Entwicklung verschleißarmer Fahrbahnübergänge

Fahrbahnuebergangskonstruktionen (FUEK) im Brueckenbau sind hohen dynamischen Einwirkungen durch die Ueberfahrt von Fahrzeugen ausgesetzt und daher sehr wartungs- und instandsetzungsintensiv. Schon seit vielen Jahrzehnten gibt es Bestrebungen, die Wartungsintensitaeten zu verringern. Mit dem Forschungsvorhaben "Entwicklung verschleissarmer Fahrbahnuebergaenge (EVAF)" sollen in vier Arbeitspaketen neue Loesungen fuer wartungsarme Fahrbahnuebergaenge und deren Einbau gefunden werden. (Siehe auch AN 01525448). Dargestellt werden die im Arbeitspaket 2 durchgefuehrten Arbeiten. Das Arbeitspaket beinhaltet die mobile Datenerfassung und die Analyse der dynamischen Einwirkungen auf Fahrbahnuebergaenge bei vorhandenen Fahrbahnunebenheiten. Die Datenerfassung erfolgt mit dem Strassenzustandsmesssystem RoadSTAR, das ueblicherweise zur Erfassung des Strassenzustands eingesetzt wird. Das Projekt greift auf die erfassten Daten der Systeme Laengsebenheit, Querebenheit, Oberflaechenschaeden und Trajektorie zurueck. Es wurden die Daten von insgesamt 239 FUEK auf unterschiedlichen Autobahnabschnitten in Oesterreich aufgenommen. Fuer die Analyse der dynamischen Einwirkungen auf FUEK wurde im FE-Programm Ansys als Einwirkung das Modell eines 40-t-Lkw als Starrkoerper verwendet. Zur Evaluierung der dynamischen Einwirkungen dienten die gemessenen Hoehenverlaeufe der Fahrbahnoberflaeche. Das Lkw-Modell wird im Einzelnen beschrieben. Weitere Abschnitte des Beitrags befassen sich mit Ergebnisdarstellung und Auswertung, Simulation mit idealisierten Hoehenverlaeufen, Verhalten des Lkw bei Spruengen im Hoehenverlauf, bei Steigungsaenderungen und bei versetzt eingebauten FUEK. Insgesamt wurden auf dieser Basis 80 Fahrbahnuebergaenge - ausgewaehlt aus den 239 gemessenen FUEK - berechnet. Die Ergebnisse von drei exemplarischen Faellen, die bei Fahrbahnuebergangskonstruktionen auftreten koennen, werden dargestellt: leicht vertieft eingebaute FUEK, Fahrbahnbelag zur FUEK herabgezogen und herausragender FUEK. Aus den Ergebnissen lassen sich folgende Schluesse ziehen: Ein erhoehter Einbau ist zu vermeiden. Ein leicht vertiefter Einbau vermindert zwar die Belastung auf der FUEK, fuehrt jedoch zu erhoehten Lasten in der angrenzenden Fahrbahn. Der Einbau einer mindestens 50 Zentimeter breiten Stuetzrippe in der Fahrbahn vor der FUEK wird angeraten, allerdings fuehrt das bei positiven Steigungsaenderungen zu erhoehten dynamischen Einwirkungen. Ein Herabziehen des Fahrbahnbelags zur FUEK ist nach Moeglichkeit zu vermeiden. ABSTRACT IN ENGLISH: Road expansion joints are dynamically high loaded structural elements due to their exposed position. Repair and maintenance actions on road expansion joints have become more and more important over the last years. Goal of the research project EVAF - Development of low-wear road expansion joints - is, based on analysis of the impact and resulting damages, the development of solutions for robust and low-maintenance road expansion joints. The project is carried out in collaboration between the industrial partner Mageba and the research partners AIT (Austrian Institute of Technology) and the University of Natural Resources and Life Sciences in Vienna. A first publication about the project (see AN 01525448) showed the results of damage evaluation and sensitivity analysis. This publication presents the results from the mobile collection of data and the numerical evaluation of the dynamic impact on road expansion joints. (A)