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Detailergebnis zu DOK-Nr. 53807

Eine wahrscheinlichkeitsbasierte Methode zur Schätzung des Verhaltens von Straßenbefestigungen unter Verwendung von FWD-Daten (Orig. engl.: A probabilistic method for estimating pavement performance using falling weight deflectometer data)

Autoren	S. Nazarian I. Abdallah O. Melchor-Lucero
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 14.7 Tragfähigkeitsprüfungen

Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields: Proceedings of the 6th International Conference on the Bearing Capacity of Roads and Airfields, Lisbon, Portugal, 24-26 June 2002. Lisse u.a.: Balkema, 2002, Vol. 1, S. 475-485, 6 B, 3 T, 12 Q

Im Rahmen der systematischen Straßenerhaltung von Asphaltbefestigungen kommt der Abschätzung der Restlebensdauer eine entscheidende Bedeutung zu. Bisherige Berechnungsverfahren basieren auf rück gerechneten Schichtmoduli und berechneten Spannungen an den Schichtgrenzen. Kleine Schwankungen der Schichtmoduli führen aber zu großen Schwankungen der abgeschätzten Restlebensdauer. Die Restlebensdauer selbst wird aus einem Modell zur Spurrinnenbildung und einem Modell zur Rissbildung bestimmt. Diese Modelle benötigen u. a. den E-Modul der Asphaltschicht, die Zugspannung auf der Unterseite der Asphaltschicht und die Druckspannung auf der Oberseite der ungebundenen Schicht. Daher wurde auf der Basis eines künstlichen neuronalen Netzwerkes ein Ansatz entwickelt, der es erlaubt, auf der Basis von mit dem FWD gemessenen Einsenkungen die Eingangsparameter für die beiden genannten Modelle zu ermitteln und gleichzeitig auf die kritische Rückrechnung der Schichtmoduli zu verzichten. Dazu wurde eine Folge aufeinander aufbauender neuronaler Netzwerke erstellt, die als Eingangsgrößen lediglich die verschiedenen Schichtdicken sowie die mit dem FWD gemessenen Einsenkungen benötigen. Als Ergebnis können damit für Drei- und für Vierschichtensysteme die Modellparameter ermittelt werden. Mit Hilfe von Modellberechnungen konnten Verhaltenskurven berechnet werden. Dabei wurde der Frage der Verlässlichkeit der Verhaltenskurven, ausgedrückt durch die Streuung, mit Hilfe von statistischen Auswertungen nachgegangen. In Abhängigkeit der Schwankungen der Schichtdicken und des FWD-Messverfahrens lässt sich damit ein Vertrauensbereich ermitteln. Das Berechnungsverfahren selbst wurde anhand von Felddaten validiert. Dabei zeigte sich, dass vernünftige Restlebensdauern bei Kombination der Zustandserfassung der Oberflächeneigenschaften mit FWD-Messungen erzielt werden können. Die Ergebnisse und Berechnungsverfahren wurden in ein Software-Paket umgesetzt.