Inhaltsverzeichnis
1	Einführung	10
  1.1	Hintergrund und Motivation	10
  1.2	Problemstellung und Ziel	12
  1.3	Zentrale These	14
  1.4	Untersuchungsmethodik	15
2	Theoretische Grundlagen	17
  2.1	Allgemeines	17
  2.2	Mehrschichtentheorie	20
  2.3	Finite Elemente Methode	24
  2.4	Stoffmodelle	27
    2.4.1	Asphalt	27
    2.4.2	Tragschichten bzw. Schichten ohne Bindemittel	29
    2.4.3	Hydraulisch gebundene Schichten	30
    2.4.4	Untergrund/Unterbau	30
  2.5	Schichtenverbund	30
  2.6	Elastizitätsmodul, Belastungsimpulsdauern und   Belastungsimpulsfrequenzen	34
  2.7	Grundlagen der Dimensionierung von Verkehrsflächenbefestigungen	40
    2.7.1	Standardisierte Dimensionierung	40
    2.7.2	Rechnerische Dimensionierung	40
    2.7.3	Nachweis der Asphalttragschicht	43
    2.7.4	Nachweis der Schichten ohne Bindemittel	44
    2.7.5	Nachweis der Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln	45
  2.8	Computerprogramm SAFEM	46
  2.9	Computerprogramm BISAR	48
3	Stand der Wissenschaft und Technik - Literaturanalyse	49
  3.1	Großversuche an instrumentierten Versuchsstraßen	49
  3.2	Messung von Deflektionen, Dehnungen im Asphalt und Druckspannungen in den ungebundenen Schichten in Straßenaufbauten von Großversuchsanlagen	 50
  3.3	Fahrzeuggeschwindigkeiten, Belastungsimpulslängen und Belastungsimpulsfrequenzen in Asphaltstraßenaufbauten	57
4	Versuchsaufbau, Sensorik und Versuchsdurchführung	76
  4.1	Aufbau der Modellstraße in Asphaltbauweise	76
  4.2	Planum (sogenanntes „fiktives“ Planum)	79
  4.3	Frostschutzschicht/Schicht aus frostunempfindlichem Material	79
  4.4	Tragschicht ohne Bindemittel: Kies- und Schottertragschichten	80
  4.5	Tragschicht mit hydraulischem Bindemittel: Hydraulisch Gebundene Tragschicht und Verfestigung	82
  4.6	Asphaltschichten	82
  4.7	Gegenüberstellung RStO 01 und RStO 12	84
  4.8	Schichtdicken und Schichtenverbund	85
    4.8.1	Schichtdickenbestimmung anhand von Bohrkernen	85
    4.8.2	Schichtdickenbestimmung mit dem Georadar	88
    4.8.3	Schichtenverbund an Bohrkernen	90
    4.8.4	Schichtenverbund an Ausbauquerschnitten des Feldes 4	91
  4.9	Einbau, Anordnung und Funktionsweise der Sensorik der Modellstraße	93
    4.9.1	Allgemeines	93
    4.9.2	Dehnungssensoren	93
    4.9.3	Drucksensoren	95
    4.9.4	Thermoelemente	96
    4.9.5	Anordnung und Einbau der Sensorik in den Straßenaufbau	97
    4.9.6	Datenerfassung und Aufbereitung	99
    4.9.7	Nachträgliche Entnahme von Bohrkernen mit Sensoren	101
    4.9.8	Sensorik oberhalb des Straßenaufbaus	101
  4.10	 Versuchsdurchführung der Lkw-Überfahrten	103
  4.11	 Fahrzeugkonfigurationen für die Belastungsversuche	103
  4.12 Beladen und Verwiegen der Fahrzeuge	105
  4.13	 Versuchsdurchführung der Überfahrten und Versuchsmatrix	112
  4.14 Zeitstrahl der Aktivitäten an der Modellstraße	115
5	Interaktion Reifen-Fahrbahn	116
  5.1	Lasteintrag und Spannungsverteilung in der Kontaktfläche	116
  5.2	Messung der Druckspannungsverteilung in der Kontaktfläche zwischen Reifen und Fahrbahn an verschiedenen Lkw-Reifen auf der Modellstraße	117
