Detailergebnis zu DOK-Nr. 70234
Einflüsse der mikroskaligen Oberflächengeometrie von Asphaltdeckschichten auf das Tribosystem Reifen-Fahrbahn
| Autoren |
M. Weise |
|---|---|
| Sachgebiete |
11.2 Asphaltstraßen 14.1 Griffigkeit, Rauheit |
Stuttgart: Institut für Straßen- und Verkehrswesen, Lehrstuhl für Straßenplanung und Straßenbau der Universität Stuttgart, 2015, 115 S., B, T, 110 Q, Anhang (Veröffentlichungen aus dem Institut für Straßen- und Verkehrswesen, Universität Stuttgart H. 53). - ISBN 978-3-9816754-3-6
Im Fokus der Arbeit liegt die Untersuchung der Griffigkeit von Fahrbahnoberflächen. Primäres Ziel ist dabei die Bestimmung des Zusammenhangs zwischen der hochaufgelöst gemessenen Geometrie der Oberflächentextur auf der Mikroskala und der daraus abzuleitenden Dimension der Griffigkeit, insbesondere dem damit verbundenen Haftreibungsniveau. Dazu werden zunächst geometrische und statistische Parameter von bestehenden Asphaltproben bestimmt, um die isotrope Textur einer Deckschicht eindeutig definieren zu können. Anschließend werden auf Grundlage dieser Parameter künstliche Texturen mit unterschiedlichen Wellenlängen generiert. Zudem wird die Reibkomponente Hysterese numerisch simuliert. Im Weiteren wird eine hierarchische Simulationsmethodik eingeführt. Sie ermöglicht es, das komplexe dreidimensionale Kontaktproblem Reifen-Fahrbahn auf ein vereinfachtes eindimensionales Ersatzsystem zu reduzieren, ohne die dreidimensionalen Kontakteigenschaften zu vernachlässigen. Auf dieser Basis lässt sich die Haftreibung rechentechnisch effizient simulieren. Das in der numerischen Simulation entstehende tribologische Modell führt die Parameter der Texturgeometrie und die viskoelastischen Eigenschaften des Reifenelastomers zusammen. Dies ermöglicht als Ergebnis die Ableitung der in den Mikrokontakten wirksamen Kraftverhältnisse, aus denen sich quantitativ geschwindigkeits- und belastungsabhängige Haftreibungskoeffizienten und effektive Kontaktflächen zwischen den beiden Reibpartnern ermitteln lassen. Die spezifische Variation von Texturen und ein Vergleich der daraus berechneten Reibkurven mit den eingangs bestimmten Parametern zur Charakterisierung der Texturen ergibt Aufschluss über den Zusammenhang der Mikrotexturgeometrie und dem dazugehörigen Griffigkeitsniveau.