Detailergebnis zu DOK-Nr. 61462
Kalibrierung mechanisch-empirischer Modelle flexibler Straßenbefestigungen auf Basis der WesTrack-Untersuchungen (Orig. engl.: Calibration of mechanistic-empirical models for flexible pavements using the WesTrack experiment)
| Autoren |
P. Ullidtz J.T. Harvey B.-W. Tsai |
|---|---|
| Sachgebiete |
10.3 USA 11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer 11.2 Asphaltstraßen |
Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists 2008: From the Proceedings of the Technical Sessions, Philadelphia, PA, April 27-30, 2008. Lino Lakes, MN: Association of Asphalt Paving Technologists (AAPT), 2008, S. 591-630, 25 B, 1 T, 11 Q
Die Kalibrierung mechanisch-empirischer Modelle (ME) ist ein wesentlicher Bereich des Betätigungsfelds von Caltran (California Department of Transportation), um daraus eine Methode zur Dimensionierung zu entwickeln. In einem ersten Entwicklungsschritt wurden 27 flexible Befestigungen in beschleunigten Prüfungen mit zwei Simulatoren für Schwerlastverkehr (California Heavy Vehicle Simulators, HVSs) untersucht, um ME-Modelle der Software CalME zu kalibrieren. Im hier beschriebenen zweiten Schritt wurden 26 Probeabschnitte der WesTrack-Untersuchungen für die Kalibrierung von CalME genutzt. Materialparameter für die Kalibrierung der inkremental-rekursiven Modelle wurden aus Messungen mit dem Falling Weight Deflectometer (FWD) und aus Laborversuchen abgeleitet. Die Ergebnisse der WesTrack-Untersuchungen bezüglich Temperaturverlauf über die Tiefe, Dauer der Lastaufbringung, gemessener Spurrinnenbildung und Verformungen unter dem FWD sowie dokumentierte Schadensbilder wurden in die CalME-Datenbasis importiert. Anschließend wurde jeder Probeabschnitt entsprechend dem gesamten Zeitraum der WesTrack-Untersuchung Stunde für Stunde simuliert. Die Aufzeichnungen der WesTrack-Untersuchungen über die Verformungen unter dem FWD wurden mit den Berechnungsergebnissen von CalME verglichen, um zu überprüfen, ob sich die erwarteten Reaktionen der Befestigung bestätigen. Die empirischen Komponenten der ME-Modelle wurden anschließend derart kalibriert, dass das prognostizierte Verhalten dem gemessenen entspricht. Für die Prognose der Ermüdung von Asphalt wurde ein Verhältnisfaktor zwischen Ermüdung im Laborversuch und Ermüdung unter realen Bedingungen bestimmt. Für die Asphaltmischungen "Fine" und "FinePlus" ergab sich ein Faktor von ca. 15 und für die grobe Asphaltmischung (Coarse mix) ein Faktor von ca. 5, wobei beide Faktoren etwas hoch erscheinen. Für bleibende Deformationen der Asphaltschichten sind die bleibenden Dehnungen, bestimmt mit labortechnischen Schubprüfungen vom Typ "Repeated Simple Shear Test - Constant Height", für die Mischungen "Fine" und "FinePlus" mit dem Faktor 90 und für grobe Mischungen mit dem Faktor 80 zu multiplizieren. Über diese Beziehung erhält man die gemessenen bleibenden Deformationen des Asphalts in vertikaler Richtung. Die Anwendung des Modells für ungebundene Materialien der HVS-Untersuchungen fand Bestätigung.