Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Temperaturkorrektur von mit dem Falling-Weight-Deflectometer gemessenen Deflexionen auf Asphaltbefestigungen
Tragfähigkeitsmessungen zur Bestimmung des Zustandes bestehender Straßenbefestigungen müssen zerstörungsfrei an der Oberfläche erfolgen. Ein weltweit angewendetes Verfahren für Tragfäigkeitsmessungen sind Deflexionsmessungen bei definierten Lastimpulsen mit dem Falling-Weight-Deflectometer (FWD). FWD Messungen können sowohl auf allen gebundenen wie auch ungebundenen Befestigungsarten durchgeführt werden. Die Asphaltkörpertemperatur hat bei FWD Messungen auf Asphaltbefestigungen einen wesentlichen Einfluss auf die Ausprägung der Deflexionsmulde. Ziel dieser Arbeit war es, einen Ansatz für die Berücksichtigung der Asphaltkörpertemperatur, also für die Temperaturkorrektur von mit dem FWD gemessenen Deflexionsmulden zu entwickeln, der für die klimatischen Verhältnisse und die anzutreffenden Asphaltschichtdicken in Deutschland geeignet ist. Die für die Anwendung des Korrekturansatzes benötigten Eingabedaten sollten dabei für die praktische Anwendung mit vertretbarem Aufwand zu ermitteln sein. Es wurden FWD Messungen im Bereich von fest installierten Temperaturmessstationen mit Temperatursensoren in verschiedenen Tiefen des Asphaltkörpers durchgeführt. Anhand der gemessenen Asphaltkörpertemeraturen und Deflexionsmulden wurde ein Ansatz zur Temperaturkorrektur von FWD Deflexionen hergeleitet. Dabei wurde festgestellt, dass die Trennung in zwei Temperaturbereiche bei 20 Grad C die Genauigkeit der Berechnungsgleichungen steigert. Die relativ geringen Deflexionen bei Temperaturen unter 20 Grad C wurden durch weitere Temperaturkorrekturfunktionen berücksichtigt. Zur Verifizierung der so hergeleiteten Temperaturkorrekturfunktion wurden FWD Messungen auf 20 Streckenabschnitten bei verschiedenen Asphaltkörpertemperaturen und Jahreszeiten durchgeführt. Diese Deflexionen wurden mit dem hergeleiteten Ansatz temperaturkorrigiert und ausgewertet. Die vorgestellten Temperaturkorrekturfunktionen erzielen dabei eine Genauigkeit, die für einen streckenunabhängigen Ansatz als ausreichend angenommen wird. Eine Steigerung der Genauigkeit wäre evtl. durch die Erweiterung der Eingabegrößen, wie beispielsweise Bitumenkennwerte, möglich, schränkt jedoch die Anwendbarkeit eines Temperaturkorrekturansatzes erheblich ein.
Temperaturkorrektur von mit dem Falling-Weight-Deflectometer gemessenen Deflexionen auf Asphaltbefestigungen
Tragfähigkeitsmessungen zur Bestimmung des Zustandes bestehender Straßenbefestigungen müssen zerstörungsfrei an der Oberfläche erfolgen. Ein weltweit angewendetes Verfahren für Tragfäigkeitsmessungen sind Deflexionsmessungen bei definierten Lastimpulsen mit dem Falling-Weight-Deflectometer (FWD). FWD Messungen können sowohl auf allen gebundenen wie auch ungebundenen Befestigungsarten durchgeführt werden. Die Asphaltkörpertemperatur hat bei FWD Messungen auf Asphaltbefestigungen einen wesentlichen Einfluss auf die Ausprägung der Deflexionsmulde. Ziel dieser Arbeit war es, einen Ansatz für die Berücksichtigung der Asphaltkörpertemperatur, also für die Temperaturkorrektur von mit dem FWD gemessenen Deflexionsmulden zu entwickeln, der für die klimatischen Verhältnisse und die anzutreffenden Asphaltschichtdicken in Deutschland geeignet ist. Die für die Anwendung des Korrekturansatzes benötigten Eingabedaten sollten dabei für die praktische Anwendung mit vertretbarem Aufwand zu ermitteln sein. Es wurden FWD Messungen im Bereich von fest installierten Temperaturmessstationen mit Temperatursensoren in verschiedenen Tiefen des Asphaltkörpers durchgeführt. Anhand der gemessenen Asphaltkörpertemeraturen und Deflexionsmulden wurde ein Ansatz zur Temperaturkorrektur von FWD Deflexionen hergeleitet. Dabei wurde festgestellt, dass die Trennung in zwei Temperaturbereiche bei 20 Grad C die Genauigkeit der Berechnungsgleichungen steigert. Die relativ geringen Deflexionen bei Temperaturen unter 20 Grad C wurden durch weitere Temperaturkorrekturfunktionen berücksichtigt. Zur Verifizierung der so hergeleiteten Temperaturkorrekturfunktion wurden FWD Messungen auf 20 Streckenabschnitten bei verschiedenen Asphaltkörpertemperaturen und Jahreszeiten durchgeführt. Diese Deflexionen wurden mit dem hergeleiteten Ansatz temperaturkorrigiert und ausgewertet. Die vorgestellten Temperaturkorrekturfunktionen erzielen dabei eine Genauigkeit, die für einen streckenunabhängigen Ansatz als ausreichend angenommen wird. Eine Steigerung der Genauigkeit wäre evtl. durch die Erweiterung der Eingabegrößen, wie beispielsweise Bitumenkennwerte, möglich, schränkt jedoch die Anwendbarkeit eines Temperaturkorrekturansatzes erheblich ein.
Temperaturkorrektur von mit dem Falling-Weight-Deflectometer gemessenen Deflexionen auf Asphaltbefestigungen
Jansen, Dirk (Autor:in)
2009
201 Seiten, Bilder, Tabellen, 61 Quellen
S. Anh.)
Hochschulschrift
Deutsch