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Detailergebnis zu DOK-Nr. 59540

Durch Fahrzeuge mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten erzeugte nichtstationäre dynamische Fahrbahnbelastungen (Orig. engl.: Nonstationary dynamic pavement loads generated by vehicles traveling at varying speed)

Autoren	L. Sun F. Luo
Sachgebiete	14.0 Allgemeines (u.a. Energieverbrauch) 14.4 Fahrzeugeigenschaften (Achslasten, Reifen)

Journal of Transportation Engineering 133 (2007) Nr. 4, S. 252-263, 12 B, 1 T, zahlr. Q

In Studien zur Fahrzeugdynamik wird überwiegend eine gleichbleibende Geschwindigkeit der Fahrzeuge und ein homogenes Fahrbahnoberflächenprofil angenommen. Diese Annahmen sind unzutreffend, sofern die Oberfläche Inhomogenitäten im Ortsbereich (z. B. Fugen, Rissbildung, Höhenversätze, Ausbrüche) aufweist oder Fahrzeuge ihre Geschwindigkeit ändern (Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge oder startende und landende Flugzeuge). Sogar wenn dabei die Fahrbahnoberfläche homogen bleibt, wird die resultierende Fahrzeuganregung instationär im Zeitbereich. Die Frequenzbereichsmethoden sind aufgrund des Einflusses der Geschwindigkeitsänderungen nicht mehr anwendbar. Im Rahmen einer US-amerikanischen Forschungsarbeit wurden daher gezielt die Auswirkungen von Geschwindigkeitsveränderungen auf die Fahrbahnbelastung untersucht. Dabei wurde sowohl der Zustandsraumansatz (state space approach) als auch der Frequenzfunktionsansatz verwendet. Für Simulationsberechnungen wurden ein Viertelfahrzeug- und ein Halbfahrzeugmodell angesetzt. Damit wurden die Time Histories des dynamischen Koeffizienten bei Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgängen ermittelt. Das Spektrum des dynamischen Koeffizienten wurde durch Fouriertransformationen analysiert. Zwei Aussagen wurden aus den Analysen des Zeit- und des Frequenzbereichs abgeleitet: Beim Beschleunigen von einer niedrigeren zu einer höheren konstanten Geschwindigkeit schwankt der dynamische Koeffizient deutlich am Beginn des Beschleunigungsvorgangs und steigt dann allmählich an. Die Aussage gilt analog für Geschwindigkeitsreduzierungen. Während des Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgangs ist der dynamische Koeffizient über einen weiten Frequenzbereich verteilt. Die Frequenzverteilung ist jedoch ungleichmäßig mit zwei Spitzen in der Nähe der beiden Enden des Spektrums; sie steigt mit ansteigender Wegkreisfrequenz. Die entwickelten Ansätze und Simulationsmodelle sollen für Untersuchungen zur dynamischen Beanspruchung von Fahrbahnbefestigungen verwendet werden.