Zum viskoelastischen und viskoplastischen Verhalten von Asphalt

Viscoelastic and viscoplastic behavior of asphalt

  • Asphalt verhält sich viskoelastisch und viskoplastisch. Diese beiden rheologischen Eigenschaften sind aus Versuchen an Probekörpern und auch aus Messungen an Straßenbefestigungen bekannt. In der vorliegenden Arbeit werden insbesondere die Ergebnisse von dynamischen Versuchen an Asphalt-Probekörpern theoretisch interpretiert und daraus Folgerungen für das Verhalten des Baustoffes in Straßenbefestigungen bei bewegten Verkehrslasten gezogen. Zur Beschreibung des viskoelastischen Verhaltens werden die grundlegenden Begriffe der Viskoelastizität, die Kriechfunktion und der komplexe Elastizitätsmodul und ihre Beziehungen zueinander eingehend behandelt. Die Anwendung dieser Begriffe auf die Experimente führt schließlich zur Definition eines effektiven Elastizitätsmoduls für Asphalt, welcher Anstelle des E-Moduls im konventionellen Sinne bei elastizitätstheoretischen Bemessungsbesprechungen von Straßenbefestigungen verwendet werden kann. Infolge seines viskoplastischen Verhaltens kommt es bei Asphalt zu bleibenden Verformungen, die sich z.B. bei Straßen als Spurrinnen zeigen und die Befahrbarkeit wesentlich beeinträchtigen. Es werden die physikalischen Zusammenhänge des viskoplastischen Verhaltens erarbeitet. Damit werden Grundlagen für Verfahren bereitgestellt, mit deren Hilfe aus Verformungsmessungen an Probekörpern (Impulskriechversuche) bleibende Verformungen in Asphalt-Befestigungen von Straßen berechnet werden können.
  • The behavior of asphalt is both viscoelastic and viscoplastic. Both rheological properties are known from tests on samples and pavement measurements. This paper concentrates on the theoretical interpretation of results from dynamic tests on asphalt samples and their consequences for the behavior of construction materials in pavements under traffic loads. In order to describe viscoelastic behavior, the basic concepts of viscoelasticity, creep function and the complex modulus of elasticity as well as their relationships are dealt with in detail. The application of these concepts to the experiments finally leads to the definition of an effective modulus of elasticity for asphalt which, instead of the conventional modulus of elasticity, can be employed in pavement design calculations based on the theory of elasticity. Due to the viscoplastic behavior of asphaltic materials, permanent deformations are likely to occur; on highways they show up as ruts and considerably affect serviceability. The physical relationships of viscoplastic behavior are explained. They provide a basis for methods with which permanent asphalt pavement deformations can be calculated based on deformation measurements on samples (creep tests under repeated load).

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Metadaten
Author:Heinz Hürtgen
Series (Serial Number):Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik (361)
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2015/03/10
Release Date:2015/03/10
Tag:Berechnung; Bituminöses Mischgut; Elastizitätsmodul; Kriechen; Verformung; Viskoelastizität
Bituminous mixture; Calculation; Creep (mater); Deformation; Modulus of elasticity; Viscoelasticity
Institutes:Abteilung Straßenbautechnik / Abteilung Straßenbautechnik
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
collections:BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 31 Bituminöse Baustoffe

$Rev: 13581 $