Charakterisierung des thermo-mechanischen Verhaltens von Asphaltgemischen anhand von Mikrostrukturanalysen und FE-Simulationen/Characterization of the thermo-mechanical behaviour of the asphalt mixture by microstructural analysis and FE simulation

In dieser Veröffentlichung wird der Einfluss von Temperaturveränderungen auf das mechanische Verhalten von Asphaltgemischen auf Mikroskalenebene untersucht. Um die Mikrostruktur der Asphaltgemische für numerische Simulationen zu rekonstruieren, wurden die Ergebnisse von Röntgen-Computertomographie (XCT) und Techniken der digitalen Bildverarbeitung (DIP) verwendet. Weiterhin wurden unter Nutzung der Methode der Finite-Elemente (FE) die verschiedenen Spannungszustände an der Kontaktstelle zwischen Mörtel und Gesteinskörnung sowie die Energiedissipation des Asphaltmischguts untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass der Einfluss der Temperatur auf das mechanische Verhalten von Asphaltgemischen sehr bedeutend ist und, dass die Temperatur bei der rechnerischen Dimensionierung von Asphaltbefestigungen detalliert Berücksichtigung finden sollte. Zudem wurde die FE-Methode als passender Ansatz hierfür verifiziert. Mit steigender Temperatur steigt der Anteil der maximalen Hauptspannung an der Kontaktstelle zwischen Mörtel und Gesteinskörnung. Die internen Spannungen im Asphalt sind zum Zeitpunkt der Entlastung am größten. Mit steigender Temperatur steigt der Anteil der maximalen Hauptspannungen. Die Spannungszustände wurden an differenziert für große (8/11) und kleine (2/5) Gesteinskörner analysiert.