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Vergleichende Bewertung der Restsubstanz von Asphaltbefestigungen nach langjähriger Verkehrsnutzung
Im Rahmen des Forschungsprojektes FE 04.199/2004/ARB wurden seitens des Auftragnehmers (Universität Stuttgart) in Zusammenarbeit mit der TU Dresden umfangreiche Untersuchungen zur Bewertung der Restsubstanz von Asphaltbefestigungen nach langjähriger Verkehrsnutzung durchgeführt. Das Ziel des Forschungsprojektes bestand in der Entwicklung einer neuen Zustandsgröße zur strukturellen Bewertung von Asphaltbefestigungen auf Basis der Restnutzungsdauer. Dafür wurden zunächst 10 geeignete Versuchstrecken ausgewählt, die der Entnahme von Probekörpern dienten. An diesen Probekörpern wurden Laborversuche durchgeführt. Dabei wurden der komplexe E-Modul für alle Asphaltgemische sowie zusätzlich die Ermüdungsfunktionen und die kryogenen Spannungen für die Asphalttragschichtmaterialien ermittelt. Auf Basis dieser Ergebnisse konnte mit dem Dimensionierungsprogramm PaDesTo (Pavement Design Tool) eine rechnerische Abschätzung der ertragbaren Lastwechselzahl der Befestigungen vorgenommen werden, um deren Nutzungsausfallzeitpunkte zu bestimmen. Parallel dazu wurde das Verfahren der vergleichenden Ermüdungskurven zur Abschätzung der Restnutzungsdauer der Befestigungen herangezogen. Die Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, eine Abschätzung der Nutzungsausfallzeitpunkte für Asphaltbefestigungen mit dem Dimensionierungsprogramm PaDesTo unter Berücksichtigung aller zuvor bestimmter Materialparameter vorzunehmen. Zu bemerken ist allerdings, dass der berechnete Nutzungsausfallzeitpunkt den Nutzungsausfall aus Sicht der Ermüdungsrissbildung anzeigt. Er beschreibt nicht das eigentliche Nutzungsende der Straßenbefestigung. Weiterhin konnte anhand der Versuchsergebnisse festgestellt werden, dass ein Abfall des E-Moduls (> 20 %) der eingebauten Asphaltschichten infolge der Beanspruchung aus Verkehr mit einer deutlichen Abnahme der Ermüdungsfestigkeit in direktem Zusammenhang steht. Eine Abschätzung des Nutzungsausfallzeitpunktes ausschließlich anhand des Vergleichs von Ermüdungskurven ist in der Regel nicht möglich. Die dafür getroffene Annahme einer weiter fortgeschrittenen Ermüdung in den Rollspuren im Gegensatz zu dem Bereich zwischen den Rollspuren konnte nur bei zwei Versuchsstrecken beobachtet werden. Abschließend wurden im Rahmen des Forschungsprojektes zwei Verfahren zur Bewertung von Asphaltbefestigungen auf Basis der ermittelten Restnutzungsdauer entwickelt. Darauf aufbauend wurde ein Verfahren zur monetären Bewertung von Asphaltbefestigungen erarbeitet.
Within the research project FE 04.199/2004/ARB wide-scoped test were carried out to evaluate the remaining substance of flexible pavements after long-term traffic usage. The project was carried out by University of Stuttgart as contractor in cooperation with Dresden University of Technology. Objective of the research project was the development of a structural condition value to evaluate flexible pavements on the basis of remaining life. The project was based on laboratory tests conducted on specimen which were taken out of 10 autobahn test sections all over Germany. Material parameters, complex modulus of elasticity, fatigue function and the cryogen stresses were determined. By means of the design tool PaDesTo (Pavement Design Tool) the remaining axle loads until failure and therefore remaining life could be estimated. In parallel, remaining life was estimated with the method of "comparative fatigue curves". The results showed that remaining life can be estimated with a design tool under consideration of all the underlying material parameters as mentioned above. It is pointed out, however, that the determined time of failure is the meant in terms of fatigue cracking. It is not the actual end of service life. Further it could be noted that the decrease of the modulus of elasticity (>20%) of the layers due to traffic can be directly linked to the decrease of the fatigue resistance. The estimation of remaining life with the method of "comparative fatigue curves" failed. The underlying assumption of higher fatigue in the wheel paths in comparison to the area in between could not be stated for all test sections. In addition to the estimation of remaining life, a structural and monetary evaluation method was developed.
