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Detailergebnis zu DOK-Nr. 78960

Finite-Elemente-Modellierung von teilweise gesättigten dem Frost ausgesetzten Asphaltproben – hin zu einer Erklärung der winterlichen Schlaglöcher (Orig. engl.: Finite element modelling of partially saturated asphalt specimens subjected to frost – towards an explanation of winter potholes)

Autoren	V.T. Vu O. Chupin J.-M. Piau F. Hammoum
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 11.2 Asphaltstraßen

International Journal of Pavement Engineering 23 (2022) Nr. 7, S. 2110-2122, 15 B, 2 T, zahlr. Q

Die Entwicklung von Schlaglöchern in Fahrbahnen aus Asphaltbeton, hinsichtlich eines möglichen Zusammenhangs mit Minustemperaturen und Porenwasser innerhalb der Asphaltschicht sind Gegenstand dieser Untersuchungen. Auf Grundlage der Zunahme des Volumens beim Gefrieren von Wasser zu Eis wurde ein mathematisches Modell entwickelt und in einem Finite-Elemente-Programm implementiert, um die mechanischen Auswirkungen durch die Ausbreitung der Frostsituation innerhalb der Straßenbefestigung zu evaluieren. Dieses neuartige Programm übernimmt die Kopplung zwischen dem thermo-viskoelastischen Problem der Quellung in Asphaltbeton und der Wärmegleichung mit Phasenänderung. Die Modellierung einer zweilagigen teilweise gesättigten Asphaltbetonstruktur zeigte, dass ein Grenzflächenbruch durch unterschiedliche Dehnungen und Eigenspannungsfelder ausgelöst wurde. Dies konnte mit einem Frost-Tau-Wechsel-Versuch belegt werden.