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Detailergebnis zu DOK-Nr. 40952

Bauweisenermittlung für eine Bauklasse S

Autoren	A. Gerlach J. Hothan
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer

Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik (BMV, Bonn) H. 571, 1989, 11 S., 12 B, 7 T, 12 Q

Das Ziel des Auftrags liegt in der Ermittlung von Gebrauchsdauern unterschiedlicher Fahrbahnbefestigungen sowie der Bewertung der Auswirkungen von Achslasterhöhungen auf die Nutzungsdauer. Darauf aufbauend sollen Vorschläge für eine Bauklasse S gemacht werden, die den erhöhten Anforderungen, die über denen der Bauklasse I liegen, gerecht werden. Das maßgebende Kriterium ist dabei die Ermüdung. Dazu werden aus der RStO 86/1 acht repräsentative Bauweisen ausgewählt. In diesen Befestigungen werden vier Temperaturzustände, die ca. 95 % der innerhalb eines Jahres auftretenden Temperaturen beinhalten, angenommen. Für die Berechnungen wird das Maximum der Beanspruchung an der Unterseite aller ermüdungsfähigen Schichten angenommen. Als ermüdungsfähig werden der Asphalt, der Beton, die HGT und die Bodenverfestigung angesehen, ungebundene Schichten als nicht ermüdbar betrachtet. Als Endzustand der Gebrauchsfähigkeit wird das Auftreten von Rissen in Asphalt oder Beton angesehen. HGT und Bodenverfestigung weisen die Besonderheit auf, daß sie im Laufe der Liegezeit eine Minderung ihrer Steifigkeit erfahren. Es werden die rechnerischen Gebrauchsdauern der einzelnen Bauweisen ermittelt, wobei als Verkehrsbelastung ein 1.000 kN transportierendes Kollektiv angesetzt wird, das zum einen aus einem gemischten Kollektiv besteht, zum anderen mangels verfügbarer Daten aus 10 bzw. 11,5 t Achsen. Durch den jeweiligen Übergang dieser drei Belastungen, der einmal täglich erfolgt, werden Schädigungen erzeugt, aus deren Kehrwert sich die rechnerische Gebrauchsdauer in Jahren ergibt. Diese Größe wird Strukturwiderstand genannt. Sie stellt die spezifische Reaktion einer Befestigung auf das jeweilige Belastungskollektiv dar. Es zeigt sich eine starke Abhängigkeit der Gebrauchsdauer (des Strukturwiderstandes) von dem Lastkollektiv und von der Dicke der Befestigung. Jede Befestigung zeigt ein eigenes Gebrauchsverhalten, so daß eine pauschale Beschreibung über alle Bauweisen nicht möglich ist. Mit den ermittelten Kurven der Strukturwiderstände in Abhängigkeit von Befestigungsdicke und Lastkollektiv kann die Anpassung der Bauweisen an erhöhte Belastungen vorgenommen werden. Ausgangspunkt ist grundsätzlich die Bauklasse I der RStO, die als richtig dimensioniert angesehen wird. Bei der Ermittlung der notwendigen Verstärkungen der Befestigungen sind grundsätzlich zwei Fälle zu unterscheiden: a) Es vergrößert sich nur die Verkehrsbelastungszahl und nicht die Kollektivzusammensetzung. b) Es verändert sich nur die Zusammensetzung des Kollektivs, ohne daß sich die Verkehrsbelastung ändert. Dabei ergibt sich der Extremfall, der bei einer Achslasterhöhung auftreten kann, dann wenn eine Umlastung von 10 auf 11,5 t Achsen stattfindet. Die reale Veränderung der Straßenbelastung infolge einer Achslasterhöhung wird zwischen diesen Extremfällen liegen. Die vorgestellten Ergebnisse, die sich nur auf das Kriterium Ermüdung beziehen, zeigen, daß alle Bauweisen unterschiedliche Reaktionen auf Belastungen aufweisen. Mit Hilfe der ermittelten Zusammenhänge eröffnet sich die Möglichkeit, rationale Zuordnungen von Verkehrsbelastung zu Befestigungsdicke durchzuführen.