Ermittlung von dimensionierungsrelevanten Achslastkollektiven · 2* 629 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 3.937 14.811 3,76 2.366 0,38 11,9 i 15,8 i + 32 % 7* 695 1,00 1,00 1,00 0,03

Dipl.-Ing. Wolf UhligUhlig & Wehling • Beratende IngenieureMittweida • Halle (Saale)

2. DRESDNER ASPHALTTAGETechnische Universität DresdenInstitut für Stadtbauwesen und Straßenbau 1

ErmittlungErmittlung von von

dimensionierungsrelevantendimensionierungsrelevanten

AchslastkollektivenAchslastkollektiven



dimensionierungsrelevantes Achslastkollektiv

RDO Asphalt 09 : „ ... welches die Zuordnung von Achs lasten zur Häufigkeit des Auftretens vornimmt ... “

0%

5%

10%

15%

20%

25%

01: 0

-1

02: 1

-2

03: 2

-3

04: 3

-4

05: 4

-5

06: 5

-6

07: 6

-7

08: 7

-8

09: 8

-9

10:

9-1

0

11: 1

0-11

12: 1

1-12

13: 1

2-13

14: 1

3-14

15: 1

4-15

16: 1

5-16

17: 1

6-17

18: 1

7-18

19: 1

8-19

20: 1

9-20

21: 2

0-21

22: 2

1-22

Achslastklasse [t]

rel.

Hä

ufig

keit

[%]

hier :

Das dimensionierungsrelevante Achslastkollektiv umf asst die Gesamtheit der Häufigkeiten klassifizierter Achslasten des Sch werverkehrs.

→ nachgeordnetes Netz der B- , L/S- , K- Straßen



Dimensionierung

Verkehrsbelastung

klimatische Bedingungen

Materialeigenschaften

hydrologische Bedingungen

geologische Bedingungen

geometrische Bedingungen

RStO 01

StandardisierteDimensionierung

RechnerischeDimensionierung

RDO Asphalt 09 RDO Beton 09



RStO 01

Frostsicherheit

Gesamtdicke

Tragfähigkeit

Gesamtdicke / Schichtenaufbau

„bemessungs“relevanteBeanspruchung B

= Anzahl äquivalenter10t-Achsübergänge

Bauklasse

Beanspruchung aus Verkehr

Tafel 1 bis 6 ...

standardisierterOberbau



bemessungsrelevante Beanspruchung B

Ermittlung der bemessungsrelevanten Beanspruchung B nach RStO 01

• Anzahl der Fahrzeuge

Methode 1 Methode 2

• Achslastdaten → Achlastkollektiv• Anzahl der Fahrzeuge

Anzahl der Fahrzeuge Achszahlfaktor

Anzahl Achsübergänge

• Nutzungsdauer• geometrische Faktoren• Verkehrszunahme

Lastkollektivquotient

365321)( ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= ZBm

SV ffffqDTANB

ASVSV fDTVDTA ⋅= )()(

Methode 1.2 :

AnzahlAchsübergänge

Achs-lasten

Anzahl äquivalenterAchsübergänge

Bezugs-achslast

bemessungsrelevante Beanspruchung B

∑

⋅=

k

kSVk

SV

L

LDTAEDTA

4

0

)()(

365321)( ⋅⋅⋅⋅⋅⋅= Z

SV ffffEDTANBMethode 2.2 :

=?

Quelle: RStO 01 (2001)



Berechnungsbeispiele RStO 01

Achlastwägungen der BAStauf Bundesautobahnen

Quelle: BASt, Wolf A. (2000)

Datengrundlage:

1

2

34

5

Messquer- schnitt

Anzahl Fahrzeuge

1 92.483

2 79.158

3 88.409

4 79.205

5 15.879

Summe 355.134



MQ FS DTV(SV) f1 f2 f3 p N fA qBm Fz Aü fA DTA (SV) qBm B [Mio] Bkl B [Mio] Bkl � B

1 3.864 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 44.895 190.839 4,25 16.425 0,41 73,3 SV 117,3 SV + 60 %

4 3.832 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 44.702 189.100 4,23 16.210 0,32 72,7 SV 88,8 SV + 22 %

1 2.449 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 35.245 148.697 4,22 10.332 0,35 46,4 SV 62,9 SV + 35 %

