISBN: 978-3-95606628-3
  • Files: ITRD
  • Created Date: Feb 16 2022 11:18AM