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Einfluss der Bitumenhärte auf das Ermüdungsverhalten von Asphaltbefestigungen unterschiedlicher Dicke in Abhängigkeit von der Tragfähigkeit der Unterlage, der Verkehrsbelastung und der Temperatur, Teil 2
7.148
IDN 705774
Forschungsstelle Technische Universität Braunschweig, Institut für Straßenwesen (Prof. Dr.-Ing. W. Arand)
Bearbeiter Arand, W.
Lorenzl, H.
Auftraggeber Bundesministerium für Verkehr, Bonn
Stand Abschluss: November 1994

Durch Ermüdungsrechnungen läßt sich zeigen, daß eine Verlängerung der Nutzungsdauer von Fahrbahnbefestigungen aus Asphalt bei höheren Temperaturen durch den Einsatz härterer Bindemittel und bei tieferen Temperaturen durch den Einsatz weicherer Bindemittel zu erreichen ist. Im Rahmen des Forschungsvorhabens war daher für Asphaltbefestigungen unterschiedlicher Dicke in Abhängigkeit von der Tragfähigkeit der Unterlage, der aus Temperaturverteilungen und Verkehrslastverteilungen resultierenden Zugspannungsverteilungen bei Wahl eines geeigneten Ermüdungsgesetzes die optimale Bitumenviskosität zu ermitteln, die unter strukturellen und nicht unter asphalttechnologischen Gesichtspunkten eine möglichst lange schadensfreie Nutzungsdauer erwarten läßt. Zur Lösung der Aufgabe waren a) Aufbauvarianten nach Bauweise und Bauklassefestzulegen, b) Annahmen zur Tragfähigkeit der Unterlage in Abhängigkeit von der Jahreszeit und der gewählten Bauweise-Frostschutzschicht, Schottertragschicht auf Frostschutzschicht oder hydraulisch gebundene Tragschicht auf Frostschutzschicht - zu treffen, c) ausgehend von Asphaltoberflächentemperaturen räumliche und zeitliche Verteilungen der Asphaltkörpertemperaturen zu entwickeln, d) auf der Basis von Verkehrsstärken - DTV und DTV(SV) - und Verkehrsganglinien Annahmen über die räumlichen und zeitlichen Verteilungen des Verkehrs zu erarbeiten, e) temperaturbedingte und verkehrslastbedingte Zuspannungsverteilungen in Abhängigkeit vom geometrischen Ort und von der Zeit zu berechnen sowie f) auf der Grundlage dieser Beanspruchungen durch Zwang und Last Abschätzungen der mutmaßlichen Nutzungsdauer anzunehmen, die erkennen lassen, welche Bitumenviskosität unter rein strukturellen Gesichtspunkten eine möglichst lange schadensfreie Nutzungsdauer gewährleistet erscheinen läßt. Behandelt wurden die Bauweisen gemäß Zeilen 1, 3.1 und 6 nach RStO 86/89 mit den Bauklassen I, III und V in den Frosteinwirkungszonen I und III. Als Ergebnis der Untersuchungen wurde die theoretische Nutzungsdauer unterschiedlicher Fahrbahnbefestigungen in Abhängigkeit vom Erweichungspunkt Ring und Kugel als Kriterium zur Beschreibung der Viskosität des Bitumens tabellarisch und graphisch dargestellt. Für jede Bauweise, jede Bauklasse und jede Frosteinwirkungszone gibt es unter rein strukturellen Gesichtspunkten eine Bitumenviskosität, die ein Maximum an theoretischer Nutzungsdauer - das ist der Kehrwert der durchschnittlichen jährlichen Schadensanteile - erwarten läßt. Abweichungen von der optimalen Bindemittelviskosität sind mit mehr oder weniger deutlichen Reduzierungen der zu erwartenden theoretischen Nutzungsdauer verbunden.

Veröffentlichung Arand, W.; Lorenzl, H.: Einfluß der Bitumenhärte auf das Ermüdungsverhalten von Asphaltbefestigungen unterschiedlicher Dicke in Abhängigkeit von der Tragfähigkeit der Unterlage, der Verkehrsbelastung und der Temperatur, Teil 2. Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik (BMV, Bonn) H. 696,1995, 40 S.