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Detailergebnis zu DOK-Nr. 71460

Veränderungen in den mechanischen Asphalteigenschaften bei verschiedenen spannungsgeregelten Ermüdungsprüfungen

Autoren	M.P. Wistuba I. Isailovic
Sachgebiete	9.1 Bitumen, Asphalt 11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer

Straße und Autobahn 68 (2017) Nr. 1, S. 7-12, 8 B, 15 Q

Es ist gängige Praxis, die lastbedingte Beanspruchung einer Asphaltstraße im Labor mithilfe von zyklischen Ermüdungsprüfungen an Asphaltproben zu simulieren und daraus den Ermüdungswiderstand der Asphaltschicht zu prognostizieren. Als Ermüdungswiderstand wird der Widerstand gegen einen langsam voranschreitenden Schädigungsprozess durch Risse bezeichnet, der infolge wiederholter Belastung zu verringerter Steifigkeit und Festigkeit führt. In der Ermüdungsprüfung wird eine hohe Zahl von Belastungswiederholungen aufgebracht und die daraus resultierende Änderung der mechanischen Eigenschaften festgestellt. In dem Beitrag wird diese Änderung mithilfe des Konzepts der dissipierten Energie analysiert. Dazu werden folgende spannungsgeregelte Ermüdungsprüfungen berücksichtigt: Spaltzug-Schwellversuch, Zug-Schwellversuch und Zug-Druckwechselversuch. Die jeweiligen Prüfbedingungen werden so gewählt, dass in den unterschiedlichen Ermüdungsprüfungen näherungsweise gleiche Lastwechselzahlen bis zum Eintritt der Materialermüdung erreicht werden und so alle drei Versuchstypen bezüglich der Veränderung der mechanischen Eigenschaften verglichen werden können. Anhand der Untersuchungsergebnisse wird festgestellt, dass die unterschiedlichen Ermüdungsprüfungen zu unterschiedlichen Veränderungen in den mechanischen Eigenschaften führen. Die dissipierte Energie während des Zug-Schwellversuchs und des Spaltzug-Schwellversuchs nimmt nur geringfügig zu, das heißt, der Ermüdungseintrag ist gering, während gleichzeitig starke visko-elasto-plastische Dehnungen akkumuliert werden. Das Versagen der Probe wird durch eine Zugverformung dominiert. Im Gegensatz dazu ist beim Zug-Druckwechselversuch nur eine geringe Zunahme der visko-elasto-plastischen Dehnungen, aber eine deutliche Zunahme der dissipierten Energie zu beobachten. Im Zug-Druckwechselversuch dominiert Ermüdungsversagen.