Viskoelastische Eigenschaften von polymermodifizierten Asphalten unter zyklisch dynamischer Druckschwellbelastung

Abstract

Ziel dieser Diplomarbeit ist es Grundlagen für die Weiterentwicklung des triaxialen Druckschwellversuchs zur Ermittlung des Widerstandes von Asphalt gegen bleibende Verformungen im Hochtemperaturbereich zu schaffen. Bisher wird in diesem gebrauchsverhaltensorientierten (GVO) Standardversuch eine zyklisch-dynamische Axiallast aufgebracht, mit der die Verkehrslast simuliert wird. Der Einspannungszustand im Straßenkörper wird durch einen radialen Stützdruck modelliert. Derzeit wirkt dieser Stützdruck statisch, was jedoch nicht der realen Situation im Straßenaufbau entspricht. Um die Realität durch den Versuch besser anzunähern, soll ein zyklisch-dynamischer, radial wirkender Stützdruck eingeführt werden.<br />Dazu müssen die Einflüsse von Temperatur, Belastungsfrequenz und Mischgutparameter auf die Phasenverschiebung zwischen axialer Belastung und radialer Verformung systematisch untersucht werden.<br />Im Rahmen dieser Arbeit wurde an polymermodifizierten Asphalten anhand von Reihenuntersuchungen an der Triaxialprüfmaschine die Phasenverschiebung bei variierenden Randbedingungen untersucht. Um die viskoelastischen Eigenschaften von Asphalten bestimmen zu können, wurde die radiale Dehnungsmessung mit direkt an den Probekörper applizierten Dehnungsmessstreifen eingeführt.<br />

The aim of this master thesis is to provide the basics for an enhanced triaxial cyclic compression test (TCCT) to determine the resistance of asphalt concrete (AC) to permanent deformation at high temperatures. Until now a cyclic, sinusoidal axial load is applied to a specimen to simulate traffic loading in this performance based test method. The confinement within the pavement structure is simulated by radial confining pressure. Currently this pressure is applied static, which is different to the real situation in the pavement. To simulate the situation in a more realistic way, a cyclic-dynamic confining pressure is to be introduced into an enhanced TCCT. This requires to study the impact of temperature, loading frequency and material parameters on the phase lag between axial loading and radial strain.<br />Within the master thesis a comprehensive test program on hot mix asphalt (HMA) with polymer-modified binder was carried out to investigate the main impact factors on the radial phase lag. To determine the viscoelastic properties of asphalt, the radial strain measurement was introduced by stain gauges applied directly to the specimen.<br />