4 2.756 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 40.058 169.875 4,24 11.687 0,40 52,3 SV 81,4 SV + 56 %

1 4.732 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 43.549 182.653 4,19 19.847 0,35 89,7 SV 122,0 SV + 36 %

6 4.799 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 44.860 185.776 4,14 19.874 0,36 91,0 SV 124,9 SV + 37 %

1 5.894 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 34.675 139.086 4,01 23.641 0,42 111,8 SV 174,1 SV + 56 %

2* 629 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 3.937 14.811 3,76 2.366 0,38 11,9 I 15,8 I + 32 %

7* 695 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 4.329 16.413 3,79 2.635 0,26 13,2 I 11,7 I - 11 %

8 6.149 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 36.264 144.693 3,99 24.535 0,28 116,6 SV 121,3 SV + 4 %

1 821 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 7.286 18.890 2,59 2.129 0,21 15,6 I 7,8 II - 50 %

5* 422 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 3.799 9.686 2,55 1.076 0,25 8,0 II 4,8 II - 41 %

6 544 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 4.794 12.383 2,58 1.405 0,33 10,3 I 8,1 II - 22 %

* ÜFS

5

1

2

3

4

Berechnungsbeispiele RStO 01

Methode 2Methode 1

Ergebnisvergleich

konstant Methode 2Methode 1

Eingangswerte

→ Alles dieselbe Straßenkategorie ! ?



Rechnerische Dimensionierung nach RDO Asphalt 09

ModellbildungBerechnungsverfahren

Nachweis HGT(Ermüdung)

Verkehrslast-kollektiv

KlimatischeBedingungen

Materialkennwerte,Schichtdicken

Neufestlegung:Materialeigenschaften

und Schichtdicken

Nachweis Asphalt(Ermüdung)

"Nachweis" AsphaltSpurrinne

(plastische Verformung)

Erfüllt?

JA

Nachweis ToB(plastische Verformung)

Erfüllt?

JA

Nachweis Planum(plastische Verformung)

Erfüllt?

JA

Ausreichenddimensionierte Befestigung

Erfüllt?

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

Quelle: RDO Asphalt 09 (2009)

• Kalibrierung an den RStO 01

• Optimierung des Schichtenaufbaus



Berechnungsbeispiele RStO 01 und RDO Asphalt 09

Bauweise nach Tafel 1 Zeile 1 RStO 01

Bkl. ADS ABS ATS ∑ Bkl. ADS ABS ATS ∑ Bkl. ADS ABiS ATS ∑

1 SV 4 8 22 34 SV 4 8 22 34 SV 4 6 23 33

4 SV 4 8 22 34 SV 4 8 22 34 SV 4 5 23 32

1 SV 4 8 22 34 SV 4 8 22 34 SV 4 4 23 31

4 SV 4 8 22 34 SV 4 8 22 34 SV 4 5 23 32

1 SV 4 8 22 34 SV 4 8 22 34 SV 4 7 23 34

6 SV 4 8 22 34 SV 4 8 22 34 SV 4 7 23 34

1 SV 4 8 22 34 SV 4 8 22 34 SV 4 8 23 35

2 I 4 8 18 30 I 4 8 18 30 I 4 4 17 25

7 I 4 8 18 30 I 4 8 18 30 I 4 4 16 24

8 SV 4 8 22 34 SV 4 8 22 34 SV 4 7 23 34

1 I 4 8 18 30 II 4 8 14 26 II 4 4 15 23

5 II 4 8 14 26 II 4 8 14 26 II 4 4 13 21

6 I 4 8 18 30 II 4 8 14 26 II 4 4 15 23

5

RStO 01 Methode 1.2

4

1

2

3

MQ FS RStO 01 Methode 2.2 RDO Asphalt 09 (optimiert)

Asphaltschichtdicken [cm]

�D

-1

-2

-3

-2

±0

±0

+1

-5

-6

±0

-3

-5

-3

dimensionierungsrelevantes Achslastkollektiv !

Achslastdaten !




Praxis: Achslastdaten ?

Bundesautobahnen Achslastwaagen





nachgeordnetes Netz Achslastdaten i. d. R. nicht verfügbar

Ersatzverfahren

Praxis: Achslastdaten ?


?



