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Analyse und Bewertung unterschiedlicher Berechnungs- und Prognosemodelle für die Ermüdung von Asphaltstraßen
89.013
IDN 706791
Forschungsstelle Technische Universität Braunschweig, Institut für Straßenwesen (Prof. Dr.-Ing. R. Leutner)
Bearbeiter Lüthje, U.
Leutner, R.
Lorenzl, H.
Auftraggeber Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Stand Abschluss: Mai 1998

Ausgehend von den rund 100 Veröffentlichungen zur 7. Internationalen Konferenz für Asphaltbefestigungen in Nottingham 1991 wurden 14 Modelle zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens von Fahrbahnbefestigungen aus Asphalt analysiert. Zusätzlich sind vier weitere nach 1991 entwickelte Modelle zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens in der Analyse untersucht worden. Die Modelle wurden in vier Gruppen - Zwei-Stufen-Verfahren, energetische Verfahren, Ein-Stufen-Verfahren zur response und Ein-Stufen-Verfahren zur performance - zugeordnet und bewertet. Die Zwei-Stufen-Verfahren stellen Ansätze dar, mit denen sowohl die Reaktion der Asphaltbefestigung auf äußere Belastungen (response) als auch das Gebrauchsverhalten (performance) bestimmt werden kann. Die Modelle bieten die bestgeeignete Möglichkeit, das Ermüdungsverhalten zu beschreiben. Gleichermaßen geeignet scheinen die energetischen Verfahren - Bestimmung der dissipierten Energie zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens - , wobei hier eine Übertragung der Laborergebnisse auf reale Verhältnisse durchgeführt werden muss. Mit den Ein-Stufen-response-Verfahren lässt sich das Reaktionsverhalten der Asphaltbefestigung auf eine aufgebrachte Belastung gut beschreiben. Bei diesen Modellen fehlt aber der Ansatz für die Bestimmung des Gebrauchsverhaltens. Die Ein-Stufen-performance-Verfahren simulieren aufgrund ihrer zeitgerafften Belastungsansätze das reale Verhalten von Asphaltbefestigungen nur ungenügend, da die in situ vorhandenen Erholungsphasen (Belastungspausen) nicht berücksichtigt werden. Wichtig für die Anwendung der Modelle ist die Kenntnis, dass eine Prognose der zeitlichen Änderungen der Materialeigenschaften und des Verkehrs langfristig mit hinreichender Genauigkeit erstellt werden kann, während das Temperaturgeschehen nur kurzfristig prognostizierbar ist. Aussagen zum Kriterium "Schichtenverbund" und dessen Einfluss auf das Ermüdungsverhalten werden ebensowenig als Parameter in den Modellen zugelassen wie die Berücksichtigung der Alterung des Bindemittels. Gerade dieser Aspekt sowie die Ermittlung geeigneter Übertragungsfunktionen der Ergebnisse der energetischen Modelle auf deutsche Verhältnisse und die Berücksichtigung des Schadensbildes "Spurrinnen" in Kombination mit Ermüdungsrißbildung bei der Ermittlung der Nutzungsdauer bilden die Grundlage für künftige Arbeiten.

Veröffentlichung