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Keywords
- Asphaltoberbau (1)
- Belastung (1)
- Bemessung (1)
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- Bitumen (1)
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- Design (overall design) (1)
- Deutschland (1)
- Dynamics (1)
- Dynamik (1)
Inhalt dieses Forschungsprojekts ist die Prüfung der Verformungsstabilität von Walzasphalten für den Straßenbau. Ziel ist es, den technisch aufwendigen Triaxialversuch in ein praxistaugliches, aussagekräftiges Prüfverfahren mit vereinfachten Versuchsbedingungen zu überführen, damit dieser für Routineprüfungen angewendet werden kann. Ein Teil des Forschungsprojekts ist der mehrlagigen Herstellung von dicken Asphaltprobeplatten mit dem Walzsektor-Verdichtungsgerät gewidmet und der geeigneten Gewinnung von zylindrischen Probekörpern aus den Platten. Ausführlich wird die Auswirkung von Verdichtungsmodus und Bohrrichtung auf das Ergebnis von Triaxialversuchen analysiert. Es wird gezeigt, dass die Herstellungs- und das Gewinnungsverfahren von Asphaltprobekörpern aus Asphaltplatten einen großen Einfluss auf das Versuchsergebnis aus zyklisch-dynamischen Laborversuchen haben können. Insbesondere für Triaxialversuche ist es daher zwingend notwendig, schlanke Probekörper in vertikaler Richtung aus dicken Asphaltplatten, hergestellt mit einem kombinierten weg-kraftgeregelten Verdichtungsregime, auszubohren. Der Hauptteil des Forschungsprojekts hat die Entwicklung einer verbesserten Methode zur Interpretation von zyklisch-dynamischem Asphaltprüfungen zum Inhalt. Es wird die Energie, die während zyklisch-dynamischer Asphaltprüfungen dissipiert wird, in Reihenuntersuchungen systematisch ausgewertet und erweist sich dabei als sehr aussagekräftige Kenngröße zur Beschreibung der asphaltmechanischen Eigenschaften. So wird für jeden Versuchstyp aufgeschlüsselt, welche Veränderungen während der Prüfung im Baustoff stattfinden und welche Schädigungen vorhanden sind (Ermüdung oder plastische Verformung, oder beide). Anhand der neuen Auswertemethode mit Hilfe der dissipierten Energie werden im abschließenden Teil des Forschungsprojekts unterschiedliche Prüfverfahren zur Ansprache des Verformungsverhaltens vergleichend analysiert und Empfehlungen für die Laborpraxis abgeleitet. Als Alternative zum technisch aufwendigen Triaxialversuch wird demzufolge als praxistaugliches Laborprüfverfahren der Stempeleindringversuch mit Stützring empfohlen, da er qualitativ ähnliche Ergebnisse liefert.
Der Straßenbaustoff Asphalt ist unter bestimmten Voraussetzungen in der Lage, während Erholungsphasen eine bereits eingetretene Strukturschädigung selbsttätig zum Teil oder vollständig zurückzubilden und so eine Regeneration des Baustoffs zu bewirken. Man spricht von Selbstheilungs- oder Healing-Eigenschaften. Für eine Steigerung der Dauerhaftigkeit von Straßenbauasphalten wäre es von großem Nutzen, die Healing-Eigenschaften kontrollieren bzw. stimulieren zu können. Eine systematische Untersuchung der Healing-Eigenschaften von Bitumen und Asphalt sowie geeignete Verfahren zu ihrer prüftechnischen Ansprache waren bisher nicht bekannt. Ziel des Forschungsprojekts war es, zu klären, ob und mit welchen Prüf- und Auswertemethoden die Healing-Eigenschaften von Straßenbauasphalten im Labor angesprochen werden können. Mit dieser Arbeit werden erstmals Ergebnisse aus systematisch variierten Reihenuntersuchungen zu den Selbstheilungskräften von Bitumen und Asphalt vorgestellt. Es wurden statische und zyklisch-dynamische Laborprüfungen mit Lastpausen (Erholungsphasen) zwischen den Belastungszyklen eingesetzt. Zur Ansprache von Healing-Eigenschaften erwiesen sich auf Asphaltebene kraftgeregelte Zug-Druck-Wechsellastprüfungen und auf Bitumenebene kraftgeregelte DSR-Ermüdungsprüfungen jeweils mit Lastpause als gut geeignet. Es wurde eine Auswertemethodik entwickelt und neue Healing-Indices eingeführt, die eine Beurteilung des Healing-Verhaltens an einem einzigen Probekörper nach Durchführung einer Ermüdungsprüfung erlauben. Die materialspezifischen Healing-Eigenschaften könnten bei der rechnerischen Dimensionierung vorteilhaft berücksichtigt werden. Dazu wird ein Konzept vorgestellt, nach dem die im Rahmen von Dimensionierungen notwendigen Ermüdungsprüfungen mit Untersuchungen zum Healing-Verhalten zu ergänzen sind. Folglich kann ein modifiziertes Materialgesetz verwendet werden, welches auch die materialspezifischen Healing-Eigenschaften abbildet.
