Mikrostrukturell begründetes Materialmodell für das Verformungsverhalten von Asphalt

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dieter Dinkler
• Fachliche Zuordnung: Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5437429

Langfristiges Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Erprobung von mathematisch-mechanischen Modellen zur computerunterstützten Dimensionierung von Straßenquerschnitten. Die Modelle sollen die Mischungsverhältnisse von Binder und Mineralstoff der Deck- und Tragschichten sowie die zugehörigen Schichtdicken berücksichtigen. Teilziel der ersten Phase ist die Entwicklung eines Werkstoffmodells für Asphalt, das viskoses Verhalten, Schädigungs-, Erholungs- und Heilungsprozesse temperaturabhänig abbilden kann. Der Asphalt wird als Verbundmaterial aus Bitumen, Füller, Mineralstoffen und Porenraum mit Hilfe der Mischungstheorie beschrieben. Die Modellierung des Verformungsverhaltens von Bitumen erfolgt mikromechanisch beründet mit rheologischen Körpern, die fraktionale Zeitableitungen enthalten. Das Werkstoffverhalten des Korngerüstes wird mit Ansätzen aus der Geomechanik modelliert. Die Entwicklung des Porenvolumens ist über die Massenbilanz der Mischungstheorie mit anderen Komponenten verknüpft, so dass Verdichtungs- und Entmischungsvorgänge modellierbar sind. Die Erprobung des Gesamtmodells erfolgt an Asphalt-Straßenquerschnitten für praktisch relevante Fälle unter Wärmeeinwirkung und Verkehrslast mit der Finite Elemente Methode.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professorin Dr.-Ing. Ursula Kowalsky