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Dimensionierungsrelevante Prognose des Ermüdungsverhaltens von Asphalt mittels einaxialer Zug-Schwellversuche

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[Quelle: http://www.digibib.tu-bs.de]

Der Ermüdungswiderstand beeinflusst die Dauerhaftigkeit einer Asphaltbefestigung maßgebend. Der einaxiale Zug-Schwellversuch simuliert die kombinierte Beanspruchung aus kryogener Spannung infolge thermisch behinderten Schrumpfens sowie aus Biegebeanspruchung infolge Verkehrs. Diese schwellende Zugspannung bewirkt neben der Vergrößerung der viskoelastischen Dehnung auch progressiv zunehmende viskoplastische Verformung. In der Literatur wird dazu angemahnt, dass der herkömmlich zur Auswertung herangezogene Ermüdungseffekt, die Verringerung des Elastizitätsmoduls, durch den Aufbau großer Dehnungen verfälscht wird. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass die im einaxialen Zug-Schwellversuch gemessene viskoplastische Dehnung ebenso aus der Materialermüdung resultiert wie das herkömmliche Auswertungskriterium Steifigkeits-Abnahme. Unter Anwendung des Burgers-Modells kann der Verlauf der viskoplastischen Dehnung berechnet werden, indem die ermüdungsbedingte Materialschädigung, abgeleitet aus dem Verlauf der viskoelastischen Dehnung, berücksichtigt wird. Aus Zug-Schwellversuchen unter Variation der Temperatur, der Belastungsfrequenz und der Beanspruchung werden Ermüdungsfunktionen abgeleitet, mit denen die Ermüdungsresistenz prognostiziert werden kann. Es wird gezeigt, dass die Schädigung infolge Ermüdung unabhängig von der zwischen 3 Hz und 10 Hz variierten Prüffrequenz ist, wenn ihr Verlauf über die Zeit dargestellt wird. So weisen neben den Ermüdungsfunktionen sowohl die bei gleicher Temperatur und Beanspruchung gemessene viskoplastische Dehnung als auch die Steifigkeit von der Frequenz im untersuchten Bereich unabhängige Verläufe auf. Durch die Einführung der Belastungsfrequenz in die Ermüdungsfunktionen kann der für die Dimensionierung notwendige Prüfaufwand mit einer nur geringen Einbuße an Präzision erheblich reduziert werden.

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Bücher, Broschüren

Clemens Müller
Lebenszykluskosten von Straßen
Baubetriebswirtschaftslehre und Infrastrukturmanagement
Umsetzungsformen, Modulare Kalkulation, Optimierungspotentiale
2020, xvii, 221 S., 36 SW-Abb. 210 mm, Softcover
Springer, Berlin

 

 

Clemens Müller befasst sich mit den Lebenszykluskosten von Bundes-, Landes-, und Kreisstraßen. Im Ergebnis der Untersuchung identifiziert der Autor wesentliche Hindernisse bei der Umsetzung von lebenszyklusorientierten Vertragsformen und entwickelt ein Modell zur Kalkulation der Lebenszykluskosten. Weiterhin werden in dem Band Optimierungspotentiale durch eine lebenszyklusorientierte Realisierung im Vergleich zur konventionellen Realisierung dargestellt.

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Martin Hartmann
Modellunterstützte Beurteilung der Verkehrsqualität auf Netzabschnitten von Bundesautobahnen
Schriftenreihe des Instituts für Verkehrswesen (Karlsruhe), Band 73
Dissertationsschrift
2019, 208 S., graph. Darst. 210 mm, Softcover
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Die Frage der effizienten Bemessung von Verkehrsanlagen gewinnt dank häufiger Stausituationen und unzuverlässiger Fahrzeiten zunehmend an Bedeutung. Durch die Arbeit sind neue Möglichkeiten für die Analyse von übersättigten Verkehrsanlagen in Deutschland bereitgestellt worden. In der Arbeit wurde ein neues Berechnungsverfahren mit Cell Transmission Modell entwickelt, mit dessen Hilfe sich Bundesautobahnen mit Anlehnung an das Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS) bewerten lassen.

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Wolfgang Wirth
Gesamtkunstwerk Strasse
Archiv für die Geschichte des Straßen- und Verkehrswesens, Band G 107
Die Geschichte des Autobahnpioniers Hans Lorenz
2019, 260 S., 250 Abb. 29.7 cm, Softcover
Schiermeier

 

 

