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Detailergebnis zu DOK-Nr. 55005

Der Zusammenhang zwischen den Parametern des Rissfortschrittes und den mechanischen Eigenschaften von steif konzipiertem Asphaltbeton (Orig. engl.: Relation between crack growth parameters and mechanical characteristics in high modulus asphalt concrete)

Autoren	A. Montepara G. Tebaldi A. Costa
Sachgebiete	11.2 Asphaltstraßen 14.2 Ebenheit, Befahrbarkeit

Cracking in Pavements: Mitigation, Risk Assessment and Prevention - Proceedings of the Fifth International RILEM Conference, Limoges, France, 5-8 May 2004. Bagneux: RILEM Publications, 2004 (RILEM Proceedings; PRO 37) S. 647-654, 11 B, 2 T, 6 Q

An der Universität Parma wurde ein Forschungsprojekt durchgeführt, das die Ermittlung eines Zusammenhanges zwischen den mechanischen Eigenschaften und dem Verlauf des Rissfortschrittes in steif konzipiertem Asphaltbeton für Asphalttragschichten zum Ziel hatte. Untersucht wurden zwei Asphalte unterschiedlicher Zusammensetzung, die unter Verwendung polymermodifizierter Bitumen hergestellt wurden. An zylindrischen, per Gyrator verdichteten Probekörpern wurde der komplexe dynamische Modul sowie der Elastizitätsmodul gemäß ASTM D3496 und D4123 bestimmt. Die Ermittlung des Rissverlaufes erfolgte in Dreipunkt-Biegeversuchen an halbierten zylindrischen Probekörpern. Der mit einer Videokamera aufgezeichnete Rissverlauf wurde durch eine digitale Bildauswertung ausgewertet. Die bei 0 °C, +5 °C und 10 °C durchgeführten Versuche bestätigten die Hypothese linearer Elastizität. Bei Erreichen der Festigkeit erfolgte ein plötzlicher spröder Bruch. Bei Temperaturen von 15 °C und 25 °C wurde hingegen ein elastisch-plastisches Kraft-Dehnungsverhalten und ein duktiler Bruch beobachtet. Auf der Grundlage der Versuchsergebnisse wurde die Bruchenergie G sowie das J-Integral (Veränderungsrate J der potentiellen Energie in Abhängigkeit vom Rissfortschritt) berechnet. Die Bruchenergie wurde als charakteristische Größe für die Rissbildung im linear-elastischen Zustand angesetzt, während das J-Integral die Rissbildung im elastisch-plastischen Zustand beschreibt. Die Korrelation des Elastizitätsmoduls mit der Temperatur und der charakteristischen Größe für die Rissbildung (G bzw. J) unter Berücksichtigung nur der bei 1 Hz durchgeführten Versuche ergibt eine Fläche, die frei ist von singulären Stellen. Im Temperaturbereich zwischen 10 °C und 15 °C ist eine deutliche Trennung zwischen dem linear-elastischen und dem elastisch-plastischen Bereich erkennbar. Der gefundene Zusammenhang erlaubt eine Prognose des Rissverhaltens der untersuchten Asphalte, sofern die Temperatur und der Elastizitätsmodul oder der komplexe dynamische Modul als Eingangsgrößen bekannt sind.