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Detailergebnis zu DOK-Nr. 68118

Untersuchungen zum mechanischen Verhalten von Fahrbahnbefestigungen in der Tauperiode unter Verwendung eines Falling Weight Deflectometers (Orig. engl.: Investigation of a pavement structural behavior during spring thaw using falling weight deflectometer)

Autoren	S. Erlingsson F. Salour
Sachgebiete	14.7 Tragfähigkeitsprüfungen

Road Materials and Pavement Design 14 (2013) Nr. 1, S. 141-158, 16 B, 5 T, zahlr. Q

Das längerfristige Vorhandensein eines hohen Wassergehaltes in den ungebundenen Schichten erscheint als wesentliche Ursache für das vorzeitige Versagen der Fahrbahnbefestigungen in kalten Regionen. Das mechanische Verhalten einer instrumentierten flexiblen Fahrbahnbefestigung wurde in Südschweden daher gezielt von Februar bis Oktober 2010 untersucht. Der Untersuchungsabschnitt besitzt eine 10 cm dicke Asphalt-Tragdeckschicht auf einer 16 cm dicken ungebundenen Tragschicht aus gebrochenem Kies, darunter eine 30 cm dicke Kiessand-Schicht auf sandigem Schluffboden und weist nur eine geringe Verkehrsbelastung auf. Der Abschnitt wurde instrumentiert mit Feuchtigkeitssonden, Frost- und Grundwasserstands-Messrohren, deren Daten kontinuierlich aufgezeichnet wurden. Das mechanische Verhalten der Fahrbahnbefestigung in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Wassergehalten während der Tauperiode des Frühjahrs wurde mithilfe eines Falling Weight Deflectometers (FWD) ermittelt. Es wurde festgestellt, dass mit einem Eindringen des Tauprozesses in die Befestigung der Wassergehalt in den ungebundenen Schichten deutlich ansteigt. Der höchste Wassergehalt im Untergrund innerhalb des Jahres wurde in der Tauperiode gemessen. Eine erhebliche Abnahme der Steifigkeit der Fahrbahnbefestigung konnte mit zunehmendem Auftau-Fortschritt aus den FWD-Ergebnissen abgeleitet werden. Sowohl die Deflexionsmulde als auch die rückgerechneten Schichtsteifigkeiten zeigten an, dass sich die Fahrbahnbefestigung im schwächsten Zustand befindet, wenn der Auftauprozess in den Untergrund eintritt. Gegenüber dem Sommerzustand weist der Untergrund eine Reduzierung der Steifigkeit um 63 %, die Tragschichten ohne Bindemittel um 48 % auf. Die aus der Time-History der FWD-Messdaten abgeleitete dissipierte Arbeit war in der Tauperiode deutlich höher als während des restlichen Jahres. Dadurch könnte zukünftig ein Zusammenhang zur Entstehung von Fahrbahnschäden abgeleitet werden. Aus den rückgerechneten Steifigkeiten und den gemessenen Wassergehalten konnte anhand der Wassersättigung für die ungebundenen Schichten und den Untergrund ein Zusammenhang abgeleitet werden. Dieser zeigt eine vielversprechende Übereinstimmung mit dem MR-Feuchtemodell des Mechanistic-Empirical Pavement Design Guide (ME-PDG).