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Auswirkungen von Lastzugkombinationen auf die Straßeninfrastruktur - Schädigungen des Straßenoberbaus

Erstellt am: 09.08.2007 | Stand des Wissens: 12.10.2021
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Logistik und Unternehmensführung, Prof. Dr. Dr. h.c. W. Kersten

Jede Überrollung einer Straße durch ein Fahrzeugrad bewirkt, wie bei einer belasteten Platte, eine Durchbiegung des gesamten gebundenen Straßenoberbaus. Dadurch wird Druck auf die darunterliegenden Schichten ausgeübt. Der Oberbau kann einer bestimmten Anzahl von Überrollungen standhalten, ehe sich von der Unterseite des gebundenen Aufbaus her Risse bilden, die sich bei anhaltender Belastung nach oben fortsetzen [BASt07c, S. 14f.]. Dabei spielt die Entlastungszeit des Straßenoberbaus eine Rolle wie in Abbildung 1 dargestellt.
SpurrinnenbildungAbb. 1: Verformung von Asphalt während einer dynamischen Belastung mit unterschiedlichen Entlastungszeiten [BASt07c, S. 10] (Grafik zum Vergrößern bitte anklicken)
In einem 1958 in den USA von der 'American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHO)' durchgeführten Großversuch, dem sogenannte AASHO-Road-Test, wurde versucht, einen Zusammenhang zwischen der Achslast eines Fahrzeuges und der resultierenden Schädigung des Straßenaufbaus zu ermitteln [BASt07c, S. 14-16]. Es wurde festgestellt, dass die Straßenschädigung durch die Achslast mit der 4. Potenz mit dem Gewicht ansteigt (das heißt, dass die Erhöhung einer Achslast nicht linear, sondern in der vierten Potenz ins Maß der Straßenschädigung eingeht) [BASt07c, S. 14f.]. Allerdings gibt es Stimmen, die bezweifeln, dass die Vierte-Potenz-Regel den Zusammenhang zwischen Achslast und Straßenschädigung zutreffend beschreiben [BASt07c, S. 16]. Es ist unbestritten, dass weniger das Gesamtgewicht, sondern vielmehr die Achslast für die Belastungen der Straßen verantwortlich ist. Die Bereifung (Einzel- oder Zwillingsbereifung) und die Art der Federung (Luft- oder Blattfeder) haben ebenfalls einen Einfluss auf die Straßenschädigung [BASt07c; S. 110].
In der Studie der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) [BASt07c] wurde das Schädigungspotential der aktuell eingesetzten Fahrzeuge für drei Beladungszustände (leer, übliche Beladung, Volllast) berechnet. Dabei wurden die Ergebnisse verglichen mit den entsprechenden Achslastverteilungen, die einzuhalten sind. Die Schädigung, wie sie auch in Abbildung 2 angegeben ist, wird mit 10-Tonnen-Achsübergangsäquivalenten angegeben. Dieses Äquivalent als Maß für die Beanspruchung basiert auf der, aus Versuchen abgeleiteten, Vierten-Potenz-Regel [BASt07c, S. 19].
Zusammenfassend haben die von der BASt durchgeführten Untersuchungen gezeigt, dass der Einsatz von Lastzugkombinationen sowohl im voll beladenen als auch im gewichtsmäßig teilweise beladenen Zustand zu einer Reduzierung der Straßenbeanspruchung und damit zu geringeren Schäden am Straßenkörper führen würde. Die Ergebnisse der einzelnen untersuchten Lastzüge und Lastzugkombinationen werden an dieser Stelle nicht im Detail dargestellt werden. Beispielhaft ist eine Tabelle mit der nutzlastspezifischen und der relativen Straßenschädigung beim Beladungsgrad Volllast abgebildet.

Strassenschaeden je FahrzeugtypAbbildung 2: Übersicht über die Nutzlastspezifische und relativen Straßenschädigung bei untersuchten Lastzugkombinationen bei maximaler Beladung [BASt07c, S. 32] (Grafik zum Vergrößern bitte anklicken)
Wie die Abbildung zeigt, weisen die 8-achsigen 60-Tonnen-Lastzugkombinationen eine geringere auf die Nutzlast bezogene Straßenschädigung auf als die bisher im Verkehr zugelassenen 5-achsigen 40-Tonnen-Fahrzeuge [BASt07c, S. 33]. Der äußerst selten vorkommende sechsachsige Sattelzug (0,4 Prozent aller Lkw) stellt eine Ausnahme dar und verdeutlicht den großen Einfluss einer zusätzlichen Achse. Die geringere Straßenschädigung ist somit kein Vorteil des Lastzugkonzeptes an sich, sondern liegt in der erhöhten Achsanzahl pro beförderte Tonne begründet, was zu jeweils einer um rund 500 Kilogramm abgemilderten Achslast führt. Dies gilt nur, wenn die Lastzugkombinationen wirklich mit acht Achsen ausgestattet werden [BASt07c, S. 33f.].
Ansprechpartner
Technische Universität Hamburg, Institut für Logistik und Unternehmensführung, Prof. Dr. Dr. h.c. W. Kersten
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Auswirkungen von Lastzugkombinationen auf die Straßeninfrastruktur (Stand des Wissens: 29.06.2020)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?232045
Literatur
[BASt07c] Glaeser, Klaus-Peter, Dr. , Kaschner, Rolf , Lerner, Markus , Roder, Kurt , Weber, Roland , Wolf, Andreas , Zander, Ulf , Weber, Roland, Dr.-Ing. Auswirkungen von neuen Fahrzeugkonzepten auf die Infrastruktur des Bundesfernstraßennetzes, Ausgabe/Auflage Schlussbericht, Langfassung (2. Auflage), 2006/11
Glossar
Lkw Lastkraftwagen (Lkw) sind Kraftfahrzeuge, die laut Richtlinie 1997/27/EG überwiegend oder sogar ausschließlich für die Beförderung von Gütern und Waren bestimmt sind. Oftmals handelt es sich dabei um Fahrzeuge mit einer zulässigen Gesamtmasse zwischen 3,5 und 12 Tonnen. In Einzelfällen kann die zulässige Gesamtmasse diese Werte jedoch auch unter- beziehungsweise überschreiten, sofern das Kriterium der Güterbeförderung gegeben ist. Lastkraftwagen können auch einen Anhänger ziehen.
BASt Bundesanstalt für Straßenwesen
Radsatzlast Die Radsatzlast (auch Achslast) beschreibt den Anteil der Fahrzeuggesamtmasse in Tonnen, der vom Fahrzeug über eine Achse auf den Schienenfahrweg aufgebracht wird.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?233420

Gedruckt am Sonntag, 28. November 2021 05:46:22