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Potenzialuntersuchung zum Einsatz von Asphalteinlagen

Performance assessment of asphalt inlay systems

  • Eine dauerhaft leistungsfähige Verkehrsinfrastruktur ist zum Güter- und Personentransport unerlässlich. Eine wesentliche Zielsetzung moderner Technologien im Straßenbau ist daher eine möglichst lange Gebrauchstauglichkeit von Asphalt-Befestigungen. Zum Zweck der Überbauung von rissgeschädigten bzw. rissgefährdeten Straßenbefestigungen kommen seit mehr als 30 Jahren Asphalteinlage-Systeme zum Einsatz, die im Fokus dieses von der Bundesanstalt für Straßenwesen initiierten Forschungsprojektes standen. Ziel dieses Forschungsprojektes war es, die mögliche nutzungsdauerverlängernde Wirkung von Asphalteinlage-Systemen zu überprüfen, ihre Anwendungsgrenzen aufzuzeigen und eventuelle ökonomische und ökologische Vor- bzw. Nachteile zu quantifizieren. Neben einer Marktübersicht und Kategorisierung der heute zur Verfügung stehen-den Produkte wurde eine breite Befragung über praktische Erfahrungen mit Asphalteinlage-Systemen durchgeführt, sowie ein umfangreiches Laborprüfprogramm realisiert. Um die an Asphalteinlage-Systemen gestellten Forderungen bzgl. ihrer spannungsabbauenden, spannungsaufnehmenden und abdichtenden Wirkung zu überprüfen, wurden unterschiedlichste Prüfverfahren angewendet und daraus Scherversuche, Durchlässigkeitsversuche, 3-Punkt-Biegeprüfungen und Keilspaltversuche für den Nachweis als geeignet angesehen. Im Rahmen einer Sensitivitätsanalyse wurde der Einfluss zahlreicher repräsentativer Asphalteinlage-Produkte bei Variation weiterer Systemeigenschaften prüf-technisch untersucht und so deren Einfluss auf die Wirkungsweise bestimmt. Zur Überprüfung einer potenziell nutzungsdauerverlängernden Wirkung, wurden über ein FE-Modell wesentliche Kenngrößen ermittelt, so dass in 3-Punkt-Biegprüfungen abgeleitete Ermüdungskurven, sowie in Keilspaltversuchen bestimmte Rissenergien in neuen Nachweisen gegen Reflexionsrissbildung in die Rechnerische Dimensionierung integriert werden konnten. So konnte die Wirkung auf die theoretische Nutzungsdauer nachgewiesen werden. Eine abschließende Nachhaltigkeitsanalyse beinhaltete ökonomische und ökologische Aspekte. Dabei erwies sich z. B. die Recyclingfähigkeit als wesentlich, wobei unterschiedliche Szenarien betrachtet wurden. Es konnte gezeigt werden, dass Asphalteinlage-Systeme unter den zuvor definierten Bedingungen des jeweiligen Szenarios im Modell wirtschaftlich eingesetzt werden können, sofern eine Abstimmung auf die geplanten Erhaltungszyklen erfolgt. Anhand der Ergebnisse wurden Vorschläge für die Ergänzung des technischen Regelwerkes durch ein Merkblatt und Prüfvorschriften erarbeitet.
  • For goods and passenger transport an efficient transport infrastructure is essential. In consequence the serviceability of asphalt pavements should be maintained for as long as possible. Therefore reinforcements have been used for more than 30 years, mostly for covering cracked road pavements. The aim of this research project was to prove the life-extending effect using reinforcements, to show their application limits and to quantify the economic and ecological benefits. In addition to a market overview and categorization of the available products, a sur-vey was carried out on practical experience with reinforcements systems, which confirmed the effect of extending the life time of a pavement. Furthermore requirements are placed on reinforcement systems with regard to their stress-relieving, stress-absorbing and sealing effect. In order to prove these effects, various test methods were investigated and as a result shear tests, permeability tests, 3-point bending tests and wedge gap tests were considered suitable. Continuing with a sensitivity analysis, extensive test series with different reinforcement systems and several installation conditions were carried out and confirmed the suitability. In order to demonstrate the life time ex-tending effect, essential parameters were determined using an FE model which leads to fatigue curves, created by using 3-point bending tests. By integrating the fatigue curves in combination with the reinforcement systems into the computational dimensioning, the effect on the extended theoretical life time could be demonstrated. Finally a sustainability analysis included economic and ecological aspects. It turned out that the recyclability of reinforcements is essential, so different scenarios were considered. As a result it could be proven that reinforcement systems can be used economically, if they are coordinated with the planned maintenance cycles. On the basis of the results, technical regulations were supplemented by an explanatory note and test specifications.

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Metadaten
Author:Konrad Mollenhauer, Jens Wetekam, Michael P. Wistuba, Stephan Büchler, Ahmad Al-Qudsi, Augusto Cannone Falchetto, Frederik Kollmus, Stefan Trifunovic, Michael Schmalz, Thomas Ziegler
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-27624
ISSN:0943-9323
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe S: Straßenbau (183)
Publisher:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Place of publication:Bremen
Document Type:Report
Language:German
Date of Publication (online):2023/04/20
Date of first publication:2023/04/20
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Corporative Author:276
Release Date:2023/04/20
Tag:Asphalt; Nutzungsdauer; Verkehr
Asphalt; Period of use; Transporatation
Comment:
Bericht zum Forschungsprojekt 07.0290
Potenzialuntersuchung zum Einsatz von Asphalteinlagen

Fachbetreuung
Tobias Paffrath

Referat
Asphaltbauweisen
Institutes:Abteilung Straßenbautechnik
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt / Link zum Urhebergesetz

$Rev: 13581 $