Wolfgang Schickl, Andreas Wolf

• Ansätze zur Bewertung der Restsubstanz und insbesondere der Restnutzungsdauer von Asphaltschichten basieren in der Regel auf Ermüdungshypothesen. Allen Modellen liegt das mit unterschiedlichen Laborverfahren ermittelte Ermüdungsverhalten von Asphaltprobekörpern zugrunde. Im Rahmen dieses Projektes sollte der Effekt der Materialermüdung an Asphaltschichten nachgewiesen werden, die bereits über den Nutzungszeitraum der RStO 86/89 von 20 Jahren hinaus dem Klimageschehen und der Verkehrsbelastung ausgesetzt waren. Dazu wurde ein E-Modul-Vergleich zwischen Asphaltproben aus der äußeren Radspur - dem "belasteten Bereich" - und der Fahrstreifenmitte - dem "unbelasteten Bereich" - durchgeführt. Es wurden 17 Straßen (Bundesstraßen, Landstraßen) mit jeweils 500 m Länge aus dem ehemaligen Forschungsvorhaben der BASt "Langzeitbeobachtungen an ausgewählten Streckenabschnitten" in die Untersuchungen einbezogen. Insgesamt wurden 1320 Probekörper aus der Deck- und Tragschicht der entnommenen Bohrkerne hergestellt und an ihnen mittels Zweipunkt-Biegeversuch der absolute E-Modul bestimmt. Die Auswertung ergab, dass sich beim absoluten E-Modul nach 27 Jahren Verkehrsbelastung keine einheitliche Tendenz zwischen belastetem und unbelastetem Bereich abzeichnete. Genauso häufig wie an Probekörpern aus dem belasteten Bereich ein kleinerer E-Modul bestimmt wurde, galt dies auch umgekehrt, und zwar für die Deckschicht als auch für die Tragschicht gleichermaßen. Häufig war auch kein Steifigkeitsunterschied zwischen beiden Bereichen feststellbar. Diese Ergebnisse werden durch parallel durchgeführte Deflexionsmessungen mit dem Falling Weight Deflectometer (FWD) bestätigt. Eine Abschätzung oder gar Bestimmung der Restnutzungsdauer von verkehrsgerecht dimensionierten flexiblen Straßenbefestigungen erscheint derzeit nicht möglich. Die Ergebnisse deuten an, dass die Nutzungszeiträume für nach den RStO ausgelegten und ausgeführten Fahrbahnbefestigungen wesentlich länger anzusetzen sind. Die Ermüdung von Asphaltschichten kann dennoch nicht ausgeschlossen werden. Nach den durchgeführten Untersuchungen muss davon ausgegangen werden, dass die Ermüdung in Straßenbefestigungen andersartig und in wesentlich längeren Zeiträumen als bisher angenommen verläuft und geeignetere Übertragungsfunktionen für Ergebnisse aus Laboruntersuchungen auf das Gebrauchsverhalten entwickelt werden müssen. Als ausschlaggebendes Verhaltenskriterium für schwerer belastete Asphaltbefestigungen erweist sich die Spurrinnenbildung. Hieraus kann die Notwendigkeit einer Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Asphaltdecke gegenüber der Spurrinnenbildung abgeleitet werden. Die Notwendigkeit, die Schicht-Konstruktions-dicken von Fahrbahnbefestigungen zu erhöhen, konnte nicht nachgewiesen werden.
• Starting points for the assessment of the remaining substance and, in particular, of the remaining service life of asphalt layers are usually based on fatigue hypotheses. All the models are based on the fatigue behaviour of asphalt test specimens, as determined using various laboratory procedures. The effect of the material fatigue in asphalt layers which had already been exposed to the climatic action and traffic load beyond the service life of 20 years stipulated in RStO 86/89 was to be analysed within the framework of this project. The moduli of elasticity of asphalt samples from the external wheel track (the "loaded area") and from the centre of the lane (the "unloaded area") were compared for this purpose. 17 roads (federal highways and ordinary roads) with a length of 500 m in each case from BASt's previous research project, "Long-term observations on selected sections", were included in the investigations. A total of 1320 test specimens were produced from the surface course and base of the drilling cores taken and were used in order to determine the absolute modulus of elasticity (E-modulus) by means of a two-point bending test. The evaluation indicated that it was not possible to detect any uniform tendency with regard to the E-modulus between the loaded and unloaded areas after 27 years of traffic load. A lower E-modulus was determined just as frequently an test specimens from the loaded area as an test specimens from the unloaded area. This applied equally to the surface course and to the base. Furthermore, it was frequently not possible to establish any difference in the rigidity in both areas. These results are confirmed by deflection measurements taken in parallel using the falling-weight deflectometer (FWD). At the moment, it does not appear to be possible to estimate or even to determine the remaining service life of flexible road bases dimensioned according to traffic requirements. The results indicate that the service lives for pavement bases designed and executed according to the RStO must be specified to be considerably longer. Nevertheless, the fatigue of asphalt layers cannot be ruled out. According to the investigations conducted, it must be assumed that the fatigue in road bases proceeds differently and over considerably longer periods than has been supposed until now and that more suitable functions must be developed for the transfer of results from laboratory investigations to the utilisation behaviour. The decisive behaviour criterion for asphalt bases subject to higher loads proves to be the formation of track grooves. From this, it is possible to derive the necessity of increasing the resistance of the asphalt surface course to the formation of track grooves. lt was not possible to prove the necessity of increasing the layer/design thicknesses of pavement bases. The original version of the research report includes extensive appendices. These appendices are held at the BASt and can be consulted there.