Detailergebnis zu DOK-Nr. 75733
Mikroskopische und rheometrische Echtzeituntersuchungen der spannungsbedingten Kavitationsinstabilität aufgrund der Mikrorissbildung im Bitumen (Orig. engl.: Real-time microscopic and rheometric observations of strain-driven cavitation instability underlying micro-crack formation in asphalt binders)
| Autoren |
R. Hajj A. Ramm A. Bhasin M. Downer |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.1 Bitumen, Asphalt 11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer |
International Journal of Pavement Engineering 21 (2020) Nr. 8, S. 977-989, 19 B, zahlr. Q
Die Untersuchungen umfassen die Analyse der Bildung von Instabilität und dessen Wachstum im Bitumen, welches zur Rissbildung führt. Dazu wurde eine monotone mechanische Spannung auf einen dünnen, zwischen zwei transparente Platten begrenzten Bindemittelfilm aufgebracht. Die Struktur des Bitumens unter Belastung wurde dann mittels Dunkelfeldmikroskopie beobachtet. Während der Belastungsphase bildeten sich schnell kleine Hohlräume, was an den gleichen Stellen bei einem vergleichbaren Test korrespondierte. Ein dreistufiges Modell wurde entwickelt, um den Ursprung der ersten Hohlraumbildung, der nachfolgenden Hohlraumbildung und das Wachstum vorhandener Hohlräume entlang der Spannung-Dehnungspfade zu beschreiben. Außerdem wurde beobachtet, dass sich aus einem einzelnen mikrostrukturellen Merkmal ein Hohlraum bilden kann, dies jedoch nicht bei jedem Merkmal zwingend der Fall ist. Hierzu wurde ebenfalls ein theoretisches Modell entwickelt. Das Wachstum dieser Hohlräume und ihrer Keimbildungsstellen legt nahe, dass die Dichte und Verteilung der Mikrostruktur nicht kritisch für die Hohlraumbildung und die anschließende Rissbildung ist, jedoch das Vorhandensein und die Eigenschaften dieser mikrostrukturellen Einheiten im Vergleich zur Matrix die entscheidenden Einflussfaktoren auf die Schadenskeimbildung sein können.