Das nichtlineare Kraft-Verformungsverhalten von Tragschichten ohne Bindemittel (ToB) erfordert eine Beruecksichtigung des oertlich unterschiedlichen Beanspruchungszustandes, um aus diesem eine lokal variable Steifigkeit zu ermitteln, die ihrerseits das Tragverhalten der gesamten Schicht bestimmt. Zur Beschreibung der Abhaengigkeit derlokalen Steifigkeit vom herrschenden Spannungszustand existiert eine Vielzahl von Moeglichkeiten. Die zur Zeit am vollstaendigsten erscheinende Loesung stammt aus dem Institut fuer Grundbau, Wasserwesen und Verkehrswesen der Universitaet Bochum. Aufgrund umfangreicher Versuche (zum Beispiel BMV FA 6.029) konnten Abhaengigkeiten vom Festigkeitsverhalten des Materials (Mohr-Coulombsche-Bruchgrade), der mittleren Spannung, der Schubspannung wie auch vom Schubspannungsniveauermittelt werden. Bei den durchgefuehrten Simulationsrechnungen ergaben sich aber auch Schubspannungsniveaus unter und oberhalb der versuchstechnisch bestimmten Grenzen. Fuer diese Bereiche mussten plausibel erscheinende Ergaenzungen vorgenommen werden. Zur Beurteilung der Wirkungen der lokalen Steifigkeiten auf das Verhalten der Befestigung bieten sich zwei Moeglichkeiten an, die Simulation mit Hilfe von Mehrschichten- und Finite-Elemente-Programmen. Die umfangreichen Untersuchungen zeigen, dass eine ueberraschend grosse Uebereinstimmung der Ergebnisse beider Rechenansaetze erreichbar ist. Danach kommenbeide Rechenmodelle infrage, den spannungsabhaengigen E-Modul in der ToB zu ermitteln. Aus den Ergebnissen resultiert der fuer die Bemessung bedeutsame Schluss, dass gegenueber den Ergebnissen der klassischen Bemessungsrechnung, die von konstantem E-Modul der ToB ausgeht, die Gewichtung der Lastklassen untereinander neu bewertet werden muss. Die spannungsabhaengigen ToB E-Moduli werden demnach eine erhebliche Rolle in der Bemessungsrechnung spielen, doch ist darauf hinzuweisen, dass die notwendige Erweiterung des Gueltigkeitsbereiches der E-Modul-Funktion experimentell zu bestaetigen sein wird. Es ist auch zu erwarten, dass durch die Einbeziehung von in der ToB vorhandenen Vorspannungen (durch den Verdichtungsvorgang und/oder die einwirkende Last hervorgerufen) das Schubspannungsniveau gesenkt wird. Ueber die Groesse und Herkunft dieser Vorspannungen sind aber zur Zeit keine definierten Aussagen vorhanden, so dass die Vorspannungen im Rechenmodell nicht beruecksichtigt werden konnten. Mit Abschluss dieses Forschungsauftrages stehen jedoch zwei Rechenmodelle zur Verfuegung, die unter Beruecksichtigung der Ergebnisse der oben angegebenen noch zu leistenden Forschungen letztlich einen bemessungsrelevanten E-Modul-Ansatz realisierbar erscheinen lassen
Abstract