Download Poster: Ermittlung des Verlusts an struktureller Substanz im Verlauf der Nutzungsdauer von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise

Kurzinformation Substanzverlust

Seit der ersten Veröffentlichung der RDO Asphalt im Jahr 2009, wurde die rechnerische Dimensionierung in zahlreichen Forschungsprojekten, ÖPP-Projekten und auf anderen Verkehrsflächen angewendet. Als Grundlage für die rechnerische Dimensionierung werden die Performance-Eigenschaften von Asphalt im Labor bestimmt. Bei den Prüfungen zur Bestimmung der Performance des Asphaltmischguts handelt es sich im Allgemeinen um zeitgeraffte Untersuchungsmethoden, die zukünftige Beanspruchungszustände, die in situ über mehrere Jahre oder Jahrzehnte ablaufen, simulieren sollen. Außerdem ist davon auszugehen, dass sich die Schichteigenschaften z. B. auf Grund von Alterungsprozessen und dem strukturellen Substanzverlust infolge der Einwirkung von Beanspruchungen aus der Umwelt und dem Verkehr über die Nutzungsdauer ändern und damit nicht als konstant angenommen werden können. Daher werden für die rechnerische Dimensionierung- und die Prognoseverfahren Anpassungs- und Sicherheitsfaktoren benötigt.  Im Rahmen des Forschungsvorhabens FE 04.0351/2023/ORB „Ermittlung des Verlusts an struktureller Substanz im Verlauf der Nutzungsdauer von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise“ soll eine Validierung der Aussagekraft der rechnerischen Dimensionierung von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise erfolgen.

Die Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung des Oberbaus von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise (RDO Asphalt 09/24) bilden die Grundlage für die analytische Vorgehensweise beim Neubau und bei der grundhaften Erneuerung von Straßen mit unbeschränktem öffentlichem Verkehr sowie für andere Verkehrsflächen mit einer hohen oder außergewöhnlichen Beanspruchung. Grundsätzlich sollten sie bei einer dimensionierungsrelevanten Beanspruchung B von mehr als 100 Mio. äquivalenten 10-t-Achsübergängen Anwendung finden. Ein zentrales Ziel der rechnerischen Dimensionierung ist es, insbesondere bei hoher Verkehrsbelastung und unter Nachhaltigkeitsaspekten, eine lange Nutzungsdauer zu gewährleisten. Gleichzeitig sollen die Erhaltungsaufwendungen während dieses Zeitraums auf ein Minimum reduziert und grundhafte Erneuerungen innerhalb der geplanten Nutzungsdauer vermieden werden. Wesentlicher Bestandteil des Verfahrens stellen die im Labor ermittelten Performance-Eigenschaften der Asphaltschichten sowie die verwendeten Anpassungs- und Sicherheitsfaktoren dar. Eine systematische Validierung der Ergebnisse mit dem realen Substanzverlust in situ ist jedoch bisher noch nicht erfolgt.

Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die dringend notwendige Validierung des Dimensionierungsverfahrens anhand der Entwicklung der strukturellen Substanz und ihres Verlustes über die Nutzungsdauer anhand von Strecken in situ durchzuführen. Die RDO Asphalt 09/24 geht von einem bestimmten konstanten linearen Fortschritt der Ermüdung über die Zeit aus. Die Untersuchungen werden zeigen, ob und wie die Geschwindigkeit dieses Fortschrittes angepasst werden muss und kann. Dementsprechend müssen zunächst Diskrepanzen der berechneten Nutzungsdauern festgestellt werden. Diese Evaluierung erfolgt durch Beprobung von bereits dimensionierten Streckenabschnitten nach entsprechender Nutzungsdauer. Des Weiteren soll mit Hilfe der Ansprache der Bitumeneigenschaften im DSR eine mögliche vereinfachte Methode zur Abschätzung der Materialeigenschaften für die Dimensionierung untersucht werden.

Zu Beginn des Forschungsvorhabens werden zehn geeignete Streckenabschnitte festgelegt, deren Materialeigenschaften zum Zeitpunkt des Einbaus bestimmt wurden und die sich auf Grund ihrer Lage und der Verkehrsbelastung über die Liegedauer unterschiedlich verändert haben. Auf diesen zehn Streckenabschnitten erfolgen Bohrkernentnahmen zur Ermittlung der dimensionierungsrelevanten Asphalteigenschaften. In einem nächsten Schritt werden sowohl die im Rahmen des Forschungsvorhabens ermittelten Materialeigenschaften als auch jene, die zum Zeitpunkt des Neubaus bzw. der grundhaften Erneuerung bestimmt wurden, herangezogen, um vergleichbare Dimensionierungsberechnungen gemäß den aktuellen RDO Asphalt 09/24 durchzuführen. Anschließend besteht die Aufgabe darin, auf wissenschaftlicher Basis und unter Berücksichtigung der neu bestimmten Materialeigenschaften den Einfluss veränderter Schichteigenschaften auf das Berechnungsergebnis zu analysieren und gegebenenfalls durch eine Anpassung der Faktoren in der rechnerischen Dimensionierung zu berücksichtigen.

Stand: 17.03.2025