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Einfluss von Homogenitätsschwankungen auf die Längsunebenheitsentwicklung bei flexiblen Straßenbefestigungen
7.154
IDN 706071
Forschungsstelle IGSV Ingenieurgemeinschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Wuppertal
Bearbeiter Straube, E.
Beckedahl, H.
Auftraggeber Bundesministerium für Verkehr, Bonn
Stand Abschluss: Juli 1994

Fahrbahnunebenheiten entstehen aus Inhomogenitäten der unterschiedlichen Schichten des Oberbaus incl. Untergrund/Unterbau. Diese Inhomogenitäten resultieren aus Ungleichmäßigkeiten der Baustoffe, der Bauausführung und aus dem örtlich unterschiedlichen Materialverhalten während der Betriebsphase. Homogenitätsschwankungen beeinflussen das Langzeitverhalten einer flexiblen Straßenbefestigung erheblich. Auf der Grundlage von E-Modul- Schwankungen wurde ein Modell (LAENGS) zur Berechnung von geometrischen Oberflächenprofilen entwickelt. Die hierzu verwendete Arbeitshypothese geht von normal verteilten E-Modul-Schwankungen der einzelnen Schichten aus, die durch eine Exponentialfunktion beschrieben werden. Leider reicht der Datenumfang vorhandener Untersuchungsstrecken für eine Überprüfung des Modells LAENGS nicht aus. Es wurde in das VESYS-Programm integriert und Berechnungen der Längsneigungsvarianz (LV) mit einem realitätsnahen Datenkollektiv durchgeführt. Darüber hinaus wurde der Einfluß unterschiedlicher E-Modul-Schwankungen einzelner Schichten auf die LV- Ergebnisse ermittelt. Hierbei wurden 14 unterschiedliche E-Modul-Schwankungen des Untergrundes berücksichtigt. Die Entwicklung der Längsneigungsvarianz über die Zeit zeigte am Beispiel der Versuchsstrecke Hilpoltstein befriedigende Ergebnisse. Das berechnete geometrische Oberflächenprofil ist lediglich eines unter unendlich vielen, die in der Realität möglich sind. Mit dem berechneten LV-Wert können auf rechnerischem Weg erzeugte geometrische Oberflächenprofile unterschiedlicher Bauweisen verglichen und bewertet werden. Der Wahl der Bauweise kommt unter den zugrunde gelegten Annahmen im Gegensatz zur Inhomogenität des Untergrundes/Unterbaues nur eine untergeordnete Funktion zu. Der Einfluss des Untergrundes/Unterbaues auf die Längsneigungsvarianz kann qualitativ vermindert werden, wenn eine relativ starre Schicht mit einer sehr ausgeprägten lastverteilenden Wirkung angeordnet wird. Die Inhomogenitäten des Untergrundes/Unterbaues wirken sich demnach während der Betriebsphase zeitlich verzögert auf die Längsunebenheitsentwicklung aus. Tragschichten ohne Bindemittel leisten rechnerisch nur einen sehr geringen Beitrag zur Längsneigungsvarianz und dies nahezu unabhängig von den in Ansatz gebrachten Homogenitätsschwankungen dieser Schicht. Nur in Einzelfällen hat die funktionale Beschreibung der Asphaltschichtinhomogenitäten einen signifikanten Einfluss auf die berechneten LV- Werte. Aus der Sicht der Bemessung lässt sich folgern, dass bemessungstechnische Veränderungen des Oberbaus die Längsneigungsvarianz kaum beeinflussen. Die Berechnung der Spektralen Dichte erfolgte für drei vom Modell LAENGS erzeugte Oberflächenprofile durch die BASt. Vergleicht man gerechnete und gemessene Oberflächenprofile, zeigen sich große Ähnlichkeiten. Unter Vernachlässigung der Wellenlängen größer 10 m erhält man für die künstlich erzeugten Oberflächenprofile Werte für das Unebenheitsmaß Ý (Û) zwischen ca. 0.68 und ca. 2.15 [cm( hoch 3) ] und für die Welligkeit w zwischen ca. 1.52 und ca. 2.28 und liegen damit etwa in den Größenordnungen, wie sie üblicherweise auf realen Straßen vorkommen.

Veröffentlichung