Detailergebnis zu DOK-Nr. 57643
Rückblick und Wertung der Zuverlässigkeit von Frosteindringungsmodellen (Orig. engl.: A review and reliability assessment of frost penetration models)
| Autoren |
I. Horvli K.S. Henry E. Oiseth |
|---|---|
| Sachgebiete |
7.3 Frost |
BCRA '05: Proceedings of the 7th International Conference on the Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields, 27-29 June 2005, Trondheim, Norway. Trondheim: NTNU, Norwegian University of Science and Technology, 2005, CD-ROM, Paper No 214, 12 S., 4 B, 3 T, zahlr. Q
Die Frosteindringung in Straßenbefestigungen und im Unterbau kann zu Frosthebungen und Tauwetteraufweichungen führen und damit die Verkehrssicherheit im Winter und die Tragfähigkeit bei Frostaufgang im Frühjahr beeinflussen. Es wurden in der Vergangenheit verschiedene Modelle und Gleichungen für die Frosteindringung entwickelt. In der vorliegenden Arbeit wird ein Überblick über die bei der Bemessung von Straßenbefestigungen verwendeten Modelle gegeben und diese anhand von Messungen an Versuchsstrecken bewertet. Die Frosteindringung wird beeinflusst durch eine Anzahl von Faktoren wie Solarstrahlung, Wind, Lufttemperatur, Farbe und Zustand der Oberfläche, Baustoffart, Wassergehalt im Oberbau und Unterbau und Grundwasserstand. Diese Vielfalt führte zu verschiedenen Ansätzen für die Berechnung der Frosteindringung (CESAR-GELS, SSR-Modell, TEMP/W-Modell), deren Grundlagen beschrieben werden. Die Lufttemperaturen bezogen sich auf eine nahegelegene Wetterstation in Kanada und ergaben für 3 Jahre Frostindizes FI zwischen 660 und 1400 °C · d (im Mittel 1150 °C · d) bei Frostdauern zwischen 94 und 129 Tagen. Für eine Asphaltdecke wurde ein n-Faktor zwischen Frostindex an der Oberfläche FI)Index 0) und in der Luft FI(Index L) von FI(Index 0)/FI(Index L) = 0,95 angesetzt. Das CESAR-GELS-Modell verwendet die Finite-Elemente-Methode und ist für eine 2- und 3-dimensionale Berechnung geeignet. Der Vergleich zwischen berechneten und gemessenen Frosteindringungen ergab, dass das SSR-Modell etwas tiefere Eindringungen lieferte als das CESAR-GELS-Modell, das sonst am besten abschnitt. Beide Modelle wichen weniger als 10 % vom gemessenen Wert ab. Aber alle Modelle gaben relativ gute Übereinstimmung der Werte für die Frosteindringung, solange die Frosteindringung nicht wesentlich in den frostempfindlichen Untergrund eingedrungen war.