Detailergebnis zu DOK-Nr. 70452
Dynamische Rückrechnung der Schichteigenschaften von Asphaltstraßen mit der Spektral-Element-Methode (SEM) (Orig. engl.: Dynamic backcalculation of asphalt pavement layer properties using spectral element method)
Autoren |
Y. Zhao P. Chen D. Cao |
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Sachgebiete |
11.2 Asphaltstraßen 14.7 Tragfähigkeitsprüfungen |
Road Materials and Pavement Design 16 (2015) Nr. 4, S. 870-887, 12 B, 2 T, zahlr. Q
Für eine zuverlässige Interpretation von FWD-Messergebnissen und zutreffend zurückgerechnete Schichteigenschaften spielt die eingesetzte Rückrechnungsmethode eine wichtige Rolle. In dieser Studie wird die Spektral-Element-Methode (SEM) eingesetzt, um die dynamischen viskoelastischen Reaktionen der Asphaltstraßenkonstruktion auf einen Falling-Weight-Deflectometer (FWD)-Impuls zu analysieren. Hierzu wird das Modifizierte-Havriliaj-Negami (MHN)-Modell verwendet, um die mechanischen Eigenschaften von Asphaltbeton (AC) zu charakterisieren. Das MHN-Modell kann das visko-elastische und das Dämpfungs-Verhalten von AC sehr genau beschreiben und benötigt dazu mit lediglich fünf Modell-Koeffizienten wesentlich weniger, als die häufig verwendete Prony-Reihen-Darstellung. Der auf der MHN-Prozedur basierende Computer-Code ermittelt Resultate die gut mit FEM-Ergebnissen übereinstimmen. Der Vergleich dynamischer mit quasi-statischen viskoelastischen Reaktionen zeigt, dass Trägheits- und Dämpfungsverhalten die Oberflächendeflexion aufgrund eines FWD-Impulses entscheidend beeinflussen. Dieser Einfluss ist bei Straßenkonstruktionen mit hydraulisch gebundenen Schichten besonders stark ausgeprägt. Daraus wird gefolgert, dass es wichtig ist, FWD-Messungen unter Berücksichtigung der dynamischen Effekte zu analysieren. Die SEM-Resultate zeigen, dass diese Methode besonders gut geeignet ist, die "time-history" zu berechnen. Die Ergebnisse der dynamischen Rückrechnung unterscheiden sich signifikant von den Ergebnissen der üblicherweise verwendeten Rückrechnung auf Basis der Mehrschichtentheorie.