Detailergebnis zu DOK-Nr. 60194
Die Voraussage der Spurbildung von Asphalt über ein viskoplastisches Modell mit Mehrfachkriterien (Orig. engl.: Rutting prediction of aspahlt concrete materials using a multi-criteria viscoplasticity model)
| Autoren |
P. Tamagny D.T. Nguyen B. Nedjar |
|---|---|
| Sachgebiete |
11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 14.3 Verschleiß |
10th International Conference on Asphalt Pavements, August 12 to 17, 2006, Québec City: Proceedings. White Bear Lake, MN: International Society for Asphalt Pavements, 2007, CD-ROM, Paper No. 10044, 10 S., 3 B, 1 T, 23 Q
Eine Zeit lang wurde die bleibende Verformung von Asphaltmischungen oft als "Kriechen" bezeichnet, was sich theoretisch auf ein viskoelastisches Verhalten bezieht; dementsprechend wurden auch viskoelastische Gesetzmäßigkeiten zur Beschreibung herangezogen. Viele Autoren haben aber gezeigt, dass gerade das Gesteinskörnungsgerüst eine wichtige Rolle beim Zustandekommen von bleibenden Verformungen bzw. dem Widerstand gegen eine Spurbildung spielt. Die rein viskoelastischen Betrachtungen sind deshalb ungeeignet, weil sie die Bedeutung des Gesteinskörnungsgerüsts nicht ausreichend berücksichtigen. Hier werden die Vorgänge über ein neues Modell beschrieben. So wurde angenommen, dass die bleibenden Verformungen über die plastische Verformung des Mineralstoffgerüsts durch leichte Bewegungen zwischen den Körnern hervorgerufen wird, wobei gleichzeitig ein viskoses Fließen des Bindemittels, besonders bei hohen Temperaturen auftritt. Zunächst werden die physikalisch-mathematischen Grundlagen für das gewählte dreidimensionale Modell mit zyklischem, plastischen Verhalten erläutert; beschrieben werden die elastischen und plastischen Dehnungen, zwei Funktionen für die innere Reibung in Abhängigkeit von den Scherspannungen, der isotropen Grenzspannung und der Elastizitätsgrenze des Materials sowie Fließregeln für eine interne Erhärtungsvariable. Nach einer allgemeinen Übertragung auf die Elasto-Viskoplastizität wird die Validierung des Modells vorgenommen, zunächst nur für die Spannungsniveaus 0,2 und 4 MPa (25 °C, 10 Hz) und letztlich auch mit der zyklischen Sprungtechnik, einer nummerischen Extrapolationsmethode zur Reduzierung des Rechenaufwands für eine hohe Anzahl von Belastungen.