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Detailergebnis zu DOK-Nr. 47754

Charakterisierung der Ermüdung von Asphaltbeton unter Verwendung der Theorien über Viskoelastizität und Schädigung des Kontinuums (Orig. engl.: Fatigue characterization of asphalt concrete using viscoelasticity and continuum damage theory)

Autoren	Y.R. Kim D.N. Little H.-J. Lee
Sachgebiete	9.1 Bitumen, Asphalt 11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer

Asphalt Paving Technology 1997, Salt Lake City, Utah 1997. St. Paul, MN: Association of Asphalt Paving Technologists (AAPT), 1997, S. 520-569, 15 B, 3 T, 35 Q

Ermüdungsrisse durch wiederholte Verkehrsbelastung sind eine der häufigsten Schädigungen von Fahrbahnen aus Asphaltbeton. Ein mechanistischer Ansatz zur Charakterisierung der Ermüdung von Asphaltmischungen wird vorgestellt. Er beruht auf einem einaxialen viskoelastischen Stoffmodell, das die Schadensentwicklung bei zyklischen Belastungen berücksichtigt. Das elastisch-viskoelastische Korrespondenzprinzip ermöglicht es, Schadenszuwachs und Heilung bei zyklischer Belastung vom zeitlichen Verhalten des Materials zu trennen. Es wird die Arbeitspotentialtheorie angewandt, eine Schadenstheorie des Kontinuums basierend auf der Thermodynamik irreversibler Prozesse. Interne Zustandsvariablen werden zur Entwicklung einer analytischen Darstellung des Modells verwendet. Einaxiale Spannungsermüdungsversuche unter konstanter Dehnung mit verschiedenen Amplituden wurden durchgeführt, um die Modellparameter von zwei Asphaltmischungen zu ermitteln. Das resultierende Stoffmodell konnte die Schadensentwicklung von Asphaltbeton auch bei komplexen Belastungsmustern recht genau vorhersagen. Die in Versuchen ermittelte Ermüdung, definiert als Anzahl der Lastwechsel bis zur Abnahme der effektiven Steifigkeit auf die Hälfte, konnte in den meisten Fällen genauer als zehn Prozent ermittelt werden. Es werden einige Beziehungen zwischen chemischen Größen des Asphaltbinders und ihren positiven Einfluß auf das Ermüdungsverhalten bei Lastpausen angegeben.