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Detailergebnis zu DOK-Nr. 43718

Langzeitverhalten von Betonstraßen - Eine Untersuchung mit statistischen und wahrscheinlichkeitstheoretischen Methoden

Autoren	W. Eger
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 11.3 Betonstraßen

Mitteilungen des Prüfamtes für Bau von Landverkehrswegen der Technische Universität München H. 68, 1995, 111 S., Anhang, zahlr. B, T, Q

Der Bemessung von Betonstraßen liegt bislang eine deterministische Betrachtungsweise zugrunde, wobei neben den Biegebeanspruchungen aus Verkehrslast auch die Wölbspannungen infolge einer ungleichmäßigen Erwärmung berücksichtigt werden. Eine genauere Erfassung des Langzeitverhaltens von Betonstraßen erfordert zusätzlich zur deterministischen Berechnung eine stochastische Untersuchung, bei der die Streuung der die Biegebeanspruchung beeinflussenden Parameter und die Streuung der zulässigen Biegezugspannung in die Prognoseberechnung eingehen. Voraussetzung für eine hohe Aussagekraft der wahrscheinlichkeitstheoretischen Untersuchung zur Quantifizierung des Langzeitverhaltens ist eine Ermittlung der Variationskoeffizienten verschiedener Einflußgrößen. Basierend auf Auswertungen von Baustellenuntersuchungen werden die Dickenschwankung, die Schwankung des Verformungsmoduls des Untergrundes und der Biegezugfestigkeit des Betons quantifiziert. Bei der Erfassung der Streuung der Verkehrslast wird zwischen der vom Straßenzustand abhängigen Radlastdynamik, der Achs- sowie Radanordnung und Kontaktdruckschwankung unterschieden. In einem weiteren Schritt wird mit der Methode der zweiten Momente die örtliche Versagenswahrscheinlichkeit der standardisierten Betondecken berechnet. Demnach ist bei der zugrunde gelegten 5 m langen Betonplatte beim Lastfall "verdübelte Fuge" die Versagenswahrscheinlichkeit, die sich auf das Auftreten von Rissen bezieht, größer als beim Lastfall "Plattenmitte". Dies deckt sich mit den Erfahrungen der Praxis. Schwerpunkt der stochastischen Untersuchung ist die Ermittlung des zeitlichen Ablaufes der Schädigungsrate. Als Kriterium für den Zeitpunkt der Erneuerung einer Betonstraße wird in Anlehnung an die praktischen Erfahrungen (Fahrkomfort) von einem Schädigungsgrad von 40 % ausgegangen, entsprechend dem Prozentsatz der durch Risse geschädigten Betonplatten. Die Berechnung zeigt deutlich den großen Einfluß der Dicke und der Dickenstreuung sowie den Einfluß der Biegezugfestigkeit und deren Streuung auf das Langzeitverhalten. Die derzeit 22 cm dicke Betondecke bei der Bauklasse II sollte auf 23 cm vergrößert werden. Besondere Beachtung erfordern die bislang nur stichprobenweise erfaßten Überladungen.