Detailergebnis zu DOK-Nr. 66576
Mehrskalenmodellierung des Versagens von bituminösen Materialien - vom Ermüdungsverhalten bis zu Festigkeitseigenschaften von Asphalt (Orig. engl.: Multiscale fracture modeling of bituminous mixtures - from fatigue behavior to ultimate strength properties of asphalt concrete)
| Autoren |
J. Füssl |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.1 Bitumen, Asphalt 11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer |
Wien: Institut für Straßen- und Flugbetriebsflächenbau, Technische Universität Wien, 2011, 119 S., zahlr. B, 72 Q, Anhang (Mitteilungen des Instituts für Straßen- und Flugbetriebsflächenbau, Technische Universität Wien (ISTU) H. 26). - ISBN 978-3-901912-26-9
Der erste Teil der Dissertation ist der Homogenisierung von Festigkeitseigenschaften mittels numerischer Methoden der Traglastanalyse gewidmet, wobei speziell auf die Identifizierung von Versagensmechanismen in Kompositen und auf den Transfer des Festigkeitsverhaltens von einer Skala zur nächsthöheren Skala eingegangen wird. Eine diskrete Formulierung der Traglastanalyse ist auf 2D und 3D Materialsysteme von Kompositen angewandt. Die Leistungsfähigkeit des vorgestellten Homogenisierungsverfahrens ist anhand verschiedener Untersuchungen, wie der Auswirkung von Hohlräumen und Partikeln, geschädigter Grenzflächen und Mikrorisse auf den Versagensmechanismus, dargestellt. Der zweite Teil der Dissertation ist der Modellierung des viskoelastischen Verhaltens und des Ermüdungsverhaltens von Asphalt gewidmet. Zur Identifikation von viskoelastischen Modellparametern wurde ein umfangreiches experimentelles Programm durchgeführt. Das Ermüdungsverhalten, charakterisiert durch die Abnahme des komplexen Steifigkeitsmoduls und die Zunahme des Phasenverschiebungswinkels mit zunehmenden Lastwechseln, kann mit dem vorgestellten Ermüdungsmodell sehr gut nachgebildet werden. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass auf der einen Seite die Traglastanalyse eine geeignete Methode zur Homogenisierung des Festigkeitsverhaltens darstellt und auf der anderen Seite die Implementierung des Mehrskalenmodells ins vorgestellte Ermüdungsmodell die Bestimmung des Einflusses des "mix-design'', des Materialverhaltens jeden Bestandteils und die Art der Belastung auf das gesamte Ermüdungsverhalten erlaubt. Auf diese Weise wird gebrauchsverhaltensorientierte Optimierung von bituminösen Mischungen in Bezug auf ihr Ermüdungs- und Festigkeitsverhalten möglich.