Detailergebnis zu DOK-Nr. 47239
Mechanismen der Ermüdung, des Rißwachstums und der - regeneration von Asphaltbeton - Theoretische Grundlagen, Feld- und Laborversuche (Orig. engl.: Mechanistic evaluation of fatigue damaged growth and healing of asphalt concrete - Laboratory and field experiments)
| Autoren |
Y.R. Kim D. Little H.-J. Lee |
|---|---|
| Sachgebiete |
11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer 11.2 Asphaltstraßen |
Proceedings of the 8th International Conference on Asphalt Pavements, August 10-14, 1997, Seattle, Washington. Seattle, Wash.: University of Washington, 1997, Vol. II, S. 1089-1107, 18 B, 2 T, 29 Q
Der Ermüdungsverlauf und die Regeneration, Rißwachstum und -heilung von Asphaltbeton wurden auf der Grundlage von theoretischen Energiebetrachtungen in Feld- und Laborversuchen ermittelt, analysiert und bewertet. Bei den Feldversuchen wurde die Biegewellentheorie und die frequentielle Dispersionsanalyse zugrunde gelegt und damit die variierenden Steifigkeiten der Fahrbahnbefestigungen bei Impuls- (Falling-Weight-Deflectometer, FWD) und Haversine-Belastungen ohne und mit Ruhepausen bei unterschiedlichen Schadens-(Riß-)Zuständen aufgrund der gemessenen Fahrbahnreaktionen ermittelt und systematisch analysiert. Bei den Laborversuchen wurden zwei unterschiedliche energetische Ansätze zur Ermittlung der Ermüdungscharakteristiken verwendet: das Korrespondenzprinzip und die thermodynamische Potentialtheorie. Grundsätzlich wurden sowohl in den Feld- als auch in den Laborversuchen S-förmige Steifigkeitsabnahmen über der Anzahl der Lastwiederholungen, mit anfänglich starkem Abfall, sodann geringerer Abnahme (Quasi-Konsolidierung) und konvergierend zum endgültigen Bruch wiederum starker Abnahme, festgestellt. Die Regenerierung (Rißheilung) während der Ruhepausen stellt sich als Anhebung, Erhöhung des komplexen Moduls aus dem Zustand der vorangegangen erreichten Ermüdung dar und ist ein Maß für die ruhebedingte Lebensdauerverlängerung. Die experimentell ermittelten Verhaltensweisen werden durch die zugrunde gelegten mechanischen Theorien gut bestätigt. Bitumenart und -gehalt haben großen Einfluß auf die Steifigkeitsentwicklungen und auf die Ermüdungs- und Regenerationsverhaltensweisen. Mit Hilfe der zugrunde gelegten theoretisch-mechanischen Prinzipien konnten die unterschiedlichen Verhaltensweisen bei kraft- und verformungsgesteuerten Belastungen geklärt und die von den Belastungsarten unabhängigen, physikalisch relevanten konstitutiven Ermüdungs- und Erholungs-Verhaltensbeziehungen (erstmalig) ermittelt werden.