Verkehrsinfrastruktur, VIF2013

LAST

Längsunebenheitsbedingte Straßenschädigung durch dynamische Radlastschwankungen

Das Projekt LAST untersucht die Auswirkungen von dynamischen Radlasterhöhungen auf-grund von Unebenheiten auf die Lebensdauer des Oberbaus. Die Schädigungswirkung ver-schiedener Unebenheitstypen wird untersucht und ein Katalog charakteristischer Unebenhei-ten zusammengestellt. Mit LKW-Modellen, die mit real gemessenen Achsgewichten parame-triert wurden, wird die Einwirkung auf den Oberbau ermittelt. Anhand zweier Oberbautypen (Asphalt, Beton) wird die Schädigung aufgrund der erhöhten dynamischen Lasten berechnet und die Restlebensdauer berechnet. Schließlich folgt eine Gegenüberstellung von Schädi-gung und dem Längsebenheitsparameter WLP (bewertetes Längsprofil) um Bereiche mit starker Schädigung frühzeitig zu erkennen und Sanierungsvorschläge zu Ausnützung der Restlebensdauer abzuleiten.

Das Projekt LAST untersucht die Auswirkungen von dynamischen Radlasterhöhungen aufgrund von Unebenheiten auf die Lebensdauer des Oberbaus. Für die Bewertung der Straßenschädigung existieren derzeit mehrere (generalistische) Modelle, die auf Grund des Ver-hältnisses von dynamischer zu statischer Radlast Schädigungsbeiwerte auf Lastseite berechnen. Derzeit fehlt jedoch eine Methode zur zuverlässigen Abschätzung des tatsächlichen Einflusses von dynamischen Radlastschwankungen auf die strukturelle Schädigung von Fahrbahnen. Die tatsächliche (Rest-)Lebensdauer von Fahrbahnen steht somit auch in Zu-sammenhang mit der Längsebenheit und den dadurch – bei sonst vergleichbarer Verkehrs-belastung – induzierten Radlastschwankungen und ist derzeit ebenfalls nur unzureichend abschätzbar. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines wissenschaftlich fundierten Bewertungsverfah-rens von Längsunebenheiten von Fahrbahnaufbauten, welches die strukturelle Schädigung des Oberbaus durch die Einwirkung dynamisch induzierter Radlasten berücksichtigt und da-mit eine realistische Abschätzung des Einflusses auf die (Rest-)Lebensdauer ermöglicht. Zu Beginn erfolgt die Charakterisierung der für die Straßenschädigung maßgebenden Une-benheitstypen. Es wird ein Katalog von charakteristischen Längsebenheitsabschnitten für die nachfolgende Simulation zusammengestellt. Anschließend werden Modelle der maßgebenden LKW-Konfigurationen parametriert. Dazu werden Verteilungen der tatsächlich am ASFINAG gemessenen Radlasten bzw. Verkehrs-stärken verwendet. Mit den parametrierten LKW-Modellen werden die Einwirkungen auf den Oberbau simuliert. Ergebnis ist eine Verteilung vonRadlasten für jeden Punkt eines Längs-ebenheitsabschnittes. Diese Verteilungen dienen als Eingangsparameter für die Simulation der Schädigung des Oberbaus. Für die Berechnung der Schädigung und Restlebensdauer werden ein typischer Asphalt-Oberbau und ein typischer Beton-Oberbau herangezogen. Aus der berechneten Schädigung und der Gegenüberstellung mit dem Bewerteten Längsprofil (WLP) des jeweiligen Abschnittes werden Eingriffsschwellen mit Vorschlägen zur rechtzei-tigen Sanierung schadensrelevanter Unebenheiten zur optimalen Nutzung der Lebensdauer des Oberbaus abgeleitet. Nach Abschluss des Projektes liegen folgende Ergebnisse vor: • Katalog von charakteristischen Unebenheitsphänomenen und ihres Potenzials zur Schädigung des Oberbaus aufgrund von Radlasterhöhungen. • Simulationsmodelle der maßgebenden LKW-Modelle bzw. Teilmodelle, mit denen die Überfahrt über charakteristische Unebenheiten simuliert wird und die daraus resultieren-den dynamischen Radlasten abgeleitet werden. • Strukturmodelle der für das ASFINAG-Netz typischen Asphalt-bzw. Beton-Oberbauten, mit dem die zeitlich fortschreitende Schädigung aufgrund der Variation der dynamischen Radlasten simuliert werden kann. • Ein Modell zur Abschätzung der strukturellen Lebensdauer der repräsentativen starren und flexiblen Aufbauten aufgrund vorhandener und zu erwartender Schädigung durch dynamische Radlast-Einwirkungen. • Eine Bewertung der charakteristischen Unebenheitstypen mittels WLP und dessen Zu-sammenhang zur Schädigung des Oberbaus. • Eine Zusammenstellung von Eingriffsschwellen (Warnwerten) mit Vorschlägen zur recht-zeitigen Sanierung schadensrelevanter Unebenheiten zur optimalen Nutzung der Le-bensdauer des Oberbaus.

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