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Detailergebnis zu DOK-Nr. 40401

Theoretische Berechnung der bleibenden Einsenkungsmulden infolge unterschiedlicher Lastkonfigurationen und -querverteilungen unter Berücksichtigung der Schichteneinflüsse bei der Spurrinnenbildung

Autoren	A. Gerlach H. Beckedahl M. Köhler
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer 11.2 Asphaltstraßen

Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik (BMV, Bonn) H. 603, 1991, 70 S., zahlr. B, T, Q

Verkehrsbelastungen erzeugen im Oberbau und Unterbau/Untergrund einer flexiblen Straßenbefestigung bleibende Verformungen, aus denen die Spurrinnen resultieren. Das VESYS-Spurrinnenmodell wurde so vervollkommnet, daß die geometrischen Formen der bleibenden Verformungsmulden an der Oberfläche und an den Schichtgrenzen infolge unterschiedlicher Lastkonfigurationen und Verteilungen von Lasten quer zur Fahrtrichtung ermittelt werden können. Über Nachrechnungen von Versuchen im Maßstab 1:1 wurden dann die Materialkennwerte für das bleibende Verformungsverhalten bestimmt. Daraus ergaben sich Kenngrößen für Asphalt, die konstant und unabhängig von der Asphaltzusammensetzung sind. Die Ergebnisse der Nachrechnungen stimmen sehr genau mit den Meßergebnissen überein. Darüber hinaus wurde mit dem erweiterten VESYS-Spurrinnenmodell unter Berücksichtigung von Ergebnissen aus Druck-Schwell-Versuchen (BASt) und Torsionsversuchen (GHS Wuppertal) das bleibende Verformungsverhalten verformungsanfälliger Asphaltzusammensetzungen untersucht. Zur Quantifizierung der Verformungsanfälligkeit von Asphalten in Abhängigkeit von ihrer Zusammensetzung wurden Marshallkörper aus sechs verschiedenen Asphalten in der BASt hergestellt und mit Torsions- und dynamischen Druck-Schwell-Versuchen getestet. Die Versuchsergebnisse lassen sich durch folgende allgemeine Formel beschreiben: Y = l nS (Y = "bleibende" Verdrehung bzw. Dehnung, l = Ordinatenabschnitt einer Geraden in log-log-Darstellung, n = Zeit (Torsion) bzw. Lastwechsel, S = Steigung einer Geraden in log-log-Darstellung). Für alle sechs Asphalte zeigten sich je Versuchsdurchführung konstante Steigungen und nahezu konstante Achsenabschnitte, wenn die Versuchsergebnisse von den jeweiligen Steifeverhältnissen unabhängig gemacht wurden. Die Ergebnisse weiterer Beispielrechnungen zur Ermittlung der optimalen Erhaltungsmaßnahme bei Aufbauten mit verformungsanfälligem Binder unter vereinfachten Rechenvoraussetzungen lassen folgende Tendenzen erkennen: 1. Bei einer starren Unterlage ist der Beitrag des Asphaltes an der bleibenden Verformung unter sonst gleichen Voraussetzungen größer als bei flexiblen Unterlagen (ToB). 2. Die bleibende Verformung ist bei einer Konstruktion mit verformungsanfälligem Binder nach 10.000 Lastwechseln so groß, wie sie sich etwa nach der doppelten Lastwechselanzahl bei Konstruktionen mit nicht verformungsanfälligem Binder ergibt. 3. Nach erfolgter Sanierung ist die Effektivität der vier Erhaltungsmaßnahmen je nach Konstruktion unterschiedlich. 4. Während bei Bauweise gemäß Tafel 1, Zeile 2 der RStO das "Abfräsen" die günstigste Maßnahme darstellt, zeigt bei Bauweise gemäß Tafel 1, Zeile 5 der RStO eine Verstärkung mit einer 4 cm dicken Deckschicht das günstigste Verhalten.