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Detailergebnis zu DOK-Nr. 73080

Entwicklung und Anwendung von numerischen Simulationstools für die Vorhersage des Strukturverhaltens von Pflasterbefestigungen (Orig. engl.: Development and application of numerical simulation tools for the prediction of the structural behaviour of paving block pavements)

Autoren	H.L. Hengl
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 11.4 Pflaster- und Plattenbefestigungen

Wien: Professur für Straßen- und Flugbetriebsflächenbau, Technische Universität Wien, 2017, 124 S., zahlr. B, T, Q (Mitteilungen der Professur für Straßen- und Flugbetriebsflächenbau, Technische Universität Wien (ISTU) H. 34). - ISBN 978-3-901912-34-4

Pflasterbefestigungen sind eine ökologisch und ökonomisch sinnvolle und zudem visuell ansprechende Art von Straßenbefestigung. Aus diesem Grund steigt auch die Nachfrage nach ihnen kontinuierlich an. Dennoch führen unzureichende Bemessungskonzepte oft zu einer unerwartet schlechten Performance, welche das Vertrauen in diese Konstruktionen stark verringert. Speziell das mechanische Verhalten der vertikalen Fugen zwischen Pflastersteinen sowie das Interaktionsverhalten mit den darunterliegenden Tragschichten werden oft nicht realistisch modelliert. Dies motivierte die Entwicklung der in der Arbeit vorgestellten numerischen Simulationstools, welche das komplexe nichtlineare Verhalten zwischen Strukturelementen realistisch berücksichtigen können. Zahlreiche Identifikationsexperimente wurden durchgeführt, um die Material- und Interaktionseigenschaften von Pflastersteinaufbauten zu bestimmen. Daraus wurden Materialmodelle und Parameter abgeleitet, die als Input in numerische Modelle dienten. Die entwickelten numerischen Simulationstools wurden durch Großfeldversuche teilweise validiert. Mit dem vorgestellten Simulationstool konnten grundlegende strukturelle Versagensmechanismen zufolge unterschiedlicher Temperaturereignisse identifiziert und Beziehungen zwischen Rissbreiten und unterschiedlichen Haftverbindungen zwischen Pflastersteinen untereinander sowie zum Mörtelbett ermittelt werden. Darüber hinaus war es möglich, Schätzwerte für notwendige Haftverbindungen zwischen Pflastersteinen und Mörtelbett zur Vermeidung großer (sichtbarer) Risse aufgrund von Temperaturbelastungen anzugeben. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass durch geeignete Berücksichtigung des Interaktionsverhaltens zwischen Strukturelementen dieser Aufbauten eine realistische Beschreibung des komplexen Strukturverhaltens möglich wird. Anspruchsvolle numerische Simulationstools sind also in der Lage, neue Einblicke in das mechanische Verhalten von Pflasterbefestigungen zu geben und haben das Potenzial, Vorhersagen über deren Performance deutlich zu verbessern - speziell in Kombination mit darauf abgestimmten Identifikationsexperimenten und einer möglichst umfangreichen Validierung.