Erweiterte Zustandserfassung einer GVO-Teststrecke am österreichischen Autobahnnetz nach fünf Jahren Liegedauer

Abstract

Im österreichischen Straßennetz können Asphaltbefestigungen seit 2013 nach dem gebrauchs-verhaltensorientierten (GVO) Ansatz beschrieben und eingebaut werden. Im Vergleich zum Asphalt nach dem empirischen Ansatz, bei dem strenge Vorgaben an die Sieblinienzusammensetzung und die Bestandteile bestehen, beruht der GVO-Ansatz auf keinen strikten Vorgaben an die Zusammensetzung, sondern an das Gebrauchsverhalten des Mischguts, welches im Labor mit den GVO-Prüfungen ermittelt wird. Diese weisen einen geringeren Erfahrungswert als herkömmliche empirische Prüfverfahren auf, jedoch werden die Probekörper über das gesamte Temperaturspektrum beansprucht und die tatsächliche dynamische Belastung des Verkehrs wird simuliert.In dieser Diplomarbeit wird der Zustand einer Teststrecke auf der A1 Westautobahn zwischen Böheimkirchen und St. Pölten Süd fünf Jahre nach Errichtung untersucht, bei der das Mischgut nach dem GVO-Ansatz zusammengesetzt und eingebaut wurde. Es wurden dabei drei verschiedene Asphaltoberbauvarianten ausgeführt und direkt nach Fertigstellung wurde die Teststrecke einer Nullmessung unterzogen.Zur Zustandsbeurteilung hinsichtlich des Gebrauchsverhaltens wurden Bohrkerne aus der Untersuchungsstrecke gezogen und anschließend im Labor auf die Gebrauchseigenschaften geprüft. Die Prüfung des Tieftemperaturverhaltens bzw. der Beständigkeit gegen Kälterisse der Deckschicht erfolgte mit dem Abkühlversuch (TSRST). Aussagen über das Verformungsverhalten bei hohen Temperaturen, welches zu Spurrinnenbildung führt, liefern triaxiale Druck-Schwellversuche (TCCT). Das Ermüdungsverhalten, das zu Netzrissen an der Oberfläche führen kann, wurde an Probekörpern der Tragschicht mit Spaltzug-Schwellversuchen (IT-CY) geprüft. Der Vergleich die-ser Ergebnisse mit jenen von 2015 liefert Erkenntnisse über die Veränderung des Gebrauchsverhaltens der bituminösen Schichten nach fünf Jahren Liegedauer.Es erfolgte eine visuelle Zustandserfassung, bei der Schäden von zwei Fahrstreifen dokumentiert wurden. Eine Weiterentwicklung oder Neubildung der Schäden kann durch einen Vergleich mit den Ergebnissen der visuellen Zustandserfassung von 2018 erkannt werden.Des Weiteren erfolgt eine Auswertung der Verkehrsdaten aus Verkehrszählungen und Klimadaten von eingebrachten Sensoren der Teststrecke, besonders um Rückschlüsse der Beanspruchungen auf das Gebrauchsverhalten zu ziehen. Es wurde ein Zusammenhang zwischen dem Gebrauchsverhalten im Labor und den Daten aus Verkehrs- und Klimadaten untersucht.Dabei zeigte sich, dass eine Umsetzung der GVO-Anforderungen in die Baupraxis umsetzbar ist, da die Prüfungen der Untersuchungsstrecke nach fünf Jahren Liegedauer keine negativen Ergebnisse lieferten.

Since 2013, it is possible to use performance based mix and layer specifications on the Austrian road network. In comparison to the empirical approach, where strict specifications regarding mix design and constituent material are set, the performance based approach uses less specifications regarding mix design and constituent materials but uses specifications with direct relations to the field performance. This is tested by performance based methods in the laboratory. In the perfor-mance based tests the actual stress/strain situation, as it appears in the field under traffic and climate loading, is simulated.In this thesis, the condition survey of a test section on the A1 motorway between Böheimkirchen and St. Pölten Süd is investigated, where the performance based approach for mixes and layers was used. There are also three different pavement types and upon completion an initial measurement regarding performance based test methods was carried out.For the evaluation of the performance, cores were used to determine the performance characteristics. With the Thermal Stress Restrained Specimen Test (TSRST) the behaviour at low temperatures and the resistance against thermal cracks of the surface layer was tested. The deformation behaviour at high temperatures, which leads to rutting, was tested with the Triaxial Cyclic Compression Test (TCCT). The fatigue behaviour, which could lead to alligator cracking at failure, was tested on specimens of the binder/base layer with the Indirect Tensile Test for Cylindric Specimens (IT-CY). The comparison of these results with the ones taken in 2015 presents findings about the transformation of the performance of the bituminous layers after five years of service life.Damages were documented by a visual condition survey which was compared to the one in 2018, so that it was possible to detect further developments of damages of the pavement.Furthermore, traffic data from traffic counting and climate data from sensors in the test section were analysed to draw conclusions of the performance. A relation to the performance in the laboratory and the traffic and climate data was investigated.It has been found that an implementation of the performance based requirements into construc-tion practice is possible, since there were no negative results of the tests after five years of service life.