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Detailergebnis zu DOK-Nr. 72510

Berechnung der Rissausbreitung in Asphalt mit dem Kohäsiv-Zonen-Modell und einer erweiterten Finite-Element-Methode (Orig. engl.: Research on cracking of asphalt pavement based on cohesive zone model and extended finite element method)

Autoren	J. Wang Z. Ma Y. Sun K. Li X. Yuan
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer 11.2 Asphaltstraßen

Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields: Proceedings of the 10th International Conference on the Bearing Capacity of Roads, Railways and Airfields (BCRRA 2017), Athens, Greece, 28-30 June 2017. Leiden u. a.: CRC Press, 2017, Paper No. 187, S. 1415-1422, 12 B, 1 T, 17 Q

Zur Entwicklung und Verifikation einer erweiterten Finite-Elemente-Analyse (EFEA) unter Verwendung des Kohäsivzonenmodells (CZM) wurden 3-Punkt-Biegeversuche an gekerbten Probekörpern durchgeführt. Mit den so erhaltenen Parametern wurde das Rissverhalten einer Asphaltbefestigung, bestehend aus einer Asphaltdeck- und Asphalttragschicht, simuliert. Als definierter Schwachpunkt wurde eine Kerbe an der Oberseite der Deckschicht angesetzt. In der simulierten Abkühlung der Oberseite der Deckschicht konnte das Risswachstum zur Unterseite berechnet werden und über die Öffnungsbreite des Risses (CMOD) bewertet werden. Dabei wurde erkannt, dass sich die CMOD in drei Stufen verändert und mit höherer Abkühlrate schneller zunimmt. Im mittleren Bereich zwischen den Schichten tritt ein schneller Anstieg der CMOD auf, was mit dem spontanen Versagen zwischen den Schichten begründet wird. Dies belegt die Notwendigkeit eines guten Schichtenverbunds. Als weitere Einflussgröße wurde die Zugfestigkeit ermittelt, welche offensichtlich mit der CMOD im mittleren Rissbereich korreliert, aber keinen Einfluss im folgenden unteren Rissbereich aufweist. Für den Elastizitätsmodul wurde ein gegensätzliches Verhalten beobachtet, niedrige Moduln begünstigen einen langsamen Rissfortschritt, insbesondere in der Deckschicht.