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Detailergebnis zu DOK-Nr. 70661

Beschreibung des Lastübertragungsverhaltens bei dünnen Betonbelägen auf Asphalt (Orig. engl.: Characterization of load transfer behavior for bonded concrete overlays on asphalt)

Autoren	Z. Li J.M. Vandenbossche M. Barman
Sachgebiete	9.3 Zement, Beton, Trass, Kalk 12.1 Asphaltstraßen

Pavement Management 2015, Volume 2. Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2015 (Transportation Research Record (TRB) H. 2524) S. 143-151, 5 B, 3 T, 19 Q

Dünne Betonbeläge, welche mit dem darunterliegenden Asphalt verbunden sind (BCOA - Bonded Concrete Overlay on Asphalt), sind auch unter dem Namen Whitetopping als Sanierungsmethode für Asphaltstraßen bekannt. Bei den meist faserverstärkten Betonplatten ist die Lastübertragung zwischen den Fugen wichtig für die Lebensdauer. Hier haben BCOA keine Dübel, da die Plattendicke nicht ausreicht. Die Lastübertragung an der Fuge findet durch Rissverzahnung und die darunterliegende Asphaltschicht statt. Daher ist die Verklebung des Betons mit dem Asphalt entscheidend. Die Kraftübertragung an der Fuge kann durch den Wirkungsgrad der Lastübertragung (LTE - Load Transfer Efficiency) ermittelt werden. Als Referenz dienen drei Versuchsstrecken der Versuchseinrichtung von Minnesota (MnRoad) aus dem Jahr 1997. Die Lastübertragung zwischen den faserverstärkten und 76 bis 152 mm dicken Betonplatten ist temperaturabhängig. Für konventionelle Betondecken existiert bereits eine Formel, welche den Zusammenhang zwischen LTE und Fugensteifigkeit durch Rissverzahnung AGG* beschreibt. Um den Zusammenhang bei BCOA zu finden, wird eine Finite-Elemente-Analyse angewendet. Zwei verschiedene Plattengrößen (1,53 x 1,83 m² und 1,22 x 1,22 m²) werden modelliert bei unterschiedlichen Plattendicken (76 bis 152 mm), Asphaltschichtdicken (76 bis 203 mm) und E-Moduln für die Asphaltschicht (689 bis 6896 MPa). Der E-Modul des Betons und der Bettungsmodul werden konstant angenommen. Für AGG* werden 6 verschiedene Werte gewählt, implementiert ist dies über vertikale Federn. Die Verklebung der Betonplatte mit dem Asphalt erfolgt mit Federn in allen drei Richtungen. Die Belastung der 8-kN-Achse ist gleichverteilt auf die Doppelbereifung. Der Zusammenhang zwischen LTE und AGG* wird hergestellt. So steigt LTE, wenn das Biegesteifigkeitsverhältnis zwischen Betonplatte und Asphalt kleiner wird, da dann die Biegesteifigkeit des Asphalts größer ist. Je nach Lastfall werden durch die Asphaltschicht 68 bis 95 % übertragen.