Detailergebnis zu DOK-Nr. 53482
Querfugen-Untersuchungen für die Bemessung von starren Befestigungen (Orig. engl.: Transverse joint analysis for mechanistic-empirical design of rigid pavements)
| Autoren |
J.R. Roesler J.E. Hiller |
|---|---|
| Sachgebiete |
11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer 11.3 Betonstraßen |
Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2002 (Transportation Research Record (TRB) H. 1809) S. 42-51, 9 B, 3 T, 26 Q
Starre Befestigungen, Bauweisen mit Zementbetondecken, werden in Kalifornien, USA, bisher auf Grund der maximalen Biegezugspannungen bemessen, die bei Platteneckbelastung unter der maximalen Radlast entstehen (und dort ggf. viertelkreisförmige Rissbildungen an der Plattenoberseite erzeugen). Die Beanspruchungen werden in der Regel auf der Grundlage der Theorie elastisch gebetteter Platten, mit oder ohne Berücksichtigung von Querkraftübertragungen durch Dübel, anhand eines dazu besonders entwickelten Finite-Elemente-Programmes berechnet. Mit diesem Programm können auch die durch behinderte Dehnungen, wegen Temperaturdifferenzen oder/und Schwinden, hervorgerufenen Spannungen berechnet und mit den verkehrslastbedingten Beanspruchungen überlagert werden. Praktische Untersuchungen und Beobachtungen an Betondecken haben inzwischen gezeigt, dass die Rissbildungen nicht nur an den Plattenecken (Bemessungsfall), sondern auch an den (Längs- und Quer-) Fugen in den Platten-Innenbereichen entstehen bzw. beginnen. Deswegen wurden mit dem F-E-Platten-Programm auch die Spannungen an anderen Stellen hauptsächlich entlang der Querfugen unter Ansatz von ganzen Lkw-Rad-Konfigurationen und -Laststellungen sowie mit Berücksichtigung behinderter Plattenabhebungen bzw. - aufschüsselungen an den Plattenecken berechnet und mit denen infolge Eckbelastung verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Spannungen wesentlich, um bis zu 100 % höher als die (bisherigen) Bemessungsbeanspruchungen (bei Eckbelastung) werden können und liefern damit eine Erklärung für die anderweitig an den Querfugen beginnenden Rissbildungen. Die Szenarien für die Spannungserhöhungen, Plattenabmessungen und -dicken, Untergrund, Lastgrößen, -konfigurationen und -stellungen, Temperaturgradienten und Schwindkoeffizienten, werden diskutiert und ihre Auswirkungen vergleichend-quantitativ dargestellt. Die Autoren empfehlen, das vorgestellte erweiterte Berechnungsverfahren zukünftig für die Bemessung von Fahrbahnbefestigungen mit Zementbetondecken zu verwenden, um zukünftig vorzeitige Rissbildungen und Fahrbahnschäden zu vermeiden.