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Detailergebnis zu DOK-Nr. 41194

Nichtlinearitäten bei Muldenmessungen mit dem Fallgewichtsgerät (FWD) (Orig. engl.: Nonlinear effects in falling weight deflectometer tests)

Autoren	K.H. Stokoe II D.-W. Chang J.M. Roesset
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer 14.7 Tragfähigkeitsprüfungen

Transportation Research Record (TRB) H. 1355, 1992, S. 1-7, 12 B, 3 T, 13 Q

Fallgewichtsgeräte werden seit langem zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften von Straßenbefestigungen eingesetzt. Bei den Messungen wird hinsichtlich Höhe und Frequenz die Belastung durch tatsächliche Radüberfahrten simuliert. Die Auswertung der gemessenen Deflektionsmulden erfolgt in den meisten Fällen mit elastischen Modellen und berücksichtigt dann nicht die Nichtlinearitäten im Verhalten der ungebundenen Schichten. Das Ziel dieser Arbeit war, die Größenordnung nichtlinearer Effekte bei der Auswertung von Muldenmessungen mit FWDs für verschiedene Straßenbefestigungen und in Abhängigkeit von der Lasthöhe aufzuzeigen. Dazu werden Berechnungen von Verformungen und Dehnungen mit einem nichtlinearen Näherungsansatz (I) und einem nichtlinearen Ansatz (II) (jeweils FEM) an 3 typischen Bauweisen durchgeführt. Die Grundlagen dieser Modell-Ansätze sind von CHANG in einem weiteren, ebenfalls im Record Nr. 1355 veröffentlichten Beitrag näher erläutert. Bei der Bauweise 1 handelt es sich um eine Asphaltbauweise auf ungebundener Tragschicht und weichem Untergrund, die Bauweise 2 hat den gleichen Aufbau bei steifem Untergrund und Bauweise 3 weist eine Betondecke über einer Asphalttragschicht und einer ungebundenen Tragschicht bei weichem Untergrund auf. Zur Rechenvereinfachung wurde in allen Fällen ab 6,1 m Tiefe starrer Fels (engl.: bedrock) angenommen. Für die Bauweise 1 sind mit den Ansätzen (I) und (II) die gerechneten und auf eine Einheitslast normierten Oberflächenverformungen im Lastzentrum für die Last von 90,7 kN um ca. 50 % (140 %) größer als bei einer niedrigeren Last (9,07 kN). Für die Bauweise 2 ergeben sich diese Beträge zu 5 % (50 %). Für die Bauweise 3 treten keine signifikanten Nichtlinearitäten auf. In einem größeren Abstand als 0,9 m vom Lastzentrum ergeben sich mit beiden Ansätzen und für alle Bauweisen ebenfalls keine signifikanten Nichtlineraritäten. Die Verfasser empfehlen, die gerechneten Zusammenhänge durch entsprechende in situ-Versuche mit FWDs zu validieren.