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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Einfluss der Verbindung zwischen Lastplatte und Probekoerper auf das viskoeleastische Materialverhalten von Asphalt / Impact of the connection between load plate and specimen on the viscoelastic material response of hot mix asphalt

Zyklische Druckschwellversuche (CCT) werden routinemaessig durchgefuehrt, um das Verformungsverhalten (bleibende Verformungen) von Asphaltmischgut bei hoeheren Temperaturen zu bestimmen. CCT koennen jedoch auch zur Ermittlung des linear viskoelastischen Materialverhaltens (dynamischer Modul, Phasenwinkel) verwendet werden, wenn der Versuch mit einem Frequenz- und Temperatursweep durchgefuehrt wird. Im Druckschwellbereich sind dabei zwei Grenzfaelle bezueglich der Verbindung zwischen Probekoerper und Lastplatten moeglich: Zum einen kann der Probekoerper fest mit der Lastplatte verbunden, also verklebt sein. Das bedeutet, dass keine Querdehnung an den Stirnflaechen des Probekoerpers moeglich ist. Im anderen Fall besteht keine fixe Verbindung zwischen Lastplatte und Probekoerper. Durch reibungsmindernde Zusaetze (zum Beispiel Silikonfett) an den Stirnflaechen des Probekoepers wird eine moeglichst homogene Verteilung der Verformungen ueber die gesamte Probekoerperhoehe erreicht, da so auch begrenzt Querdehnungen an den Stirnflaechen aktiviert werden. Die Untersuchung geht der Frage nach, ob die Verbindung zwischen Lastplatte und Probekoerper einen Einfluss auf die viskoelastische Materialantwort hat. Dafuer wurden CCT an Asphaltprobekoerpern mit beiden Randbedingungen durchgefuehrt. Die Datenauswertung erfolgt mittels Regressionsanalyse, wobei in der Regressionsfunktion zusaetzlich zum einfachen Sinus ein Term eingefuehrt wird, der die erste Oberschwingung darstellt. Es wird gezeigt, dass sich die Parameter der ersten Oberschwingung sehr gut eignen, Abweichungen vom vorgegebenen oder erwarteten Sinus sowohl quantitativ als auch qualitativ darzustellen. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass CCT unabhaengig von der Verbindungsqualitaet Probekoerper/Lastplatte das viskoelastische Materialverhalten beschreiben koennen. Ein Vergleich mit Ergebnissen aus 4-Punkt-Biegepruefungen (4PBB) weist nach, dass die Daten aus 4PBB und CCT gut korrelieren. Zudem kann die Regressionsanalyse mit erweiterter Funktion auch zur Qualitaetskontrolle des Outputs von dynamischen Pruefmaschinen herangezogen werden. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: In routine testing of hot mix asphalt (HMA) cyclic compression tests (CCT) are carried out to assess the permanent deformation behavior. However, CCT can also be employed for determining the material response within the linear viscoelastic domain in terms of stiffness and phase lag, when a frequency and temperature sweep is considered. In the compressive domain two test setups are possible regarding the connection between load plate and specimen: The specimen is either firmly connected (glued) to the load plates, which prevents transverse strain at the end planes, or the specimen is placed between the load plates without firm connection. In this case, friction-reducing additives (e. g. silicone grease) applied to the end planes of the specimen help to create a more homogeneous strain distribution over the height of the specimens, since limited transverse strain are also activated at the end planes of the specimen. This paper investigates whether these two test setups produce comparable results in terms of viscoelastic material reaction of HMA. Therefore, CCT were run on HMA-specimens with the two test setups. Data evaluation was carried out by means of regression analysis with a standard sine and an advanced function containing the first harmonic oscillation term. It is shown that the parameters of the first harmonic term are able to describe the magnitude and shape of a distorted sine. From the findings of the study it can be concluded that cyclic material tests in the compressive domain are capable of describing the viscoelastic material behavior of HMA regardless of the connection between specimen and load plates and that they are comparable to results of a well-established, standardized stiffness test, the 4-point-bending (4PBB) test. It is also shown that the regression analysis with the advanced function can be employed to analyze the quality of response of the test machine. (A)

Language

  • German

Media Info

  • Pagination: 95-103
  • Serial:

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01559704
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Apr 1 2015 10:24AM