Detailergebnis zu DOK-Nr. 46924
Langzeitalterungseffekte im Wärmeschrank und ihre Bedeutung für das Ermüdungsverhalten sowie die Anfangssteifigkeit von Asphaltbeton (Orig. engl.: Long-term oven-aging effects on fatigue and initial stiffness of asphalt concrete)
| Autoren |
J. Harvey B.-W. Tsai |
|---|---|
| Sachgebiete |
11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer |
Transportation Research Record (TRB) H. 1590, 1997, S. 89-98, 4 B, 5 T, 10 Q
Ermüdungsrisse sind ein Hauptproblem im Asphaltstraßenbau Kaliforniens. Um dem nachzugehen, wurden zwei Bindemittel für Untersuchungen ausgewählt, bei denen ein unterschiedliches Verhalten bezüglich einer Alterung erwartet wurde. Gemessen an einem Versuch im Wärmeschrank (thin-film oven test) hatte das Bindemittel V (Valley)eine Verhältniszahl der Viskositäten nach einer Beanspruchung bei 60 Grad Celsius gegenüber dem Zustand vorher von 1,75 und das zu vergleichende Bindemittel C (Coastal) von 3,24. Mit den Bindemitteln wurden im Labor Asphaltplatten hergestellt, aus Mischgut mit unterschiedlichen Bindemittelgehalten und dementsprechend auch unterschiedlichen Hohlräumen. Aus den Platten wurden Balken herausgeschnitten. Zur Alterung bei einer Temperatur von 85 Grad Celsius wurden die Proben in Aluminiumkästen gelagert, die im Deckel kleine Löcher aufwiesen. Nach thermischer Beanspruchung wurden die Proben auf Biegezugfestigkeit bei einer Haversine-Belastung mit 10 Hz geprüft. Als Anfangssteifigkeit wurde die Steifigkeit nach 50 Zyklen definiert und das Versagen der Proben wurde der halben Anfangssteifigkeit zugeschrieben. Es zeigte sich bei beiden Bindemittelarten ein Anstieg der Anfangssteifigkeiten nach einer Langzeitalterung im Wärmeschrank über sechs Tage hinweg. Die Empfindlichkeit der Ermüdungsfestigkeit hing von dem Bindemittel ab; hier erwies sich das Bindemittel V als praktisch unempfindlich, während das Bindemittel C auf die Beanspruchung reagierte. Wesentlich deutlicher wirkte sich aber eine Zunahme des Hohlraums um 3 Vol.-% oder die Abnahme des Bindemittelgehaltes um 1 M.-% aus. Abschließende Modellrechnungen untermauerten die Zunahme der Ermüdung durch Wärme.