Detailergebnis zu DOK-Nr. 69164
Anwendung einer Finite-Elemente-Analyse und eines Modells des Ermüdungsversagens zur Kostenabschätzung der Straßenschädigung durch Schwerverkehr (Orig. engl.: Use of finite element analysis and fatigue failure model to estimate costs of pavement damage caused by heavy vehicles)
| Autoren |
J. Maxwell B. Huang Q. Dong X. Shu C. Zhou |
|---|---|
| Sachgebiete |
2.2 Unterhaltungskosten 12.0 Allgemeines, Management 14.4 Fahrzeugeigenschaften (Achslasten, Reifen) |
Pavement Management 2014, Volume 1. Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2014 (Transportation Research Record (TRB) H. 2455) S. 54-62, 8 B, 2 T, 26 Q
In dem Beitrag stellen die Autoren ein komplexes Modell zur Abschätzung der Kosten der Straßenschädigung durch Schwerverkehr vor. Als Modellparameter wurden Straßenaufbauten und Materialeigenschaften gewählt, wie sie in Tennessee/USA üblicherweise verwendet werden. Zur Analyse der Spurrinnenentwicklung wurde das VESYS-Modell gewählt. Als weiteres Teilmodell zur Vorhersage von Ermüdungsrissen wurde der in den USA weit verbreitete Ansatz des Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (MEPDG) verwendet. Die Validierung des Gesamtmodells erfolgte durch Feldversuche auf Straßen in Tennessee mit unterschiedlichen Asphaltaufbauten und -eigenschaften. Dabei wurde eine außergewöhnlich lange und schwere Belastungseinrichtung mit schweren Zugfahrzeugen über die ausgewählten Straßenabschnitte gezogen. Sie besteht aus einem Rahmen, der von 28 Rollwagen mit jeweils 2 Doppelradachsen getragen wird. Bei den Überfahrten wurden Deflexionen in Längsrichtung gemessen. Als Kostenparameter wurde die Reduzierung der Lebensdauer einer Straße durch Schädigung angesetzt. Die zufriedenstellenden Ergebnisse des Modells zeigen eine gute Übereinstimmung mit dem BISAR-Modell und damit auch den Effekt der Lastüberlappung bei Mehrfachachsen. Eine Asphaltdicke von mehr als 30 cm reduziert das Ermüdungsversagen signifikant. Für Lastzüge mit typischen Achskonfigurationen werden die Schädigung und damit die Kosten durch zusätzliche Achsen von 6 Achsen an nicht signifikant höher. Bei neu eingebauten Straßen sind die Schädigungskosten höher. Deshalb wird empfohlen, auf solchen Straßen Schwertransporte zu vermeiden.