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Detailergebnis zu DOK-Nr. 29396

Verformungsmechanik von Korngemischen

Autoren	H. Füreder
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer

Österreichische Ingenieur-Zeitschrift (ÖIAZ) 24 (1981) Nr. 4, S. 144-148

In allgemeiner Form werden zunächst die charakteristischen Eigenschaften der Straßenbaustoffe, insbesondere im Hinblick auf ihre Verformungsfestigkeit, beschrieben. Bei ungebundenen (stabilisierten) Gesteinskorngemischen wird der Widerstand gegen Formänderung auf Reibung der Gesteinskörner untereinander zurückgeführt. Der elastische Formänderungsbereich liegt bei solchen Gemischen etwa bei 0,2 %. Darüber hinaus kommt es zu einem Gleiten der Kornkontakte, das heißt zu irreversiblen Formänderungen. Es wird festgestellt, daß im allgemeinen kleine viskose Formänderungen durch die in der Kornstruktur vorhandenen elastischen Rückstellkomponenten rückgängig gemacht werden können. Da die Korngemische in den Schichten einer Straße keiner Druckbelastung unterliegen, sondern unter einer Vielzahl von Lastwechseln ermüden, heißt dies, daß die Straßenbaustoffe eine bestimmte Menge an Formänderungsenergie ertragen können. Bei den bituminös gebundenen Gemischen beruht die Verformungsfestigkeit auf den Bindekräften in den Kornkontaktbereichen. Innerhalb dieser Bindungsstruktur besteht senkrecht zu den Kornoberflächen in Richtung der Korndruckspannung ein hoher elastisch wirkender Bindungseffekt, während parallel zu den Kontaktflächen praktisch nur die Viskosität des Bindemittels und die Kornreibung die Verformungsfestigkeit bestimmen. Die Verformungsfestigkeit kann sowohl bei bituminös gebundenen als auch bei ungebundenen Schichten durch den Hohlraumgehalt im Korngemisch beeinflußt werden. Durch Verringerung des Hohlraums werden die Reibungs- und Bindungsflächen vergrößert und die Verformungsfestigkeit gesteigert. Dabei spielen auch Korngrößenverteilung, Größe, Art und Form der Gesteinskörner eine Rolle. Asphaltschichten weisen nur dann ihre höchstmögliche Verformungsfestigkeit auf. wenn Kornkontakt- und Porenwinkelbildungen die Festigkeit des Korngemisches bestimmen. Abschließend werden die maßgebenden Kennwerte für die Verformungsfestigkeit von Straßenbaustoffen auf die Gegebenheiten einer Straßenbefestigung übertragen. Modellhaft werden dann die Auswirkungen von z. B. hohen sommerlichen Temperaturen auf die Asphaltschichten und die Folgen der Last- und Spannungsverteilungen der Frost-Tau- Periode dargestellt.