  5.3	Kontaktflächengeometrie und Druckspannungen als Eingangsgrößen für die analytischen Berechnungen	126
6	Bestimmung der Materialparameter für analytische Berechnungen	130
  6.1	Allgemeines, Grundlagen	130
  6.2	Schichten ohne Bindemittel	130
  6.3	Hydraulisch gebundene Schichten	135
  6.4	Asphaltschichten	137
    6.4.1	Bindemittelkennwerte	137
    6.4.2	Rechnerische Bestimmung der Steifigkeitsmoduli der Asphalte nach dem Verfahren von Francken und Verstraeten	139
    6.4.3	Versuchstechnische Bestimmung der Steifigkeitsmodul-Temperaturfunktionen	148
    6.4.4	Gegenüberstellung der berechneten und versuchstechnisch ermittelten Steifigkeitsmodul-Temperaturfunktionen	158
    6.4.5	Querdehnzahl	160
    6.4.6	Ermüdungsfunktion	161
7	FWD-Belastung: Messergebnisse und Berechnungen	162
  7.1	Allgemeines, Grundlagen	162
  7.2	FWD-Belastung der Straßenaufbauten der Modellstraße	167
  7.3	FWD-Belastung an den Positionen ausgewählter Sensoren der Modellstraße	173
  7.4	Grundlagen für die Berechnung der Deflektionen, Dehnungen und Spannungen in den Straßenaufbauten der Modellstraße infolge FWD-Belastung	176
  7.5	Berechnungen der Deflektionen, Dehnungen und Spannungen mit den Programmen SAFEM und BISAR	183
  7.6	Ausgewählte Ergebnisse der Berechnung mit SAFEM	202
8	Lkw-Belastung: Messergebnisse und Berechnungen	205
  8.1	Allgemeines, Grundlagen	205
    8.1.1	Temperaturen im Straßenaufbau	205
    8.1.2	Auswahl Messinstrumente	206
    8.1.3	Lastposition und Exzentrizität Last - Messinstrument	207 
  8.2	Darstellung ausgewählter Messergebnisse	210
  8.3	Analyse der Biegefigur des Asphaltpaketes	213
  8.4	Abhängigkeit mechanische Beanspruchung - Radlast	214
  8.5	Abhängigkeit mechanische Beanspruchung - Geschwindigkeit	223
  8.6	Abhängigkeit mechanische Beanspruchung - Asphaltschichtdicke	228
  8.7	Analyse der Belastungsimpulsdauern und Belastungsimpulsfrequenzen	232
    8.7.1	Allgemeines und Vorgehensweise	232
    8.7.2	Vereinfachte Vorgehensweise bei der Frequenzanalyse	234
  8.8	Analytische Vorgehensweise mittels FFT bei der Frequenzbestimmung	245
  8.9	Gegenüberstellung der Frequenzen aus manueller und analytischer Bestimmung	257
  8.10	 Ergebnisse der SAFEM-Berechnungen	260
  8.11	 Gegenüberstellung der gemessenen und berechneten Beanspruchungen	270
  8.12	 Abhängigkeit Frequenz - Geschwindigkeit	285
9	Weitere abschließende Überlegungen zur Beanspruchung von Asphaltstraßenaufbauten	292
  9.1	Differenzierung zwischen der mechanischen Beanspruchung aus Einzel- und Zwillingsbereifung	292
  9.2	Einfluss benachbarter Räder und Achsen auf die mechanische Beanspruchung	292
  9.3	Schädigungspotenziale pro Fahrzeugkombination auf Basis der Ermüdungsfunktionen der Asphalttragschicht	292
  9.4	Überlegungen zur Dauerfestigkeit von Asphalt	292
10	Zusammenfassung, Schlussfolgerungen und Ausblick	293
  10.1	 Zusammenfassung	293
  10.2	 Schlussfolgerungen	299
  10.3	 Ausblick und weiterer Forschungsbedarf	300
11	Literaturverzeichnis	303
12	Abbildungsverzeichnis	311
13	Tabellenverzeichnis	328
14	Abkürzungsverzeichnis und Formelzeichen	333
15	Anhang	335