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Detailergebnis zu DOK-Nr. 47767

Untersuchung von Asphaltfahrbahnbefestigungen mit der Finite-Element-Methode (Orig. engl.: Finite-element analyses of flexible pavements)

Autoren	S. Helwany J. Dyer J. Leidy
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer 11.2 Asphaltstraßen

Journal of Transportation Engineering 124 (1998) Nr. 5, S. 491-499, 13 B, 7 T, 13 Q

In diesem Bericht wird das Spannungs-Dehnungs-Verhalten von Dreischichtensystemen infolge der dynamischen Belastung ( unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten) von einzelbereiften und zwillingsbereiften Achsen untersucht. Die oberste Schicht des Dreischichtensystems besteht aus Asphaltbeton. Für die Analyse wird das zweidimensionale FEM-Programm DACSAR und das dreidimensionale FEM-Programm NIKE3D angewendet. Bei der Berechnung mit dem DACSAR-Programm wird eine rotationssymmetrische Flächenlast zugrunde gelegt und das Stoffverhalten der Asphaltschicht und der ungebundenen Unterlage als linear elastisch angenommen; das Stoffverhalten der dazwischenliegenden ungebundenen Schicht wird als linear (Fall 1) und nicht linear (Fall 2) angenommen und mit dem modifizierten Duncan-Modell beschrieben. Die Ergebnisse zeigen, daß das nicht linear elastische Stoffverhalten und die Spannungsabhängigkeit der ungebundenen Schicht für das Verhalten der Fahrbahnbefestigung wesentlich sein können. Der Einfuß der Achssysteme wurde mit dem NIKE3D-Programm für unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten untersucht. In dem ersten Teil der Berechnungen wurden die Ergebnisse des linear elastischen Dreischichtensystems mit denen der Berechnung mit dem DACSAR-Programm verglichen. In dem zweiten Teil wurde der Einfluß der Achssysteme untersucht, wobei die Kontaktfläche zwischen Reifen und Fahrbahn rechteckförmig ist und die Asphaltschicht ein viskoelastisches Stoffverhalten aufweist. Die Untersuchungen zeigen, daß infolge der kleineren gegenüber der höheren Fahrgeschwindigkeit die vertikalen Normalspannungen zwischen der Asphaltschicht und der ungebundenen Schicht geringfügig (7 %) größer sind; infolge der höheren Geschwindigkeit treten auch in der Asphaltschicht kleinere Dehnungen und Gleitungen auf. Die Autoren weisen jedoch daraufhin, daß die dynamische Wirkung der Radüberfahrt vernachlässigt wurde und die viskoelastischen Kennwerte nicht aus Laborversuchen stammen, sondern angenommen wurden.