Auswirkungen dynamischer Beanspruchungen in Beton von Fahrbahndecken auf potentielle Gefügeschädigungen

Laufzeit: 2008 - 2013

Fahrbahndecken aus Beton unterliegen während ihrer Lebensdauer nicht nur statischen Beanspruchungen. Aufgrund des in den letzten Jahren stark zunehmenden Güterverkehrs-aufkommens nehmen auch dynamische Verkehrsbeanspruchungen stetig zu. Durch die Überlagerung dieser Verkehrsbeanspruchungen mit den zeitlich veränderlichen thermischen und hygrischen Einwirkungen kommt es über das Jahr verteilt zu deutlich variierenden Maximalbelastungen. Diese zyklische Belastung hat zur Folge, dass der Straßenbeton aufgrund von Materialermüdung auch schon deutlich unterhalb seiner Kurzzeitfestigkeit versagen kann. Wird im Zuge der kombinierten Beanspruchung die Betonzugfestigkeit im Bereich lokaler Fehlstellen überschritten, kommt es zu einer Mikrorissbildung. Diese Gefüge-schädigung beeinträchtigt neben der Biegezug- und Druckfestigkeit insbesondere auch die Steifigkeit des Betons. Darüber hinaus wird die Dichtigkeit des Betongefüges reduziert, wodurch Feuchtigkeit und Taumittel stärker aufgenommen werden. In der Bemessung von Betonfahrbahndecken werden zyklische Belastungen meist nur hinsichtlich des Versagensfalles nach entsprechender Lastwechselzahl anhand der Wöhler-linie unter Anwendung von Schadensakkumulationshypothesen betrachtet. Die mit zunehmender Lastwechselzahl fortschreitende Festigkeits- und Steifigkeitsabnahme des Betons wird dabei bisher lediglich über einen globalen Beiwert berücksichtigt. Das Ziel der im Rahmen dieses Forschungsprojektes durchgeführten Untersuchungen war es daher, die Auswirkungen einer zyklischen Biegeschwellbelastung auf die mechanischen Eigenschaften von Straßenbetonen zu evaluieren. Dies soll dazu beitragen, das Langzeitverhalten von Betonfahrbahndecken in zukünftigen Lebensdauerbemessungen besser abbilden zu können.