Bewertung und Modellierung des Verformungsverhaltens von Asphalten mit Hilfe von zyklischen Triaxialprüfungen

Abstract

Die vorliegende Arbeit liefert einen wesentlichen Beitrag zur Beschreibung des Verfor-mungsverhaltens von Asphalten mit Hilfe von zyklischen Triaxialprüfungen. Ein wesentliches Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Routineprüfmethode "triaxiale, zyklische Druck-schwellprüfungen TCCT (triaxial cyclic compression tests)" an Asphaltprobekörpern mit kon-stantem Stützdruck zur Ansprache des Verformungsverhaltens als einen Aspekt des gesamten Gebrauchsverhaltens (Tieftemperaturbeständigkeit, Beständigkeit gegen Ermüdungsrisse und bleibende Verformungen) von Asphalten. Diese Prüfmethode soll auf den Forderungen der europäischen Normen ÖNORM EN 12697-25 und ÖNORM EN 13108-20 basieren, um erste Erfahrungen und Datengrundlagen mit den neuen gebrauchsverhaltensorientierten Prüfmethoden zur Bestimmung des Verformungswiderstandes gewinnen zu können. Die erhaltenen Prüfergebnisse werden in entsprechenden Kategoriekennwerten, die in den CE-Kennzeichen der Asphalte gefordert werden, in den nationalen Umsetzungsdokumenten der Serie ÖNORM B 3580 zu den harmonisierten Europäischen Erstprüfungsnormen empfohlen und umgesetzt. Zusätzlich werden die maßgeblichen Materialkennwerte wie z.B. dynamischer Modul und Phasenwinkel mit einer neuentwickelten Auswertesoftware berechnet und damit Modellparameter unterschiedlicher, rheologischer Materialmodellen ermittelt. Diese Modellparameter werden wiederum in Finite-Elemente-Methoden (FEM) Simulationsprogrammen verwendet, Prognoseberechnungen zum Verformungsverhalten durchzuführen.<br />

This thesis is an important contribution to the description of permanent deformation behav-iour of bituminous mixtures with triaxial cyclic compression tests. A main goal of this thesis is the development of a routine test method "triaxial cyclic compression tests" TCCT of asphalt specimen with constant confining pressure to address rutting behaviour as one part of the performance behaviour (resistance against low temperature cracking, fatigue cracks and permanent deformations) of bituminous mixtures. This test method should base on the regulations of the European Standards ÖNORM EN 12697-25 and ÖNORM EN 13108-20 to gain first experiences and data bases with these new performance based test methods against permanent deformation behaviour. The obtained test results are recommended and implemented in specific category values, which are required in the CE markings, of the national Austrian implementing documents ÖNORM B 3580 series. Furthermore the most important material parameters i.e. dynamic modulus and phase lag are calculated within new developed analysis software and this material parameters are used to fit model parameters of different rheological models. The model parameters itself are used in finite-element-method (FEM) simulation programmes to predict permanent deformations of bituminous mixtures.