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Reflexkörper und Griffigkeitsmittel in Nachstreumittelgemischen für Markierungssysteme
BASt-Bericht V 232
Christoph Recknagel, Antje Eichler, Matthias Koch, Matthias Proske, Christian Huth, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin
106 Seiten
Erscheinungsjahr: 2013
Preis: 22,50 €
Bestellung eines gedruckten Exemplars beim Carl Schünemann Verlag GmbH
Nachstreumittelgemische von Fahrbahnmarkierungen sind sicherheitsrelevante Bestandteile der Straßenausstattung. Für ausreichende Funktionalität und Dauerhaftigkeit bestehen Anforderungen an deren Partikelgrößenverteilung sowie Form-, Transparenz- und Oberflächeneigenschaften. Ein Ziel dieser Forschungsarbeit war es, optimierte granulometrische Kennzeichnung durch Adaption eines digital-optischen Messverfahrens zu ermöglichen. Ein weiteres Ziel bestand darin, chemisch-analytische Verfahren zur Analyse von Beschichtungen auf derartigen Partikeln zu entwickeln. Das Ergebnis der Forschungsarbeit soll einen Beitrag zur Weiterentwicklung des Untersuchungs- und Qualitätssicherungsinstrumentariums innerhalb des technischen Regelwerkes liefern. Grundlage der Verfahrenserarbeitung und -validierung stellten repräsentative handelsübliche Nachstreumittelgemische und deren Ausgangsmaterialien für Fahrbahnmarkierungen des Typs 1 und 2 dar.
Es konnte gezeigt werden, dass digital-optische Messverfahren differenzierendes Potential mit höherer Präzision zur verbesserten granulometrischen Kennzeichnung derartiger Materialien aufweisen. Die Rückführbarkeit auf das konventionelle Siebverfahren ist herstellbar. Mittels quantifizierbarer Form- und Transparenzparameter bietet die Methodik auch weiterführende Optionen zur Gütekennzeichnung in Anlehnung an die DIN EN 1423. Eine identifizierende Kennzeichnung von Partikelgemischen mit direkter Rückführbarkeit auf mechanische und lichttechnische Gebrauchseigenschaften ist mit der neuen Methodik möglich. Darüber hinaus wurde eine Mess- und Auswertemethodik auf Basis der Form- und Transparenzkennwerte erarbeitet, mit deren Hilfe eine nachträgliche Differenzierung beziehungsweise Separation der Einzelphasen in der Mischungszusammensetzung eines Nachstreumittelgemisches ermöglicht wird. Die Ergebnisse wurden jeweils aus Relativvergleichen der Einzeluntersuchung aller beteiligten Materialien und dem fertigen Nachstreumittelgemenge abgeleitet. Es wird empfohlen, sowohl die Reflex- als auch Griffigkeitsmittelgemenge sowie das entsprechende Nachstreumittelprodukt einzeln unter Erfassung aller Form- und Transparenzparameter zu kennzeichnen. Darüber hinaus zeigt sich, dass die Methodik weiteres Gütesicherungspotential aufweist.
Auch die erarbeiteten Analyseverfahren zur Kennzeichnung von Oberflächenbeschichtungen (TOF-SIMS; Headspache-GC/MS; HTD-GC/MS) sind jeweils Relativverfahren, das heißt, es werden für eine Zuordnung vorab Referenzproben von beschichtetem und nicht beschichtetem Nachstreumittel respektive eine Referenz des Coatings benötigt. Eine sehr vorteilhafte weitere Analyseoption kann von einem oberflächenanalytischen Untersuchungsansatz (Zeta-Potential) erwartet werden.
Die vorliegenden Ergebnisse zeigen Optionen für verbesserte Gütesicherheit auf. Sie liefern wissenschaftlich-technische Grundlagen für die entsprechende Weiterentwicklung des technischen Regelwerkes.
Glass beads and antiskid aggregates in drop-on mixtures for road markings
Drop-on mixtures for road marking systems are safety-relevant parts of highway equipment (street furniture). For a performance-guaranteed functionality and durability there are requirements in the technical regulations according to particle size distribution as well as particle shape, particle transparency and surface characteristics. It was aim of this research project to validate an optimized granulometric test approach by adaption of a modern digital-optic measurement method for higher quality assurance. Another target was the development of test methods for an analytic identification of coatings or treatments of glass bead particles. Material basis for the development and validation of test methods were a choice of representative commercially available drop-on materials of Type I and II - approved in german road system - and their basic materials. The project was supported by a mentor group under BASt chairmanship.
Resulting from several granulometric investigations a very high-definition as well as differen-tiation potential of the digital-optic measurement method could be validated for the investigated basic materials. The traceability to sieve testing as conventional screening method could be validated. On the basis of DIN EN 1423 criteria with the help of several shape- and reflection parameters determined by the new optical method also continuative options for an improved quality determination seems to be possible. A subsequent differentiation of drop-on material mixes could be reached in passable precision. The conclusions made were found from comparison between test results of the basic materials and the results of the investigation of the relevant readily mixed drop-on materials. For an improved quality system it is recommended to investigate the basic materials glass beads and antiskid aggregates as well as the relevant final drop-on product with the help of all shape- and reflection parameters delivered by the new digital-optic measurement method. In addition to these research results indication for further and continuative test potential to improve quality control and assurance could be detected.
Besides the granulometric and transparency investigations from a second broad analytical approach special adapted methods based on the TOF-SIMS-methodology, Headspace-GC/MS and HTD-GC/MS method could be developed and validated for the analysis of coated or treated glass bead surfaces. Also these surface analyzing tools could be validated by relative comparison between the results for coated/treated and non-treated reference drop-on materials as well as analysis of pure coating materials. First investigation results using the advantages of surface Zeta-Potential gave indications for a high performance-describing potential of this methodology.
In summary the research results open up options for an improved performance-related quality assessment and quality control of drop-on materials and their basic materials.