Der vorherrschende Wissensstand über die auftretenden Zusammenhänge beim Einbauprozesses und deren mathematische Beschreibung sind wissenschaftlich nicht sehr gut dokumentiert, was auf mehrere Gründe zurückzuführen ist. Als maßgebliche Gründe lassen sich folgende Ursachen identifizieren: Erstens ist die Tatsache zu nennen, dass der Großteil der Entwicklung bei Straßenfertigern auf Basis von Erfahrungen und gefühlten Empfindungen im betrieblichen Einsatz basiert und eine grundsätzliche wissenschaftliche Betrachtung des Einbauprozesses in der Vergangenheit als nicht notwendig erachtet worden ist bzw. nicht notwendig war (z. B. wegen genügend gut ausgebildetem Personal und/oder moderater Vorgaben der Einbauleistungen). Zum zweiten lässt sich das Einbaugut beim Einbau schwer mathematisch beschreiben. Die Gründe sind die starke Temperaturabhängigkeit und Inhomogenität des Einbaumaterials. Das Verhalten des Einbaugutes ist aber von fundamentaler Bedeutung, da sich beim Einbau ein komplexes Gleichgewicht zwischen der Einbaubohle und dem Material bildet. Den veröffentlichten Forschungsergebnissen, die sich mit dem Einbauprozess beschäftigen, ist gemein, dass die erlangten Erkenntnisgewinne nur durch sehr aufwendige Versuche entstanden sind. In der vorliegenden Dissertation wird gezeigt, dass es mit experimentellen Untersuchungen (Prüfstandsaufbau und Simulation) möglich ist einen ausgewählten Asphalt-Werkstoff-Parameter zu quantifizieren und zu modellieren. Der Haftreibungsbeiwert innerhalb des Materials wurde als zu untersuchender Werkstoffparameter ausgesucht, da mit diesem Werkstoffparameter Teile des makroskopischen Verhaltens von Asphalt beschrieben werden können. Für den Einbau ist das makromechanische Verhalten des Asphalts entscheidend, da hier der Asphalt transportiert (Kratzkettenföderband und Schnecke) und verdichtet (Einbaubohle) wird. Der Ringscherzellen-Versuch wurde für die Untersuchungen ausgewählt, da der Versuchsaufbau die Kriterien Dichtheit, Beheizbarkeit und Möglichkeit der mehrfachen Aufnahme von Messreihen mit er selben Probe erfüllt. Die Versuche wurden bei Temperaturen zwischen 80 °C und 160 °C durchgeführt. Als Modellierungsmethode wurde die Diskrete Elemente Methode verwendet, da mit dieser Methode Inhomogenitäten und kohäsive Stoffeigenschaften abgebildet werden können. Bei der simulativen Untersuchung wurden die Simulationswiederholung, die Korngrößenverteilung, der Vertikalabstand, der Zeitschritt, die Modellierung des Kontaktmodells und der Einfluss der verschiedenen Parameter untersucht. Mit dieser Methode war es möglich den Ringscherzellen-Versuch in eine simulative Umgebung zu überführen und die charakteristischen Eigenschaften nachzubilden.


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    Title :

    Untersuchung der Potentiale zur Modellierung von Walzasphalt mittels der Diskrete Elemente Methode


    Additional title:

    Investigation of the potentials for modeling rolled asphalt using the Discrete Element Method


    Contributors:

    Publication date :

    2021



    Type of media :

    Miscellaneous


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    German



    Classification :

    DDC:    625