Das Buch ist Hans Wilhelm Lorenz (1900-1975) gewidmet, dem "Altmeister des deutschen Straßenentwurfs", wie er postum genannt wird. Er prägt vor und nach 1945 maßgebend die Gestaltung und die Sicherheit der Autobahnen und Landstraßen. Eines seiner Lieblingsthemen ist die Wechselwirkung zwischen Funktionalität und Formschönheit der Straße, ein anderes ihre behutsame Einbindung in die Landschaft. Es überrascht, dass der ästhetische Straßenbau kein Syndrom des Automobilzeitalters ist, seine Wurzeln sind uralt. Andererseits weisen viele Aussagen von Lorenz in die Zukunft, manche sind von geradezu atemberaubender Aktualität. Lassen wir ihn selbst zu Wort kommen: "Der Straßenbauer soll bei jeder Maßnahme, die er für einen bestimmten Zweck plant, daran denken, wie sie sich auch unter den anderen Gesichtspunkten auswirkt." Oder: "Ein Volk und seine Wirtschaft brauchen Land für Verkehrswege, für Siedlungen, für Industrie, zur Erholung und Ernährung. Wo, wann und wofür Land gebraucht wird, hängt von der gesamten Entwicklung ab. Das ist eine Gleichung mit vielen Unbekannten, es ist das Leben selbst und von diesem Leben ist die Straße ein Stückchen." Schließlich fragt Hans Lorenz ausgehend von der Fehleinschätzung, dass die schöne Umgebung nur für den Feierabend und die Urlaubszeit relevant sei: "Arbeiten wir nicht gerne in einem schön eingerichteten Büro und lieben den Blick durchs Fenster auf einen schönen Platz oder auf eine Grünfläche statt in einen grauen Hinterhof? Wohnen wir nicht gerne in einer schönen Stadt? Wollen wir nicht alle die Kultur auch im Alltag? Sogar im D-Zug-Wagen, sogar an und in unserem Auto?" Nach neueren wissenschaftlichen Studien bewirken ästhetische Sinneseindrücke beim Homo sapiens die Ausschüttung von Glückshormonen. Vielleicht besinnt man sich auf diesen über Jahrtausende kulturtragenden Zusammenhang - auch im Straßenbau; denn die Autobahnästhetik ist weitgehend auf der Strecke geblieben. Wenn man eingedenk einstigen Panoramagenusses in den umfeldbedingten "Lärmschutzkanälen" heutiger Autobahne

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Rudolf Floss
Handbuch ZTV E-StB
Kommentar und Kompendium Erdbau Felsbau Landschaftsschutz für Verkehrswege
5., überarb. Aufl.
2019, 700 S., 244 x 229 mm, Hardcover
Kirschbaum

 

 

Die 5. Auflage des Handbuchs ZTV E-StB wurde vollständig überarbeitete und an das neue Regelwerk ZTV E-StB 17 angepasst. Die Leitlinien in Teil 1 beinhalten Grundsätze und gesetzgeberische Vorgaben zum Auftrags- und Vergabewesen sowie zum Schutz von Natur, Boden und Wasser. Die Kommentare in Teil 2 schließen sich der Gliederung des neuen ZTV E-Regelwerkes an. Die Regelungen werden im Einzelnen erläutert, die technischen und wirtschaftlichen Auslegungsspielräume erkennbar gemacht und der Wissens- und Erfahrungsstand in Verbindung mit den relevanten nationalen und europäischen Regelwerken vermittelt. Wichtige aktuelle Themen sind z.B.: - Fortentwicklung von Bauweisen im Erd- und Felsbau sowie Verbundbauweisen mit Geokunststoffen und Leichtbaustoffen, - Einführung des europäischen Normenwerkes über geotechnische Untersuchungen, - Nutzung neuer Baustoffe und besondere Sicherheitsbauweisen, - Verwertung von Bodenmaterialien und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen, - Maßnahmen zur Bodenreinigung, Schadstoffminderung und -abdichtung. Die Sonderkapitel in Teil 3 beinhalten Grundsätze und Wissenserfahrungen zu speziellen Themen, die im Zusammenhang mit den ZTV E-StB-Regelungen, insbesondere auch für den Bau kommunaler Straßen und ländlicher Wege, von Bedeutung sind (z.B. Umweltschutz, Landschaftspflege, Wasserabfluss von Verkehrsflächen, Hochwasservorsorge sowie Ersatzbaustoffe im Verkehrswegebau). Die drei Teile bilden in ihrer inhaltlichen Bindung und Verknüpfung mit den Allgemeinen und Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien sowie dem fortgeschriebenen Wissensstand eine Einheit als Gesamtwerk des Erd- und Felsbaues.

