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Detailergebnis zu DOK-Nr. 76918

Erweiterte Analyse der thermischen Zustände in Straßenbefestigungen unter besonderer Berücksichtigung klimatischer Einflüsse und stoffspezifischer Materialparameter

Autoren	M. Clauß
Sachgebiete	11.2 Asphaltstraßen

Dresden: Technische Universität, Professur für Straßenbau, Dissertation, 2021, II, 218 S., zahlr. B, T, Q, Anhang. - Online-Ressource: verfügbar unter: http://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-743951

Der Schwerpunkt der Dissertation lag auf der Bestimmung eines Verfahrens, mit dessen Hilfe die klimatischen Einflüsse, die Geometrie der Straßenkonstruktion und die stoffspezifischen Materialparameter berücksichtigt werden können. Dazu wurden Simulationsergebnisse der thermischen Zustände von Straßenkonstruktion ausgewertet und ein erweitertes Analyseverfahren zur Bestimmung von repräsentativen Temperaturzuständen entwickelt. Mithilfe eines Clusterverfahrens konnten anhand der stündlichen Temperaturzustände maßgebende Profile (Mittelwertfunktionen) abgeleitet werden, welche die Charakteristiken der Straßenkonstruktion berücksichtigen. Die Mittelwertfunktionen weisen gegenüber den bisherigen Ansätzen eine deutlich verminderte Abweichung zwischen den realen Temperaturzuständen und den zugehörigen synthetisch generierten Temperaturverläufen auf. Mit dem Verfahren der Mittelwertfunktionen wurden detaillierte Analysen der Vulnerabilität der Verkehrsinfrastruktur in Deutschland auf Basis der prognostizierten Einflüsse infolge des Klimawandels durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde für jeden Landkreis in Deutschland eine Simulation der thermischen und mechanischen Beanspruchungen durchgeführt und für die Ergebnisse der Nachweis auf Ermüdungsrissbildung an der Unterseite der Asphalttragschicht sowie der Entwicklung der Spurrinnentiefe in Anlehnung an das Dimensionierungsverfahren nach den ZTV RDO Asphalt 09 geführt. Abschließend wurde an mehreren Fallbeispielen die Anwendbarkeit des Verfahrens der Mittelwertfunktionen gezeigt. Als Schlussfolgerung dieser Arbeit kann abgeleitet werden, dass die thermischen Zustände in Straßenbefestigungen durch Verwendung der Mittelwertfunktionen mit deutlich geringeren Abweichungen und somit einer höheren Güte im Dimensionierungsverfahren verwendet werden können. Weiterhin wurde festgestellt, dass der Klimawandel einen essenziellen Einfluss auf die Dauerhaftigkeit der Straßenbefestigungen in Asphaltbauweise in ganz Deutschland hat. Es ist zwingend notwendig, Maßnahmen aus den Erkenntnissen der Arbeit abzuleiten, um die Resilienz der Infrastruktur gegenüber dem Klimawandel zu erhöhen.