Numerische Simulation der Rissausbreitung in flexiblen Asphaltbefestigungen durch Verkehrslasten
Daniel Ascher, Stephan Büchler, Wang Dawei, Pengfei Liu, Markus Oeser, Frohmut Wellner, Michael P. Wistuba
BASt Heft 1130: Numerische Simulation der Rissausbreitung in flexiblen Asphaltbefestigungen durch Verkehrslasten
120 S., 111 Abb., 43 Tab., ISBN 978-3-95606-363-3, 2018, EUR 19,50
Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung von Grundlagen zur Simulation des Rissverhaltens von flexiblen Straßenbefestigungen. Die Mechanismen der Rissentstehung von Asphalten lassen sich zuerst experimentell mit zeitraffenden statischen und dynamischen Versuchen studieren, um genaue Kenntnis über die belastungsabhängigen Rissverläufe in Asphalten zu gewinnen. Zur Analyse der Rissausbreitung in Asphaltschichten sind die An-
sätze des Kohäsivzonenmodells (CZM) der kommerziellen FE-Software ABAQUS heranzuziehen.
Anhand der Untersuchungsergebnisse lässt sich grundsätzlich feststellen, dass mit Methoden der Spannungsoptik und der Photogrammetrie die Rissentwicklung dokumentiert werden kann. Die entwickelten CZM für die untersuchten Asphalte erlauben es, das Rissverhalten von Straßen im Computer zu simulieren. Liegen genug Erkenntnisse/Untersuchungen vor, kann eine exakte Prognose der Lebensdauer der Asphaltbefestigung nach Eintritt der Makro-Rissbildung ermöglicht werden. Die entwickelten CZM können somit die Rechenverfahren in der RDO Asphalt 09 zur Dimensionierung der Asphaltbefestigungen sinnvoll ergänzen, um mithilfe realitätsnäherer Modellierungen die Genauigkeit der prognostizierten Beanspruchungszustände zu verbessern und die Güte, Wirtschaftlichkeit und Sicherheit der rechnerischen Dimensionierungsmethode weiter zu steigern.
Weiterer Forschungsbedarf besteht noch darin, die entwickelten CZM durch Parallelisierung der Re‑
chenaufgabe zu optimieren. Ferner sind weitere Materialeigenschaften und Stoffmodelle (z. B. die Viskoelastiziät für die Kontinuumselemente) ein–zu‑
binden.
