Detailergebnis zu DOK-Nr. 77023
Charakterisierung und Modellierung von Asphaltbeton im Makro- und Mikromaßstab (Orig. engl.: Characterization and modeling of asphalt concrete from micro-to-macro scale)
| Autoren |
G. Canon Falla |
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| Sachgebiete |
11.2 Asphaltstraßen 11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer |
Dresden: Technische Universität, Professur für Straßenbau, Dissertation, 2021, XIII, 204 S., zahlr. B, T, Q, Anhang. - Online-Ressource: verfügbar unter: http://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-751596
Der Fokus der Dissertation lag auf der Entwicklung leistungsbasierter Verfahrensweisen zur Materialcharakterisierung, um die Funktionalität von Asphaltkomponenten innerhalb des Asphaltgemisches besser zu verstehen. Zudem wird in der Dissertation ein fortgeschrittenes numerisches Modell zur Ermittlung von Beanspruchungszuständen von Asphaltbefestigungen vorgestellt, welches auf FE und Fourier-Analyse basiert. Grundlage der Untersuchungen bildeten Dynamic Shear Rheometer (DSR)-Versuche zur Charakterisierung des Verhaltens von Bitumen, Mastix, und Mörtel. Die DSR-Versuche basieren daher auf der Mehrwellen-Oszillation, um die viskoelastischen Eigenschaften von Bitumen zu charakterisieren. Im Ergebnis der Untersuchungen hat sich gezeigt, dass der Mehrwellen-DSR-Versuch eine effiziente Alternative zu den bisher angewendeten Temperatur-Sweeps darstellt. Die Zeiteffizienz des Mehrwellenversuchs ist im Vergleich zu den herkömmlichen Temperatur-Sweeps fast 50 % höher. Aufbauend auf den Ergebnissen von Mehrwellenversuchen konnte die modifizierende Wirkung von Füller auf das Verhalten von Bitumen identifiziert werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen zudem, dass es möglich ist, unter Verwendung der Ergebnisse des Mehrwellenversuchs in Verbindung mit numerischen Simulationen die rheologischen Eigenschaften, den Widerstand gegen plastische Verformungen und das Tieftemperaturverhalten von Bitumen und Mastix bei niedrigen Temperaturen zu prognostizieren. Ein weiteres Ziel der Dissertation bestand in der Entwicklung eines Verfahrens zur Charakterisierung der viskoelastischen Eigenschaften von Mörtel. Aus diesem Grund wurde eine neue Prüfvorrichtung, die als Dresden Shear Tester (DDST) bezeichnet wird, konzipiert, um die Schersteifigkeit von Mörtel als Eingangsparameter für die Multiskalenmodellierung von Asphaltgemischen zu ermitteln. Abschließend wird eine im Rahmen der Dissertation entwickelte semi-analytische Methode (FSAFEM) vorgestellt, die auf der Finite-Elemente-Methode in Kombination mit der Fourieranalyse beruht, um die für die realitätsnahe rechnerische Dimensionierung von Straßenbefestigungen erforderliche Interaktion zwischen Reifen und Fahrbahn auf sehr effiziente Weise zu simulieren. FSAFEM wurde mithilfe von 3D-Simulationen unter Verwendung des FE-Programms Abaqus validiert.