RDO Asphalt 09 Achslastverteilungen nach „BAB-Typ“

0%

5%

10%

15%

20%

25%

01: 0

-1

02: 1

-2

03: 2

-3

04: 3

-4

05: 4

-5

06: 5

-6

07: 6

-7

08: 7

-8

09: 8

-9

10: 9

-10

11:

10

-11

12:

11

-12

13:

12

-13

14:

13

-14

15:

14

-15

16:

15

-16

17:

16

-17

18:

17

-18

19:

18

-19

20:

19

-20

21:

20

-21

22:

21

-22

Achslastklasse [t]

rel.

Häu

figke

it

BAB Fernverkehr BAB Mischverkehr BAB Stadtnaher Verkehr


Auswahl / Festlegung Ermittlung



Auswertung von Achslastmessungen

• Fahrzeugtyp


0%

5%

10%

15%

20%

25%

01

: 0-1

02

: 1-2

03

: 2-3

04

: 3-4

05

: 4-5

06

: 5-6

07

: 6-7

08

: 7-8

09

: 8-9

10

: 9-1

0

11

: 10

-11

12

: 11

-12

13

: 12

-13

14

: 13

-14

15

: 14

-15

16

: 15

-16

17

: 16

-17

18

: 17

-18

19

: 18

-19

20

: 19

-20

21

: 20

-21

22

: 21

-22

Achslastklasse [t]

rel.

Häu

figke

it


• Beladungsgradgeographische Lage des Messquerschnittes

Lage / Entfernung zu Wirtschaftsverkehr indu-zierenden Einrichtungen

messbar bzw. visuell erkennbar

Einflussfaktoren auf die Achslast:

... Achszahl



Code Beschreibung der Fahrzeugart Code Beschreibung de r Fahrzeugart

0 unbekannter Fahrzeugtyp 56 Lkw mit Anhänger (Dp, E + E) E = Einzelachse1 Pkw (E, E) 57 Lkw mit Anhänger (Dp, E + E , E) Dp = Doppelachse2 Pkw mit Anhänger (E, E + E) 58 Lkw mit Anhänger (Dp, E + Dp) Dr = Dreifachachse3 Pkw mit Anhänger (E, E + Dp) 59 Lkw mit Anhänger (Dp, E + E, Dp) + = Kopplung für Anhänger, Auflieger etc.4 Kleintransporter (E, E) 60 Lkw mit Anhänger (Dp, E + Dp, Dp)5 Kleintransporter + Anhänger (E, E + E) 61 Lkw mit Anhänger (Dp, E + E, Dr)6 Kleintransporter + Anhänger (E, E + Dp) 62..63 reserviert für spätere Definitionen7 reserviert für spätere Definition

64 Lkw mit Anhänger (Dp, Dp + E)8 Lkw (E, E) 65 Lkw mit Anhänger (Dp, Dp + E , E)9 Lkw (E, Dp) 66 Lkw mit Anhänger (Dp, Dp + Dp)

10 Lkw (E, Dr) 67 Lkw mit Anhänger (Dp, Dp + E, Dp)11 Lkw (Dp, E) 68 Lkw mit Anhänger (Dp, Dp + Dp, Dp)12 Lkw (Dp, Dp) 69 Lkw mit Anhänger (Dp, Dp + E, Dr)

70..95 reserviert für spätere Definitionen32 Lkw mit Anhänger (E, E + E)33 Lkw mit Anhänger (E, E + E, E) 96 Sattelkraftfahrzeug (E, E + E)34 Lkw mit Anhänger (E, E + Dp) 97 Sattelkraftfahrzeug (E, E + Dp)35 Lkw mit Anhänger (E, E + E, Dp) 98 Sattelkraftfahrzeug (E, E + Dr)36 Lkw mit Anhänger (E, E + Dp, Dp) 99 Sattelkraftfahrzeug (E, E + E, E)37 Lkw mit Anhänger (E, E + E, Dr) 100..103 reserviert für spätere Definitionen

38..39 reserviert für spätere Definitionen104 Sattelkraftfahrzeug (E, Dp + E)

40 Lkw mit Anhänger (E, Dp + E) 105 Sattelkraftfahrzeug (E, Dp + Dp)41 Lkw mit Anhänger (E, Dp + E , E) 106 Sattelkraftfahrzeug (E, Dp + Dr)42 Lkw mit Anhänger (E, Dp + Dp) 107 Sattelkraftfahrzeug (E, Dp + E, E)43 Lkw mit Anhänger (E, Dp + E, Dp) 108..119 reserviert für spätere Definitionen44 Lkw mit Anhänger (E, Dp + Dp, Dp)45 Lkw mit Anhänger (E, Dp + E, Dr) 120 Bus (E, E)

