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Detailergebnis zu DOK-Nr. 62728

Entwicklung, Kalibrierung und Verifizierung eines neuen mechanisch-empirischen Reflexionsriss-Modells für die Dimensionierung und Auswertung für den Hocheinbau auf einer vorhandenen Asphaltbefestigung (Orig. engl.: Development, calibration, and verification of a new mechanistic-empirical reflective cracking model for HMA overlay thickness design and analysis)

Autoren	X. Hu F. Zhou S. Hu
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer 12.1 Asphaltstraßen

Journal of Transportation Engineering 136 (2010) Nr. 4, S. 353-369, 17 B, 7 T, zahlr. Q

In dem Beitrag wird ein neues mechanisch-empirisches (ME) Reflexions-Rissmodell für die Dimensionierung und Auswertung für den Hocheinbau auf einer vorhandenen Asphaltbefestigung vorgestellt. Als Basis für die Rissmechanik ist das Reflexions-Rissmodell "Paris‘ law" für die ME-Modellentwicklung gewählt worden. Das Modell besteht aus Spannungsintensitätsfaktor (SIF) und Risseigenschaften als fundamentale Eingangsparameter für die Modellierung der Reflexions-Rissfortpflanzung aus der Verkehrsbeanspruchung und thermischen Effekten. Für einfache und praktische Routineanwendungen erscheint das "Paris‘ law" basierte rissmechanische Modell eine vernünftige Auswahl, um den Reflexionsbruch aus Verkehrsbeanspruchung und thermischen Effekten zu modellieren. Anhand von SIF-Berechnungen und statistischen Analysen wurden 32 SIF-Regressionsgleichungen für den Hocheinbau mit Heißasphalt auf vorhandene Straßenbefestigungen aus Asphalt und Beton mit drei verschiedenen Belastungsstufen über den Fugen und den Rissen entwickelt. Die entwickelten Gleichungen ermöglichen es, die Fortpflanzung von Reflexionsrissen aus variablen Belastungsfällen zu analysieren. Für die thermisch bedingten Reflexionsrisse wird ein Mischansatz, ähnlich dem SHARP Niedrigtemperatur-Rissmodell, eingebracht. In diesem Mischansatz werden die viskoelastischen Eigenschaften des Heißasphalts aus der thermischen Beanspruchung, die mit dem SIF verbunden sind, berücksichtigt. Dazu wurden Regressionsgleichungen für den Heißasphalt-Hocheinbau auf vorhandenen Straßenbefestigungen aus Heißasphalt und Beton entwickelt. Die Heißasphalt-Risseigenschaften, sie sind als Eingangsparameter für das vorgeschlagene Reflexionsriss-Modell notwendig, können leicht im Labor mit dem einfachen sogenannten OT-Test ermittelt werden. Das vorgeschlagene Reflexionsrissmodell ist vorbereitend mithilfe von drei Feldstudien mit Heißasphalt kalibriert und dann anhand von Reflexion-Rissdaten aus kalifornischen Testsektionen verifiziert worden. Trotz der mit den Feldstudien vergleichbaren Laborergebnisse werden noch mehr Daten aus weiteren Feldstudien mit variierten Verkehrsbelastungen unter verschiedenen Umweltbedingungen und mit unterschiedlichen Heißasphaltarten für die weitere Bestätigung und die Kalibrierung des Modells benötigt.