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Detailergebnis zu DOK-Nr. 52565

Auswirkungen reduzierten Schichtenverbundes und horizontaler Radlasten auf die Gebrauchsdauer flexibler Fahrbahnbefestigungen (Orig. engl.: Effects of interface condition and horizontal wheel loads on the life of flexible pavement structures)

Autoren	J.B. Metcalf S.A. Romanoschi
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 14.4 Fahrzeugeigenschaften (Achslasten, Reifen)

Washington, D.C.: National Academy Press, 2001 (Transportation Research Record (TRB) H. 1778) S. 123-131, 2 B, 6 T, 8 Q

Ausgehend von einem speziellen Fahrbahnmodell, mit dem ein vollständiger Verbund oder ein Reibungszustand zwischen den Oberbauschichten abgebildet werden kann, wurde mit Hilfe des FEM-Programmes ABAQUS der Beanspruchungszustand einer zweischichtigen Asphaltbefestigung auf flexibler (Schottertragschicht) oder starrer Unterlage (Zementverfestigung) untersucht. Zur Gebrauchsdauerabschätzung nach der SHELL-Methode wurden einerseits die vertikalen Zusammendrückungen in Höhe des Planums und andererseits die horizontalen Zugdehnungen in den Asphaltschichten angesetzt. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass durch die Wirkung horizontaler Lasten von der halben Intensität der angesetzten vertikalen Radlasten sich die Zugdehnungen an der Ober- und Unterseite der Deckschicht sowie an der Oberfläche der Binderschicht stark erhöhen und es somit zu einer von der Fahrbahnoberfläche ausgehenden Rissbildung kommen kann. Bei der Asphaltbefestigung auf flexibler Unterlage führt ein mangelhafter Schichtenverbund zwischen den Asphaltschichten zu einem dramatischen Anstieg der Horizontaldehnungen an der Unter- und der Oberseite der Deckschicht sowie zu einem Anstieg der vertikalen Dehnungen an der Oberseite der Schottertragschicht um bis zu 20 Prozent. Ein mangelhafter Schichtenverbund zwischen den Asphaltschichten erzeugt bei starrer Unterlage eine Beeinflussung der Dehnungen in der Deckschicht, während ein reduzierter Schichtenverbund zwischen Asphaltbefestigung und starrer Unterlage eine Veränderung der Horizontaldehnungen in der Binderschicht und der Vertikaldehnungen in der Zementverfestigung bewirkt. Der kumulative Effekt eines mangelhaften Schichtenverbundes in Verbindung mit der Wirkung von Horizontallasten führt zu einer dramatischen Reduzierung der zu erwartenden Nutzungsdauer. Die rechnerische Nutzungsdauer reduziert sich bei einer Asphaltbefestigung auf starrer Unterlage um das 300fache und bei flexibler Unterlage um das 15fache.