Verbesserung der Erfassung des Verhaltens von Tragschichten ohne Bindemittel (ToB) zur Berücksichtigung in den RStO, RDO und den RSO

S 172: Frohmut Wellner, Sabine Leischner, Titus Spanier:
Verbesserung der Erfassung des Verhaltens von Tragschichten ohne Bindemittel (ToB) zur Berücksichtigung in den RStO, RDO und den RSO
76 S., 47 Abb., 27 Tab., ISBN 978-3-95606-663-4, 2022 ? 16,50
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden Un¬tersuchungen für die Dimensionierung von Stra-ßenbefestigungen bei realitätsnaher Berücksichti¬gung des nichtlinear-elastischen und plastischen Verformungsverhaltens von ToB in Straßenbefesti¬gungen in Abhängigkeit von klimatischen Bedingun¬gen (Frost-/Tauperioden, Schwankungen des Was¬sergehaltes in den ToB) durchgeführt. Hierzu wur¬den experimentelle Versuchsmethoden im Labor¬maßstab, insbesondere Triaxialversuche an unge¬bundenen Baustoffgemischen (UBG) weiterentwi¬ckelt und optimiert. Die Arbeiten im Labor wurden durch entsprechende Berechnungen mit der Finite Elemente Methode (FE-Methode) begleitet, um das Beanspruchungsniveau von ToB als Grundlage für die Versuchsdurchführung zu ermitteln.
Die in den Triaxialversuchen angewendete Ver¬suchsprozedur sicherte eine gute Erfassung des Materialverhaltens und ist geeignet, sowohl die Steifigkeiten von UBG als auch deren plastisches Verformungsverhalten zu charakterisieren. Auf Grundlage der Versuche wurden Materialparameter für das erweiterte modifizierte Universal-Modell (elastisches Verhalten) und das dehnungsbasierte plastische Modell bestimmt. Die erzeugte Material¬antwort lieferte jedoch keine präzisen Informationen zum plastischen Shakedown-Limit und dem charak¬teristischen Grenzdehnungszustand. Zur Integrati¬on dieser Grenzkriterien in das Prüfprogramm und deren schärferer Eingrenzung ist eine Anpassung zweckmäßig. Voraussetzungen und Untersuchungskriterien für die analytische Dimensionierung der ToB wurden zusammengetragen und ein auf den untersuchten Stoffmodellen basierendes Verfahren zur Berech¬nung der plastischen Verformungen in ToB vorge¬stellt. Anhand dieser Ergebnisse wurden Arbeits¬schritte und Algorithmen zur Implementierung der Ergebnisse in die Verfahrensweise nach den RStO und RDO Asphalt und Beton als Grundlage für eine programmtechnische Umsetzung erarbeitet.
In Ergänzung zu den Triaxialversuchen wurden zy¬klische Ödometer- und CBR-Versuche durchge-führt. Ziel war es, zu untersuchen, ob mit den Er¬gebnissen dieser Versuche eine vereinfachte Klas-sifizierung von UBG möglich ist. Das elastische Verformungsverhalten der geprüften Materialen konnte auf Grundlage der zyklischen Ödometerver¬suche gut abgeschätzt und verglichen werden. Mit den Ergebnissen der zyklischen CBR-Versuche war keine befriedigende Charakterisierung des plasti¬schen Verformungsverhaltens möglich. Eine Klassi¬fizierung auf Basis zyklischer Ödometer- und CBR-Versuche scheint im gegenwärtigen Entwick¬lungsstadium nicht möglich, hierzu sind Triaxialver¬suche notwendig. Es wurden verschiedene Klassifi¬zierungsverfahren verglichen und eine neue Dar¬stellungsvariante entwickelt, mit der das Potenzial von UBG besser bewertet und verschiedene Mate¬rialien verglichen werden können.