Detailergebnis zu DOK-Nr. 75926
Modellierung der Rissausbreitung im Bitumen unter einer Rotationsscher-Ermüdungslast unter Verwendung des Pseudo-J-Integral-Paris Gesetzes (Orig. engl.: Modeling crack propagation in bituminous binders under a rotational shear fatigue load using pseudo J-integral Paris' law)
| Autoren |
Y. Gao Y. Li Y. Zhang |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.0 Allgemeines, Prüfverfahren, Probenahme, Güteüberwachung 9.1 Bitumen, Asphalt |
Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board Vol. 2674, H. 1, 2020, S. 94-103, 6 B, 1 T, 35 Q. - Online-Ressource: verfügbar unter: http://journals.sagepub.com/home/trr
Aus der Literatur ist bekannt, dass unter einer Rotationsscher-Ermüdungsbelastung wie in einem dynamischen Scherrheometer (DSR), die Rissbildung in der zylindrischen Bitumenprobe am Rand des Umfangs der Probe beginnt und sich in Richtung der Mitte der Probe ausbreitet. Die im Artikel referierte Studie zielt darauf ab, diese Rissausbreitung im Bitumen unter einer Rotationsscher-Ermüdungslast mittels Time Sweep (TS) Ermüdungstests mit dem DSR prüftechnisch anzusprechen und zu modellieren. Dazu wird die Risslänge im TS-Test auf Basis eines bruchmechanischen Modells bestimmt, welches eine Funktion der Schermodule und Phasenwinkel unter ungeschädigten und geschädigten Randbedingungen darstellt. Die Rissausbreitung wird durch ein Pseudo-J-Integral-basiertes Gesetz (Pariser Gesetz) modelliert. Das Untersuchungsprogramm umfasste ein 40/60 Straßenbaubitumen und ein Polymermodifiziertes Bitumen X-70 im frischen und gealterten Zustand, welche unter Variation der Temperatur, Frequenz und Belastung mittels TS-Test untersucht wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass das Pariser Gesetz die Rissausbreitung von Bitumen unter einer Rotationsscher-Ermüdungslast mit hoher Genauigkeit vorhersagen kann. Die Rissausbreitung beschleunigt sich bei gealtertem Bitumen oder niedrigeren Temperaturen. Die Parameter A und n des Pariser Gesetzes sind dabei unabhängig von der Belastungsfrequenz und -amplitude. Sie charakterisieren damit grundlegende Materialeigenschaften und können bei einer Belastungsfrequenz und -amplitude bestimmt werden. Dies ermöglicht eine Prognose der Rissausbreitung von Bitumen für unterschiedliche Belastungsfrequenzen oder -amplituden.