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Plamena Nedeva Plachkova-Dzhurova
Über den Zusammenhang von Tragfähigkeitsmessergebnissen mit mechanischen Modellgrößen bei Asphaltstraßen
Veröffentlichungen des Institutes für Straßen- und Eisenbahnwesen der Universität Karlsruhe, Band 60
Dissertationsschrift
2017, 400 S., graph. Darst. 210 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Die Arbeit beschäftigt sich mit dem mechanischen Verformungsverhalten von Asphaltbefestigungen bei HWD-Messungen. Es werden mechanische Ansätze für die Berechnung des Krümmungsradius entwickelt, so dass untersucht werden kann, inwieweit der empirische Berechnungsansatz den Krümmungsradius im mechanischen Sinne beschreibt. Nach einer iterativen Rückrechnung der Materialparameters mit Hilfe von rheologischen Modellen wird der Krümmungsradius über ausgewählte mechanische Systeme berechnet.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
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Wolfgang Breit, Eva-Maria Ladner, Anja Tusch
Praxisnahe Bewertung des Verschleißverhaltens von befahrenen Oberflächenschutzsystemen - Praxistest vs. Normprüfung
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3146
2019, 41 S., 11 Abb. u. 17 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Bestimmung der Verschleißbeständigkeit von Oberflächenschutzsystemen (OS-System) erfolgt derzeit mit verschiedenen Prüfverfahren, die aus anderen Bereichen entliehen sind. Sowohl Probenaufbau als auch Beanspruchungen haben wenig Bezug zur eigentlichen Praxisanwendung. Mit dem Parking Abrasion Test (PAT) kann der Verschleiß deutlich realitätsnaher simuliert werden. Durch parallele Anwendung des BCA-Verfahrens (normativ) und des PAT-Verfahrens soll eine Korrelation hergestellt werden. Zusätzlich sollen weitere Einflüsse auf das Bewertungsergebnis, z. B. die Art des PKW-Reifens, erprobt werden.

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K. Fischer, Chr. Mayrhofer, A. Stolz
Verbundprojekt SKRIBT - Schutz kritischer Brücken und Tunnel im Zuge von Straßen. Abschlussbericht
Bauforschung Fraunhofer EMI, Band 1
2013, 50 S., Abb., Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen des Projekts SKRIBT wurden Brücken und Tunnel im Zuge von Straßen mit einem "all-hazard"-Ansatz bewertet. Aufgabe des Fraunhofer EMI war es, terroristische Bedrohungen zu bewerten. Nach einer Ereignisanalyse wurden maßgebende Szenarien definiert. Im nächsten Schritt wurde analysiert, wie sich diese Szenarien auf Brücken und Tunnel auswirken. Hierbei wurde das Verhalten von ausgewählten Komponenten experimentell, numerisch und mit Ingenieur-Verfahren bewertet. Diese Informationen wurden dann an Projektpartner weitergeleitet, die szenariobezogen das Gesamttragverhalten analysiert hatten. Nach der Schädigungsanalyse wurde ebenfalls ein Maßnahmenkatalog für Brücken und Tunnel erarbeitet, um das Schädigungsmaß bei bekanntem Szenario zu mindern.

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A. Dengiz, H. Kössl, K. Vassiliou
Auswirkung der Wiederverwendung von Ausbauasphalt auf das Langzeitverhalten von Asphaltbinder- und Asphaltdeckschichten. Abschlußbericht
Bauforschung, Band T 2355
1991, 118 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei der Herstellung von Asphaltbinder- und Asphaltdeckschichten werden bisher geringe Mengen an Ausbauasphalt wiederverwendet. Es wurde unter Praxisbedingungen und unter Verwendung von Prüfkörpern, die aus einer dazu eingebauten Versuchsstrecke entnommen worden waren, untersucht, ob und inwieweit bei der Zugabe von 25 Gew.-% Ausbauasphalt in Asphaltbinderschichten bzw. von 20 Gew.-% in Asphaltdeckschichten mittels Paralleltrommel in vorerwärmter und nicht vorerwärmter Form eine Homogenisierung der drei Mischgutkomponenten erreicht wird und wie sich die Zugabe von Ausbauasphalt auf das mechanische Verhalten der eingebauten Schichten auswirkt. Die Zugabe von Ausbauasphalt hatte sowohl bei den Binder- als auch bei den Deckschichten keine nachteiligen Auswirkungen auf die Homogenität und das mechanische Verhalten der untersuchten Schichten im Bereich tiefer, mittlerer und hoher Temperaturen. Durch makro- bzw. mikroskopische Untersuchungen wurde nachgewiesen, daß eine Auflösung der Ausbauasphaltstücke sowie eine homogene Durchmischung der neuen und wiederverwendeten Mischgutkomponenten auch bei der Kaltzugabe erzielt worden ist. (-y-)

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Zeitschriftenartikel

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Krieger, Jürgen
Risiko- und Resilienzmanagement im Kontext Asset Management
Straße + Autobahn, 2020

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Heller, Slawomir
Grundlagen des Asset Management - Teil 2
Straße + Autobahn, 2020

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Smolarek, Jan-Eric
Der Entschädigungsanspruch des Auftragnehmers bei Bauzeitverzögerungen
Straße + Autobahn, 2020

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Heller, Slawomir
Grundlagen des Asset Management - Teil 1
Straße + Autobahn, 2020

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Schmidt, Hans
Downcycling, Recycling, Upcycling? Alternative Verwendungsmöglichkeiten für Asphaltgranulat
Straße + Autobahn, 2020

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