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Detailergebnis zu DOK-Nr. 62715

Validierung des Verfahrens einer quasi-nichtlinearen Teilschichtmodellierung im australischen mechanisch-empirischen Dimensionierungsprogramm für flexible Fahrbahnbefestigungen (Orig. engl.: Validation of the Austroads quasi nonlinear sublyering approach for the design of flexible pavements)

Autoren	E. Radwan M. Saleh V. Dixit
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 11.2 Asphaltstraßen

Road & Transport Research 18 (2009) Nr. 2, S. 27-38, 10 B, 3 T, 11 Q

Ungebundene Tragschichtmaterialien besitzen ein nichtlineares Kraftverformungsverhalten bei Beanspruchung durch Verkehrslasten. Dennoch werden diese Schichten in mechanistischen Verfahren zur Dimensionierung von Fahrbahnbefestigungen als elastisch angenommen, sodass lediglich Annahmen bezüglich des Elastizitätsmoduls und der Querdehnzahl zu treffen sind. Die in Australien verwendete mechanistisch-empirische Dimensionierungsmethode (Austroads) benutzt einen vereinfachten Ansatz, um das nichtlineare Verhalten dieser Schichten abzubilden. Bei diesem quasi-nichtlinearen Ansatz wird der Bereich des ungebundenen Materials in fünf Teilschichten unterteilt und deren E-Modul, ausgehend von dem E-Modul der obersten ungebundenen Tragschicht und dem E-Modul des Untergrunds/Unterbaus inkrementell von oben nach unten reduziert. Zur Validierung dieses Ansatzes erfolgt ein Vergleich mit einem nichtlinearen Modell. Die Ergebnisse zeigen, dass der linear-elastische Modellansatz ohne Teilschichtunterteilung erheblich zu geringe Vertikalverformungen und Vertikaldehnungen ermittelt. Durch eine Unterteilung der ungebundenen Schichten in Teilschichten kann das Ergebnis in geringem Maße verbessert werden. Die Annahme transversaler Isotropie führt in Verbindung mit der Teilschichtunterteilung zu einer weiteren Verbesserung in der Berechnung vertikaler Einsenkungen und Dehnungen. In den Untersuchungen hinsichtlich der Vertikaldehnungen zeigte der Modellansatz "Transversale Isotropie und Teilschichtunterteilung" nur geringfügig bessere Ergebnisse als der Ansatz "Vollständige Isotropie und Teilschichtunterteilung". Dennoch ergaben sowohl der lineare als auch die beiden quasi-nichtlinearen Ansätze im Vergleich zum nichtlinearen Modell zu geringe Werte für die Vertikalverformungen und -dehnungen. Um die Ergebnisse zu verbessern, wird vorgeschlagen, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem der E-Modul der obersten ungebundenen Tragschicht als wesentliche Eingangsgröße des quasi-nichtlinearen Modells abgeleitet werden kann.