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Detailergebnis zu DOK-Nr. 61357

Tieftemperaturverhalten von bituminösen Baustoffen: labortechnische Ansprache und numerische Simulation des Gebrauchsverhaltens

Autoren	M. Spiegl
Sachgebiete	9.0 Allgemeines, Prüfverfahren, Probenahme, Güteüberwachung 9.1 Bitumen, Asphalt

Wien: Institut für Straßenbau und Straßenerhaltung, Technische Universität Wien, 2008, 242 S., zahlr. B, T, Q (Mitteilungen des Instituts für Straßenbau und Straßenerhaltung, Technische Universität Wien (ISTU) H. 19). - ISBN 978-3-901912- 1912-19-1

Aufgrund des belastungsdauer- und temperaturabhängigen Materialverhaltens von Asphalt stellt der Widerstand gegen thermische Risse in klimatisch exponierten Regionen mit niedrigen Temperaturen eine wesentliche Eigenschaft dieses Baustoffs dar, welche die untere Grenze seiner Gebrauchsspanne charakterisiert. Die Arbeit setzt auf wesentlichen Forschungsarbeiten zu dieser Thematik von Arand und Monismith auf, um davon ausgehend eine verbesserte Charakterisierungsmethodik zu entwickeln, mit deren Hilfe die maßgeblichen Beanspruchungsmechanismen für die Beurteilung des Widerstands von Asphaltmischgütern gegen thermische Risse bei tiefen Temperaturen identifiziert werden können. Diese verbesserte Methodik umfasst Abkühlversuche und zyklisch dynamische Prüfungen an Asphalten zur versuchstechnischen Ansprache der Materialeigenschaften in Verbindung mit nummerischen Modellierungen von flexiblen Fahrbahnaufbauten zur Simulation der kryogenen und mechanogenen Beanspruchungen infolge Verkehrslast und verhindertem thermischen Schrumpf. Dieses nummerische Modell berücksichtigt realitätsnah die geometrischen Randbedingungen sowie die thermomechanischen Schichteigenschaften der ungebundenen Schichten und des Untergrunds und integriert eine Berechnungsmethode zur Berücksichtigung des Temperaturübergangs und der Temperaturverteilung im Straßenkörper. Darüber hinaus werden das Kriechverhalten der eingesetzten Asphaltmischgüter, die temperaturabhängigen Steifigkeitseigenschaften der Asphaltschichten und die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Materialien simuliert. Die Temperaturabhängigkeit der Materialparameter wird durch ein rheologisches Modell (Power Law Model) abgebildet. Die nummerische Simulation liefert die maßgeblichen Beanspruchungsgrößen im Aufbau, um auf Grundlage von zyklisch dynamischen Zugschwellversuchen den Widerstand des Mischguts gegen thermische Rissbildung über die Ermüdungsdehnung und die Ermüdungsenergie (dissipierte Energie) zu beurteilen.