Frohmut Wellner, Alexander Zeißler, Titus Spanier, Anita Blasl

• Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden Grundlagen für ein Dimensionierungsverfahren zur Prognose der Nutzungsdauer von ungebundenen Pflasterbefestigungen geschaffen. Hierfür wurden sowohl umfangreiche Laborversuche zur Untersuchung des elastischen und plastischen Verformungsverhaltes von ungebundenen granularen Baustoffgemischen als auch umfangreiche Sensitivitätsuntersuchungen unter Anwendung der Finiten Elemente Methode sowie großmaßstäbliche Versuche an Pflasterbefestigungen durchgeführt. Die zur Berechnung von dimensionierungsrelevanten Beanspruchungszuständen erforderlichen Modellparameter wurden anhand von Ergebnissen aus Triaxialversuchen zu ermittelt. In Ergänzung zu den Triaxialversuchen wurde untersucht, ob die Beschreibung des elastischen und des plastischen Materialverhaltens mit dem zyklischen Ödometer- und dem CBR-Versuche möglich ist. Zur Kalibrierung und Bewertung des Berechnungsverfahrens wurden großmaßstäbliche Versuche im Otto-Mohr-Laboratorium der TU Dresden durchgeführt. Dafür wurden zwei Versuchsflächen mit unterschiedlichen Betonpflastersteinen hergestellt Zur Bewertung des Einflusses der versuchstechnisch untersuchten Materialien auf das Gesamtverhalten unterschiedlicher Pflasterbefestigungen wurden mittels der Finiten Elemente Software COMSOL Multiphysics umfangreiche Berechnungen durchgeführt. Neben einem nichtlinear elastischen Stoffmodell wurde außerdem eine Verfahrensweise zur Berechnung bzw. Prognose plastischer Verformungen implementiert. Es ist festzuhalten, dass die Berechnung dimensionierungsrelevanter Größen für die rechnerische Prognose der Nutzungsdauer von Pflasterbefestigungen mittels der Finiten Elemente Methode und unter Anwendung dreidimensionaler Berechnungsmodelle mit implementierten nichtlinear elastischen Stoffmodellen als praxistauglich hinsichtlich des erforderlichen Berechnungsaufwandes zu werten ist.
• As part of the research project, the foundations were laid for a dimensioning method to predict the service life of unbound pavements. For this purpose, extensive laboratory tests were carried out to investigate the elastic and plastic deformation behavior of unbound granular building material mixtures as well as extensive sensitivity tests using the finite element method and full-scale tests on pavement reinforcement. The model parameters required for the calculation of dimensioning-relevant stress states were determined on the basis of results from triaxial tests. In addition to the triaxial tests, it was investigated whether the description of the elastic and plastic material behavior is possible with the cyclic edometer and CBR tests. To calibrate and evaluate the calculation method, large-scale tests were carried out in the Otto Mohr Laboratory at TU Dresden. Two test surfaces with different concrete paving stones were produced for this purpose. Extensive calculations were carried out using the finite element software COMSOL Multiphysics to evaluate the influence of the tested materials on the overall behavior of different pavers. In addition to a non-linear elastic material model, a method for calculating and predicting plastic deformations was also implemented. It should be noted that the calculation of dimensioning-relevant variables for the computational prediction of the service life of pavements using the finite element method and applying threedimensional calculation models with implemented non-near-elastic material models can be considered practicable with regard to the required calculation effort.