Vergleichende Bewertung der Restsubstanz von Asphaltbefestigungen nach langjähriger Verkehrsnutzung
Im Rahmen des Forschungsprojektes FE 04.199/2004/ARB wurden seitens des Auftragnehmers (Universität Stuttgart) in Zusammenarbeit mit der TU Dresden umfangreiche Untersuchungen zur Bewertung der Restsubstanz von Asphaltbefestigungen nach langjähriger Verkehrsnutzung durchgeführt. Das Ziel des Forschungsprojektes bestand in der Entwicklung einer neuen Zustandsgröße zur strukturellen Bewertung von Asphaltbefestigungen auf Basis der Restnutzungsdauer. Dafür wurden zunächst 10 geeignete Versuchstrecken ausgewählt, die der Entnahme von Probekörpern dienten. An diesen Probekörpern wurden Laborversuche durchgeführt. Dabei wurden der komplexe E-Modul für alle Asphaltgemische sowie zusätzlich die Ermüdungsfunktionen und die kryogenen Spannungen für die Asphalttragschichtmaterialien ermittelt. Auf Basis dieser Ergebnisse konnte mit dem Dimensionierungsprogramm PaDesTo (Pavement Design Tool) eine rechnerische Abschätzung der ertragbaren Lastwechselzahl der Befestigungen vorgenommen werden, um deren Nutzungsausfallzeitpunkte zu bestimmen. Parallel dazu wurde das Verfahren der vergleichenden Ermüdungskurven zur Abschätzung der Restnutzungsdauer der Befestigungen herangezogen. Die Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, eine Abschätzung der Nutzungsausfallzeitpunkte für Asphaltbefestigungen mit dem Dimensionierungsprogramm PaDesTo unter Berücksichtigung aller zuvor bestimmter Materialparameter vorzunehmen. Zu bemerken ist allerdings, dass der berechnete Nutzungsausfallzeitpunkt den Nutzungsausfall aus Sicht der Ermüdungsrissbildung anzeigt. Er beschreibt nicht das eigentliche Nutzungsende der Straßenbefestigung. Weiterhin konnte anhand der Versuchsergebnisse festgestellt werden, dass ein Abfall des E-Moduls (> 20 %) der eingebauten Asphaltschichten infolge der Beanspruchung aus Verkehr mit einer deutlichen Abnahme der Ermüdungsfestigkeit in direktem Zusammenhang steht. Eine Abschätzung des Nutzungsausfallzeitpunktes ausschließlich anhand des Vergleichs von Ermüdungskurven ist in der Regel nicht möglich. Die dafür getroffene Annahme einer weiter fortgeschrittenen Ermüdung in den Rollspuren im Gegensatz zu dem Bereich zwischen den Rollspuren konnte nur bei zwei Versuchsstrecken beobachtet werden. Abschließend wurden im Rahmen des Forschungsprojektes zwei Verfahren zur Bewertung von Asphaltbefestigungen auf Basis der ermittelten Restnutzungsdauer entwickelt. Darauf aufbauend wurde ein Verfahren zur monetären Bewertung von Asphaltbefestigungen erarbeitet.
Within the research project FE 04.199/2004/ARB wide-scoped test were carried out to evaluate the remaining substance of flexible pavements after long-term traffic usage. The project was carried out by University of Stuttgart as contractor in cooperation with Dresden University of Technology. Objective of the research project was the development of a structural condition value to evaluate flexible pavements on the basis of remaining life. The project was based on laboratory tests conducted on specimen which were taken out of 10 autobahn test sections all over Germany. Material parameters, complex modulus of elasticity, fatigue function and the cryogen stresses were determined. By means of the design tool PaDesTo (Pavement Design Tool) the remaining axle loads until failure and therefore remaining life could be estimated. In parallel, remaining life was estimated with the method of "comparative fatigue curves". The results showed that remaining life can be estimated with a design tool under consideration of all the underlying material parameters as mentioned above. It is pointed out, however, that the determined time of failure is the meant in terms of fatigue cracking. It is not the actual end of service life. Further it could be noted that the decrease of the modulus of elasticity (>20%) of the layers due to traffic can be directly linked to the decrease of the fatigue resistance. The estimation of remaining life with the method of "comparative fatigue curves" failed. The underlying assumption of higher fatigue in the wheel paths in comparison to the area in between could not be stated for all test sections. In addition to the estimation of remaining life, a structural and monetary evaluation method was developed.
Vergleichende Bewertung der Restsubstanz von Asphaltbefestigungen nach langjähriger Verkehrsnutzung
Assessment of flexible pavements after longterm traffic loading
Ressel, Wolfram (Autor:in) / Benner, Anne (Autor:in) / Wellner, Frohmut (Autor:in) / Werkmeister, Sabine (Autor:in) / Lipke, Sebastian (Autor:in)
2008
91 Seiten, Bilder, Tabellen, 32 Quellen
Report
Deutsch
Prüfung und Bewertung des Verbundzustandes von Asphaltbefestigungen
UB Braunschweig | 2012
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