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Belastungseinrichtung Mobile Load Simulator MLS30

BASt-Bericht S 101

Bastian Wacker, Michael Scherkenbach, Rolf Rabe, Gudrun Golkowski, Bundesanstalt für Straßenwesen

Dieser Bericht ist nur in digitaler Form erhältlich, 45 Seiten
Erscheinungsjahr: 2016
Preis: 0,00 €

Dieser Bericht steht kostenfrei ausschließlich im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.

Ein funktionstüchtiges und qualitativ hochwertiges Fernstraßennetz ist für das Transitland Deutschland elementar. Im zusammenwachsenden Europa werden viele Güter über die Straße transportiert. Dabei verlaufen maßgebende transeuropäische Verkehrsachsen über das deutsche Fernstraßennetz. Es gilt, das Fernstraßennetz so auszulegen, dass die Belastungen aus dem Güterverkehr dauerhaft ertragen werden können. Grundlage für die Dimensionierung des Straßenaufbaus bilden dabei wissenschaftliche Erkenntnisse aus Untersuchungen zur Beschreibung des Baustoffverhaltens, sowie langjährige Erfahrungen beim Bau und der Nutzung von Straßenbefestigungen. Einen wichtigen Baustein für Untersuchungen zum Gebrauchsverhalten des gesamten Straßenaufbaus bilden zeitraffende Belastungsversuche im Maßstab 1:1. Dazu betreibt die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) eine Asphaltmodellstraße, die nach anerkannten Dimensionierungs- und Ausführungsregeln gebaut wurde. Für eine realitätsnahe, zeitraffende Belastung wurde der Mobile Load Simulator MLS30 durch die BASt beschafft. Diese Belastungseinrichtung stellt einen Meilenstein für die Dauerbelastung von Straßenkonstruktionen jeglicher Bauweisen im Großversuch dar.

Durch den ersten Einsatz des Mobile Load Simulator MLS30 wurden wertvolle wissenschaftliche Erkenntnisse gewonnen. Hierzu wurden Dehnungs-, Druckspannungs- und Temperatursensoren der instrumentierten Asphaltmodellstraße der BASt verwendet. Deutlich wurde das zueinander proportionale Verhalten der Dehnungen und Druckspannungen zur Temperatur im Straßenaufbau. Die Sensoren detektierten neben der strukturellen Reaktion innerhalb des Belastungsbetriebes auch Veränderungen der Reaktion des Straßenaufbaus auf zerstörungsfreie Prüfungen mit dem Falling Weight Deflectometer (FWD). Weitere Erkenntnisse wurden bezüglich einer Überwachung des Mobile Load Simulator MLS30 gewonnen. Die im Versuchsfeld integrierten Sensoren konnten Veränderungen der Lasteinleitung detektieren. Zusätzlich wurden erste Erfahrungen zur Temperaturerhöhung durch den MLS30 gemacht.

Die gewonnenen Erkenntnisse aus dem ersten Versuchsbetrieb werden bei zukünftigen Projekten in der Straßenbauforschung einfließen und die realitätsnahe Simulation von Verkehrsbelastungen weiter prägen. Mit Hilfe von ausgereiften Sensorkonzepten, entsprechender Messwerterfassung und Software ist es möglich, in Großversuchen das Gebrauchsverhalten von Straßenaufbauten zu analysieren. Seit der technischen Abnahme im Frühjahr 2013 wurden durch den Mobile Load Simulator MLS30 rund 4,8 Millionen Überrollungen auf Asphalt- und innovativen Betonaufbauten realisiert.

Loading device mobile load simulator MLS30

As a transit country, Germany needs a fully functional and high-quality interurban road network. In a converging Europe, a significant volume of goods traffic is transported on the road system. In this context, a number of crucial trans-European traffic axes lead over the German interurban road network. It is therefore imperative that the interurban road network be designed to withstand the long-term strain exerted on it by goods traffic. Hence, planning for road construction is based on the findings of academic studies which document the behaviour of construction materials as well as experience gathered over many years in the laying of roads and their operational use. One important element in analysing the performance of the whole road structure is provided by accelerated load tests on a scale of 1:1. For this purpose, the Federal Highway Research Institute (BASt) operates a model asphalt test road which has been constructed in accordance with recognised rules on dimensioning and implementation. In order to ensure a realistic, accelerated load test, BASt has procured a Mobile Load Simulator MLS30. This facility represents a milestone in the large-scale testing of road constructions of all designs and how they respond to continuous load application.

The first time it was deployed, the Mobile Load Simulator MLS30 enabled valuable scientific observations to be made. The test was carried out using sensors for measuring strain, compressive stress and temperature on the BASt instrumented model asphalt test road. The test clearly showed how strain, compressive stress and temperature in the road structure were proportional to each other. In addition to the structural reaction taking place under load testing, the sensors also detected changes in the way the road construction reacted to non-destructive testing using the Falling Weight Deflectometer (FWD). Further insights were gathered with respect to monitoring the Mobile Load Simulator MLS30 itself. The sensors integrated in the test area were able to detect changes in the introduction of loads, and it was possible to take the first recordings related to temperature increases caused by the MLS30.

The findings from the first trial operations will be included in future research projects on road construction and will continue to influence the realistic simulation of traffic loads. By using refined sensor concepts and corresponding data measurement systems and software, it is possible in large-scale testing to analyse the performance characteristics of road structures. Since it came into service early in 2013, the Mobile Load Simulator MLS30 has realised approximately 4.8 millions of rollovers on asphalt and innovative concrete road surfaces.

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