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Detailergebnis zu DOK-Nr. 79804

Ein stochastischer Ansatz zur Modellierung der langfristigen Entwicklung von Fahrbahnunebenheiten unter Berücksichtigung räumlich variierender Bodeneigenschaften (Orig. engl.: A stochastic approach on modeling the long-term unevenness of pavements considering spatially varying soil properties)

Autoren	A. Hagemann J. Grabe
Sachgebiete	14.2 Ebenheit, Befahrbarkeit 11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer

Bauingenieur 98 (2023) Nr. 10, S. 334-340, 14 B, 2 T, zahlr. Q

Selbst innerhalb vermeintlich homogener Bodenschichten treten räumliche Variationen der Bodeneigenschaften auf. Im Hinblick auf eine zuverlässige geotechnische Bemessung auch von großflächigen Bauwerken, wie zum Beispiel Fahrbahnen und Verkehrsflächen, sind örtliche Abweichungen der Bodeneigenschaften für die Gebrauchstauglichkeit relevant und ursächlich für sich bei Überfahrten ausbildende Fahrbahnunebenheiten. So führt eine räumliche Variation der Bodensteifigkeit zu dynamischen Radlasten die Fahrbahnunebenheiten zur Folge haben. Diese Interaktion ist progressiv und kann zu einer Geschwindigkeitsreduktion und zu einem erheblichen Erhaltungsaufwand führen. In der Arbeit wird ein numerisches Modell zur Entwicklung von Unebenheiten von Fahrbahnen unter Berücksichtigung der räumlichen Variation der Bodeneigenschaften vorgestellt. Dabei werden der Asphaltbelag, die Tragschicht und der Unterbau durch einen Satz von gekoppelten Federelementen modelliert, die das Bodenverhalten der jeweiligen Schicht darstellen. Eine stochastische Verteilung der Bodeneigenschaften basierend auf einem Random Walk wird angenommen, um die räumliche Variation der Untergrundsteifigkeit zu berücksichtigen. Die langfristige Unebenheitsentwicklung durch vorbeifahrende Fahrzeuge wird hinsichtlich der resultierenden dynamischen Kräfte und der Auswirkung einer abweichenden Bodensteifigkeit in einzelnen Bodenschichten eingehend untersucht. Abschließend werden Schlussfolgerungen im Hinblick auf den Fahrkomfort gezogen.