Verformungsverhalten von Betonpflasterkonstruktionen
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Projektdaten
| Titel | Title Verformungsverhalten von Betonpflasterkonstruktionen | Deformation behaviour of concrete paving constructions Auftraggeber | Client Institut für Stadtbauwesen und Straßenbau Zeitraum | Period 2005 – 2011 Leiter | Project Manager Prof. Dr.-Ing. habil. Frohmut Wellner Bearbeiter | Contributors Dipl.-Ing. Daniel Ascher, Dipl.-Ing. Jörg Patzak, Rene Schubert |
Bericht aus dem Jahrbuch 2011
Was macht der Laster mit dem Pflaster?
Betonpflaster im Ermüdungsversuch
Pflasterbefestigungen werden im heutigen Straßenbau sowohl für das untergeordnete, wenig beanspruchte Straßennetz als auch für stark beanspruchte Straßenverkehrsbefestigungen (bis Bauklasse III gem. RStO 01) realisiert. Grundlage einer dauerhaft tragfähigen und standfesten Pflasterbefestigung sind die Wahl und die Kombination geeigneter Baustoffe sowie die baufachlich richtige Umsetzung. Große Beanspruchungen, die in Pflasterbefestigungen eingetragen werden, können vertikale und horizontale irreversible Verformungen hervorrufen, deren Ausprägungen sehr unterschiedlich sein können. Die einzelnen Einflussfaktoren, welche das konstruktionsspezifische Verformungsverhalten bestimmen, sind äußerst komplex und umfassen beispielsweise Aspekte wie Art der Belastung, Steinform, Verband oder Bettungs- bzw. Fugenmaterial.
Die experimentelle Untersuchung des Verformungsverhaltens von Pflasterbe-festigungen erfolgt an einem großmaßstäblichen Versuchsstand der Professur für Straßenbau, welcher im Otto-Mohr-Laboratorium der TU Dresden aufgebaut wurde. Diese Versuchseinrichtung mit einer Grundfläche von 5,00 m × 2,50 m erlaubt es, Pflasterbefestigungen im Maßstab 1:1 zu errichten und zu untersuchen. Zyklische Belastungen (kombiniert vertikal und horizontal) simulieren die Überrollung eines LKW-Rades. Während eines Einzelversuches werden 1 Million Lastwechsel aufgebracht und die Verschiebungen der Pflasterdecke an ausgewählten Messpunkten mittels induktiver Wegaufnehmer aufgezeichnet. Zusätzlich zur punktuellen Verformungs-messung kann die experimentelle Analyse der Horizontalverformung durch photogrammetrische Messungen ergänzt werden, um die flächige Verformungsverteilung analysieren und auswerten zu können.
Mit den Ergebnissen der Versuche können die Einflüsse von Fugen- und Bettungs-material, von Fugenbreite oder Füllungsgrad und der Steinform bzw. des Verlegeverbandes untersucht werden. Die Erkenntnisse dienen der vergleichenden Bewertung verschiedener Pflasterkonstruktionen und damit einer der Beanspruchung gerecht werdenden dauerhaften und tragfähigen Bauweise.
Neben der experimentellen Analyse ist die Modellierung des mechanischen Verformungsverhaltens der Pflasterkonstruktion entscheidend, um die verschiedensten Beanspruchungszustände berechnen und mögliche Schädigungen prognostizieren zu können. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Statik und Dynamik der Tragwerke der TU Dresden wurden hierfür bereits Modellansätze erarbeitet und numerisch mit Hilfe der FEM umgesetzt.