Detailergebnis zu DOK-Nr. 57783
Quantifizierung der Schädigung von Fahrbahnbefestigungen durch Zwillings- und Breitreifen (Orig. engl.: Quantification of pavement damage caused by dual and wide-base tires)
| Autoren |
M.A. Elseifi I.L. Al-Qadi P.J. You |
|---|---|
| Sachgebiete |
11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 14.4 Fahrzeugeigenschaften (Achslasten, Reifen) |
Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2005 (Transportation Research Record (TRB) H. 1940) S. 125-135, 5 B, 4 T, 14 Q
Im Jahr 2001 wurden auf der Virginia Smart Road, die mit entsprechenden Sensoren ausgerüstet war, die Reaktionen der Fahrbahnbefestigung infolge der Überfahrt von Fahrzeugen mit Breitreifen der neuen Generation (445/50R22.5) und Zwillingsreifen (275/80R22.5) gemessen. Der neue Breitreifen hat eine breitere Aufstandsfläche und eine höhere Tragfähigkeit. Die mögliche Schädigung der Fahrbahnbefestigung infolge der unterschiedlichen Reifenkonfigurationen wurde bewertet. Nach erfolgreich durchgeführten Feldversuchen wurden zur Erforschung unterschiedlicher Schadensmechanismen, die nicht in den Feldversuchen bewertet werden konnten, begleitende Parameterstudien mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) durchgeführt. In dieser Studie wurden Zwillingsreifen und zwei Arten der neuen Generation Breitreifen (445/50R22.5 und 455/55R22.5) bewertet. In dem entwickelten FEM-Modell wurden die Geometrie und die Abmessungen so gewählt, dass die Achskonfiguration der in Nordamerika eingesetzten Lkw simuliert werden konnte; betrachtet wurden die wirklichen Kontaktflächen und Kontaktspannungen zwischen Reifen und Fahrbahn; die Baustoffeigenschaften wurden im Labor bestimmt und in das Modell eingebunden. Das FEM-Modell wurde anhand der mit den Sensoren in der Fahrbahnbefestigung gemessenen Spannungen und Dehnungen kalibriert. Vier Schadensmechanismen wurden betrachtet: Ermüdungsrissbildung, primäre und sekundäre Spurrinnenbildung sowie die Rissbildung, die an der Fahrbahnoberfläche beginnt und in der Schicht weiterläuft (top-down-cracking). Aus den Ergebnissen kann abgelesen werden, dass die neue Generation der Breitreifen im Vergleich zu den Zwillingsreifen die gleich große oder relativ etwas größere Schädigung der Fahrbahnbefestigung verursacht. Durch die Verwendung der Breitreifen wird das Lkw-Gesamtgewicht um ungefähr 450 kg reduziert.