UNTERSUCHUNG STARK BEANSPRUCHTER BITUMINOESER AUTOBAHNBELAEGE

Die Forschungsarbeit 25/78 "Untersuchung stark beanspruchter bituminoeser Autobahnbelaege" basiert auf 8 Autobahnteilstrecken des schweizerischen Mittellandes, die in den Jahren 1966 bis 1975 dem Verkehr uebergeben wurden. Die ausgewaehlten Strecken haben sich unter starker Verkehrsbeanspruchung unterschiedlich verhalten und stellen eine repraesentative Auswahl damals in der Schweiz gebraeuchlicher Belaege auf Kiessand dar. 1978/79 wurden in den Autobahnteilstrecken in je 3 bis 4 Profilen Belagsausschnitte entnommen. Im Jahre 1990, rund 12 Jahre nach der Entnahme, waren noch zwei Belaege vollstaendig und fuenf teilweise in Betrieb und konnten somit auch auf Langzeitverhalten beurteilt werden. Die entnommenen Ausschnitte umfassten jeweils die gesamte Breite des Normalfahrstreifens, in einem Fall des Kriechstreifens, und wiesen die Masse von etwa 3.80 x 1.50 m auf. 1978 lagen die taeglichen aequivalenten Verkehrsdaten TF in den acht Strecken etwa zwischen 1600 und 3400 (TF: Schweizer Norm SN 640320 "Aequivalente Verkehrslast"). Bis 1990 erhoehten sich diese TF-Werte bei den heute noch in Betrieb stehenden Strecken auf etwa 2400 bis 5300. Zum Zeitpunkt der Ausschnittsentnahme betrug somit die gesamte aequivalente Verkehrslast W zwischen 2.9 bis 7.2 Millionen, und in den verbleibenden Belaegen ergab sich bis 1990 ein W zwischen 15 und 24 Millionen. Die gesamte aequivalente Verkehrslast W - und nicht die taegliche aequivalente Verkehrslast TF - ist jeweils fuer den Vergleich des Langzeitverhaltens von Belaegen als massgebend zu betrachten. Im Rahmen der Forschungsarbeit 25/78 wurden alle Belagsschichten saemtlicher Ausschnitte der acht Autobahnteilstrecken hinsichtlich des Ausmasses der bleibenden Deformationen, der Eigenschaften der eingebauten Belagsschichten, der Zusammensetzung der Belaege sowie der Eigenschaften des zurueckgewonnenen loeslichen Bindemittels untersucht. Aus Marshall- und Kriechpruefungen im Labor resultierten Anhaltspunkte ueber die mechanischen Belagseigenschaften. Der kleine Abrieb (2 mm) der Verschleissschichten bis zum Zeitpunkt der Entnahmen der Belagsausschnitte konnte vernachlaessigt werden. Bei keiner der untersuchten Autobahnteilstrecken bildeten der Untergrund, der Unterbau oder die Fundationsschichten die Ursache fuer die bleibenden Deformationen in den bituminoesen Belaegen. Um bleibende Deformationen aber auch Rissbildung in Belaegen zu verhindern, sind verschiedene Belagsparameter optimal aufeinander abzustimmen. Dabei ist darauf zu achten, dass Massnahmen zur Vermeidung von Spurrinnen haeufig die Gefahr der Rissbildung erhoehen. Deshalb kommt der ganzheitlichen Betrachtungsweise der Belagsschichten im Belagssystem und dem ausgewogenen Optimieren der Eigenschaften der einzelnen Belagsschichten groesste Bedeutung zu. In den untersuchten Belaegen wurden bleibende Deformationen im Zusammenhang mit Spurrinnenbildung festgestellt bei Mischgutsorten mit zu kleinem Groesstkorn, zu kleinem Hohlraumgehalt, zu grossen Anteilen an loeslichen Bindemitteln, zu grossem Hohlraumfuellgrad, zu weichen Bindemitteln und zu geringen Anteilen an gebrochenen Mineralstoffen in den Tragschichten, besonders in den oberen Tragschichten. Ergebnisse und wichtige Erkenntnisse standen bei der Bearbeitung einiger Schweizer Normen SN (insbesondere 640431a) zur Verfuegung. Die Eignung eines bituminoesen Mischgutes als Deck- oder Tragschichtmaterial fuer hoechste Beanspruchung laesst sich mit den bisher benutzten Untersuchungsmethoden nur partiell feststellen. Im Gegensatz zur Marshall-Pruefung ergibt die physikalisch besser fundierte Kriechpruefung an Bohrkernen deutlich staerker differenzierende Aussagen. Bezueglich nicht durch Abrieb entstandenen Spurrinnen liefert die Kriechpruefung zudem zu den normierten Pruefungen ergaenzende Aussagen, die dem Praxisverhalten eher entsprechen. Es ist festzustellen, dass schlechtes Deformationsverhalten der Belaege in der Praxis jeweils mit unguenstigem Kriechverhalten von Bohrkernen im Labor zusammenfaellt. Allerdings ist zu beachten, dass auch Kriechpruefungen zur Beurteilung des Praxisverhaltens von Belaegen allein nicht ausreichen. Daher sind in weiteren Forschungsarbeiten zusaetzliche Pruefmethoden und -verhalten zu entwickeln, welche physikalische Kennwerte und Aussagen ueber das Verhalten der Schichten und des Belagssystems liefern, und die realistische Beurteilung mechanischer Eigenschaften ermoeglichen. Dieser Bericht beendet die unter IDS-Nummer 704074 beschriebene Forschungsarbeit. (A)