Detailergebnis zu DOK-Nr. 72502
Bedeutung der Art der Bitumenmodifikation und des Gesteinsgerüsts auf die Spurbildungsneigung von Asphalt unter Verwendung von bildanalytischer Mehrskalenmodellierung (Orig. engl.: Importance of binder modification type and aggregate structure on rutting resistance of asphalt mixtures using image-based multi-scale modelling)
| Autoren |
H.U. Bahia C. Ling A. Arshadi |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.0 Allgemeines, Prüfverfahren, Probenahme, Güteüberwachung 9.1 Bitumen, Asphalt |
Road Materials and Pavement Design 18 (2017) Nr. 3-4, S. 785-799, 11 B, 1 T, 11 Q
Bleibende Verformungen sind eine der maßgebenden Belastungen, die Asphaltbefestigungen ausgesetzt sind. Diese sind abhängig von der Bitumenart, der Gesteinskörnung und den Hohlräumen innerhalb des Asphalts. In der referierten Studie wurde der Einfluss der Bitumenmodifikation und des Gesteinsgerüsts auf die Spurbildungsneigung von Asphalt mittels Finite-Elemente-Modellierung untersucht. Dazu wurden zunächst im MSCR-Test Bitumen mit unterschiedlicher Nachgiebigkeit (bleibende Dehnung nach einem Kriech- und Erholungszyklus - Jnr) und Rückformung (% R) ausgewählt. Unter Variation der Korngrößenverteilung wurden Asphaltvarianten hergestellt. Die Spurbildungsneigung wurde mittels Druck-Schwellversuch anhand der Lastwechselzahl im Wendepunkt der Kriechkurve prüftechnisch angesprochen. Mittels 2-dimensionaler Bildanalyse wurden die innere Asphaltstruktur charakterisiert und die Ergebnisse als Eingangsgrößen für ein neuartiges bildanalysenbasiertes FE-Modell verwendet, um die bleibenden Verformungen des Asphalts zu prognostizieren. Im Modell werden vier Skalen eines Asphalts -Bitumen, Mastix, Mörtel und Asphalt- simuliert und miteinander verknüpft. Hierbei wird ein Ansatz verwendet, der die mechanische Lastabtragung innerhalb des Gesteinsgerüsts berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen, das durch die richtige Wahl des Gesteinsgerüsts (Packungsdichte) und der viskosen Komponente (Jnr) des Bitumens die Spurbildungsneigung minimiert werden kann. Die elastische Komponente (% R) wirkt sich dagegen nicht signifikant aus. Vor diesem Hintergrund sollte die in der Praxis häufig geforderte Anforderung an die Rückformung von Bitumen hinterfragt werden.