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EINFLUSS DER BITUMENHAERTE AUF DAS ERMUEDUNGSVERHALTEN VON ASPHALTBEFESTIGUNGEN UNTERSCHIEDLICHER DICKE IN ABHAENGIGKEIT VON DER TRAGFAEHIGKEIT DERUNTERLAGE, DER VERKEHRSBELASTUNG UND DER TEMPERATUR

项目名称：	EINFLUSS DER BITUMENHAERTE AUF DAS ERMUEDUNGSVERHALTEN VON ASPHALTBEFESTIGUNGEN UNTERSCHIEDLICHER DICKE IN ABHAENGIGKEIT VON DER TRAGFAEHIGKEIT DERUNTERLAGE, DER VERKEHRSBELASTUNG UND DER TEMPERATUR
摘要：	Das vermehrte Auftreten von Rissen in Asphaltstrassen kann unter anderem mit vorzeitiger Ermuedung erklaert werden. Im Bereich abnehmender Temperaturen kommt es zu einer Ueberlagerung von mechanogenen und kryogenen Spannungen aus behindertem thermischem Schrumpf. Letztere wurden bei Ermuedungsbetrachtungen bislang nicht beruecksichtigt, was zu einer Fehleinschaetzungder Anzahl der ertragbaren Lastwechsel von Asphalten im Bereich tieferer Temperaturen fuehrte. Ziel des durchgefuehrten Forschungsvorhabens des Bundesministers fuer Verkehr war es, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet Gesamtspannungszustaende auf der Grundlage ausgewerteter verkehrlicher und klimatischer Einflussgroessen auf theoretischem Weg moeglichst realitaetsgetreu nachbilden zu koennen und damit die Haerte des Bindemittels unter Beruecksichtigung der Struktur des Strassenoberbaus sowie der Unterlage im Hinblick auf ein guenstiges Gebrauchsverhalten zu optimieren. Auf der Grundlage der Erkenntnisse einer umfangreichen Literatursichtung wurden zu diesem Problem mehrere Einzelaufgaben geloest: a) Ermittlung von Jahresganglinien fuer meteorologische Messgroessen, b) Berechnung von Temperaturganglinien an der Oberflaeche von und in Asphaltbefestigungen aus diesen Groessen, c) Ermittlung thermisch bedingter Zugspannungen im Asphaltpaket in Abhaengigkeit von der Temperatur, dem zeitlichen Temperaturgradienten und der Viskositaet der eingesetzten Bindemittel, d) Bestimmung der Steifigkeitsmoduln einzelner Schichten der Fahrbahnbefestigung in Abhaengigkeit von der Fahrbahntemperatur, e) Ermittlung repraesentativer Jahresganglinien des Verkehrs auf der Grundlage von Auswertungen der Messungen von Langzeitzaehlstellen, f) wiederholte Berechnungen verkehrslastbedingter Spannungenunter Beruecksichtigung der temperatur- und damit auch zeitabhaengigen Steifigkeit der Asphaltschichten mit Hilfe des Programms BISAR, g) Wahl geeigneter Festigkeitshypothesen fuer die Bereiche Lastachse, Rand der Lasteinleitungsflaeche und ausserhalb der Lasteinleitungsflaeche sowie eines Ermuedungsgesetzes. Die Loesungen der genannten Teilprobleme wurden ebenso wiedas BISAR-Programm zu EDV-Unterprogrammen oder -Datensaetzen verarbeitet und zu einem einzigen Programmpaket zusammengefuegt. Mit diesem Programmpaket ist es moeglich, das Ermuedungsverhalten von Asphaltbefestigungen unterschiedlicher Dicke mit unterschiedlich harten Bindemitteln unter der Einwirkung repraesentativer Verkehrslasten mit unterschiedlichen Ganglinien sowie zusaetzlicher thermisch induzierter Spannungen in drei verschiedenen Klimazonen zu simulieren. Da die Berechnungen der verkehrslastbedingten Spannungen mit dem BISAR-Programm unerwartet lange Rechenzeiten benoetigten, wurde die Bitumenhaerte eines Modellasphalts zunaechst nur fuer die Asphaltbefestigung gemaess Bauklasse I der RStO 86, Zeile 1 variiert und die Simulationsdauer auf zehn Jahre beschraenkt. Die Rechnungen wurden fuer drei Klimazonen und Bindemittel mit Erweichungspunkten T Index RuK von 40, 50, 60 und 70 Grad Celsius durchgefuehrt. Als Ergebnis kann festgestellt werden, dass das Ermuedungsverhalten der untersuchten Asphaltbefestigung wesentlich von der Viskositaet der eingesetzten Bindemittel, von den oertlichen Klimaverhaeltnissen sowie vom Zufallseinfluss im Wetter abhaengt. Der ermuedungsbedingte Steifigkeitsverlust der Asphaltdeckschicht ist in der Regelum Zehnerpotenzen groesser als derjenige, der fuer die Asphaltbinder- unddie Asphalttragschicht ermittelt wurde. Bei Einsatz von weicheren Asphaltvarianten - T Index Ruk = 40 und 50 Grad Celsius - erfaehrt die Deckschicht insbesondere in Zonen mit mittlerem Klima und heissen Sommern die groessten Schaedigungen im Verlauf der 17. bis 36. Jahreswoche. Asphaltvariantenmit haerteren Bindemitteln - T Index Ruk = 60 und 70 Grad Celsius - werden dahingegen in kalten Klimazonen in erster Linie im Verlauf der 49. bis 4. Jahreswoche geschaedigt. Unter Beruecksichtigung von zusaetzlichen thermisch induzierten Spannungen steigt dabei die Gefahr des Auftretens von vorzeitigen Ermuedungsschaeden bei Verwendung steiferer Asphaltvarianten und zunehmender Bitumenhaerte ueberproportional an.
资金：	0.00
资助组织：	BUNDESMINISTER FUER VERKEHR (FEDERAL MINISTER OF TRANSPORT)
项目负责人：	ARAND, A；POHLMANN, P；Doerschlag, S；ARAND, W
执行机构：	TECHNISCHE UNIVERSITAET BRAUNSCHWEIG, LEHRSTUHL FUER STRASSENWESEN UND ERDBAU (TECHNICAL UNIVERSITY OF BRAUNSCHWEIG, CHAIR OF ROADS AND EARTHWORKS)
开始时间：	19850000
实际结束时间：	19860900
主题领域：	Operations and Traffic Management；I31: Bituminous Binders and Materials