46..47 reserviert für spätere Definitionen 121 Bus (E, Dp)122 Bus (E, E + E)

48 Lkw mit Anhänger (E, Dr + E) 123 Bus (E, E + Dp)49 Lkw mit Anhänger (E, Dr + E , E) 124 Bus (E, Dp +E)50 Lkw mit Anhänger (E, Dr + Dp) 125 Bus (E, Dp + Dp)51 Lkw mit Anhänger (E, Dr + E, Dp) 126..255 reserviert für spätere Definitionen52 Lkw mit Anhänger (E, Dr + Dp, Dp)53 Lkw mit Anhänger (E, Dr + E, Dr)

54..55 reserviert für spätere Definitionen



Fahrzeugtypen(nach TLS 2002)





Verteilung der Fahrzeugtypen nach TLS 2002

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

8 9 10 11 12 32 33 34 35 36 37 40 41 42 43 44 45 48 49 50 51 52 53 56 57 58 59 60 61 64 65 66 67 68 69 96 97 98 99 104 105 106 107 120 121 122 123 124 125

rela

tive

Häu

figke

it

FahrzeugtypMQ 1 MQ 2 MQ 3 MQ 4 MQ 5

BAB FV BAB MV BAB SNV

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

8 9 12 32 33 34 35 41 42 96 97 98 99 105 106 107 120 121

Fahrzeugtyp

rela

tive

Häu

figke

it


Ist die betrachtete FZTYP-Verteilung mit einer der d rei BAB-Verteilungen vergleichbar ?

Wenn mehrere:Welcher der drei BAB-Verteilungen kommt die erfasste FZTYP-Verteilung am nächsten ?



Signifikanztest nach Kolmogoroff/Smirnoff


• Vergleich zweier Stichproben auf gemeinsame Grundge samtheit

(Homogentitätstest)

• verteilungsunabhängiges Verfahren

• ohne Rangfolge der Messwerte

• Signifikanzniveau:

Vertrauensbereich 1 (zweiseitige Fragestellung)

Vertrauensbereich 2 (einseitige Fragestellung)

• kumulierte Häufigkeiten

−=

2

2

1

1ˆˆ

maxˆn

F

n

FD

... Prüfgröße

n

F

D

ˆ

ˆ

... Auftretenshäufigkeit

... Stichprobenumfang

1,951,631,361,221,141,07K(α)

0,0010,010,050,100,150,20α

Quelle: SACHS (2004)

( ) ( ) ( )

( )

αα

α

αα

K

D

nnnnKD 2121 / ⋅+=

... kritischer Wert / Prüfverteilung

... Konstante

... Irrtumswahrscheinlichkeit

αDD <ˆ Nullhypothese

(gleiche Grundgesamtheit)



Signifikanztest nach Kolmogoroff/Smirnoff


Quelle: HENNIG (2009)



Signifikanztest nach Kolmogoroff/Smirnoff(K/S-Test)


• Signifikanzniveau 1 = 0,2

(zweiseitige Fragestellung)

• Signifikanzniveau 2 = 0,001

(einseitige Fragestellung)


Ergebnis :

maßgebende BAB-Fahrzeugtypverteilung

maßgebende BAB-Achslastverteilung




Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastk ollektives

Videoerfassung 4 StundenVormittags und/oder Nachmittags

VideoauswertungÜbertragung der Fahrzeugtypen auf

Zählformular (handschriftl.)

Auswertung ZählformularSummierung der Fahrzeugtypen

Übertragung der Zähldaten inBerechnungsformular (EXCEL)

Definition von FZTYP-Vergleichsverteilungen


Signifikanztest nachKolmogoroff/Smirnoff

Def. Vertrauensbereich 1(zweiseitige Fragestellung)

Def. Vertrauensbereich 2(einseitige Fragestellung)

