Detailergebnis zu DOK-Nr. 78543
Untersuchung des meso-mechanischen Verhaltens von Asphaltbefestigungen basierend auf meso-strukturierten numerischen Simulationen (Orig. engl.: Investigation on the mesomechanical performance of asphalt pavements based on mesostructured numerical simulations)
| Autoren |
C. Du |
|---|---|
| Sachgebiete |
11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 11.2 Asphaltstraßen |
Aachen: RWTH Aachen University, Institut für Straßenwesen, 2022, Dissertation, XIV, 196 S., zahlr. B, T, Q, Anhang. - Online-Ressource: verfügbar unter: 10.18154/RWTH-2022-06342
Asphaltbeläge zeigen komplexe lineare und nichtlineare mechanische Reaktionen bei Verkehrsbelastungen. Im Vergleich zu konventionellen Experimenten, können mesostrukturierte numerische Simulationen einen tieferen Einblick in die internen Mechanismen des linearen und nichtlinearen Verhaltens von Asphaltmischungen geben. Basierend auf der zweidimensionalen (2D) Multiskalensimulationen wurde die lineare Viskoelastizität von Asphaltbelägen mithilfe der Finite-Elemente-Methode effektiv vorhergesagt. Darüber hinaus wurden das thermodynamische Schädigungsverhalten von Asphaltbelägen, die Rissentstehung und -ausbreitung durch Anwendung des Kohäsionszonenmodells (CZM) dargestellt. Die durch die heterogenen Mesostrukturen verursachten Rechenzeit- und Konvergenzprobleme sind jedoch nicht zu vernachlässigen. Um die Effizienz der Simulationen zu steigern, wurde ein neuartiges mesostrukturiertes Modell mit der Bezeichnung "Lokal Homogenes Modell" entwickelt und erfolgreich in zwei- (2D) und dreidimensionalen (3D) Simulationen angewendet. Es wurde ein neuartiges lokal homogenes Modell zusammen mit lokalen Homogenisierungsansätzen erarbeitet, um das lineare und nichtlineare Verhalten von Asphaltbelägen mit unterschiedlichen Gesteinskörnungen zu simulieren. Anhand mehrerer Fallstudien werden die Validität der vorgeschlagenen Modelle und Ansätze belegt. Zukünftig gilt es, die Wirksamkeit der lokal homogenen Modelle in Asphaltbelag-Simulationen mithilfe von Feld- oder In-situ-Tests zu erforschen.