Ermittlung der maßgebendenFahrzeugtypverteilung BAB

Überlagerung von ermittelter Fahrzeugtypverteilungam MQ und fahrzeugtypabhängiger Achslastverteilung

der maßgebenden Fahrzeugtypverteilung BAB

Berechnung der Gesamt-Achslastverteilung am Meßquer schnitt



Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastk ollektives

Vergleichsberechnungen im Bestandsnetz

Maßgebende Verkehrsartnach K/S-Test

1 B 169 Hainichen SBA Chemnitz BAB Mischverkehr2 B 173 Chemnitz SBA Chemnitz BAB Stadtnaher Verkehr3 B 175 Rochlitz SBA Chemnitz BAB Stadtnaher Verkehr4 B 169 Döbeln SBA Chemnitz BAB Mischverkehr5 B 101 Freiberg SBA Chemnitz BAB Mischverkehr6 S 36 Minkwitz SBA Chemnitz BAB Mischverkehr7 S 38 Großpösna SBA Leipzig BAB Mischverkehr8 S 24 Sitzenroda SBA Leipzig BAB Mischverkehr9 S 242 Hartmannsdorf SBA Chemnitz BAB Stadtnaher Verkehr10 S 243 Röhrsdorf SBA Chemnitz BAB Mischverkehr

Nr. Bezeichnung AmtsbereichfA B [Mio] Bkl fA B [Mio] Bkl

459 3,70 3,587 II 3,83 4,291 II + 20 %250 3,70 1,528 III 3,00 1,177 III - 23 %245 3,70 2,136 III 3,05 2,087 III - 2 %

1.556 3,70 9,364 II 3,84 11,635 I + 24 %946 3,70 7,253 II 3,17 6,443 II - 11 %393 3,10 2,124 III 3,15 2,449 III + 15 %512 3,10 1,809 III 3,49 2,585 III + 43 %213 3,10 1,052 III 3,75 1,665 III + 58 %736 3,10 2,868 III 2,81 2,719 III - 5 %584 3,10 2,267 III 3,15 2,523 III + 11 %

DTV(SV) ± B

Methode 1 RStO 01 Methode 2 RStO 01

ADS ABS ATS FSS ∑ ADS ABS ATS FSS ∑ ADS ABS ATS FSS ∑

1 B 169 Hai. 4 8 14 59 85 4 8 14 59 85 4 8 9 64 852 B 173 Che. 4 4 14 43 65 4 4 14 43 65 4 4 10 47 653 B 175 Roc. 4 4 14 33 55 4 4 14 33 55 4 4 12 35 554 B 169 Döb. 4 8 14 34 60 4 8 18 30 60 4 8 13 35 605 B 101 Fre. 4 8 14 44 70 4 8 14 44 70 4 8 11 47 706 S 36 Min. 4 4 14 33 55 4 4 14 33 55 4 4 13 34 557 S 38 Gro. 4 4 14 33 55 4 4 14 33 55 4 4 13 34 558 S 24 Sit. 4 4 14 33 55 4 4 14 33 55 4 4 12 35 559 S 242 Har. 4 4 14 48 70 4 4 14 48 70 4 4 14 48 7010 S 243 Röh. 4 4 14 43 65 4 4 14 43 65 4 4 13 44 65

Nr. Bezeichng.RDO Asphalt 09Methode 1 RStO 01 Methode 2 RStO 01



• grundhafter Ausbau nach

Tafel 1 Zeile 1 RStO 01

• Kalibrierasphalte

• N = 30 Jahre

• konstante Faktoren



Ermittlung von dimensionierungsrelevanten Achslastk ollektiven

Zusammenfassung und Ausblick

• unterschiedliches Niveau der Achslastkollektive bei Straßen gleicher Kategorie

• Abhängigkeit der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung von der Zusammensetzung

des Achslastkollektives

• Ermittlung der Verkehrsbelastung unter Berücksichtigung des dimensionierungsrelevanten

Achslastkollektives

• bevorzugte Berechnungsgrundlage: Achslastdaten

• alternativ Ersatzverfahren für B-, L/S- und K-Straßen auf Basis analysierter Achslast- und

Fahrzeugtypverteilungen von BAB

• Validierung des Verfahrens auf der Grundlage aktueller Achlastmessungen, auch im

nachgeordneten Netz zu BAB

• (alternative) Anwendung der rechnerischen Dimensionierung



Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

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Ermittlung von dimensionierungsrelevanten Achslastkollektiven · 2* 629 1,00 1,00 1,00 0,03 30 4,2 0,26 3.937 14.811 3,76 2.366 0,38 11,9 i 15,8 i + 32 % 7* 695 1,00 1,00 1,00 0,03