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Beiträge in Tagungsbänden:

K. Kappl:
"Erweiterte Regressionsansätze zur Auswertung komplexer Materialparameter (E* und φ) aus zyklisch-dynamischen Prüfungen";
in: "Dresdner Tief- und Straßenbaukolloquium", F. Wellner (Hrg.); herausgegeben von: TU Dresden - Professur für Straßenwesen; TU Dresden, Dresden, 2008, (eingeladen), Paper-Nr. 11, 12 S.



Kurzfassung deutsch:
Dieser Artikel soll einen kurzen Überblick über verschiedene mathematische Auswertungs-methoden zur Ermittlung komplexer Module E* und Phasenverschiebungswinkel φ aus zyk-lisch-dynamischen Materialprüfungen mit sinusförmigen Belastungen geben. Diese dynami-schen Materialkennwerte sind wesentliche Eingangsgrößen zur Beschreibung unterschiedli-cher Asphaltmischgutsorten in der Mischgutoptimierung und in der numerischen Berechnung der Spannungszustände in flexiblen Straßenaufbauten. Meistens werden diese Material-kennwerte mit Hilfe von Blackbox Programmen, die in den Steuerungsprogrammen der je-weiligen Prüfmaschinen vom Hersteller bereits implementiert sind, verwendet, wobei diese in der Regel auf Basis der "peak finding methods" (Methode bei denen die Schwingungsmax-mima - oder minima ohne Datenaufbereitung direkt zur Ermittlung von E* und φ verwendet werden) arbeiten. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Art der Auswertemethode große Einflüsse auf die Größe und Genauigkeit dieser Materialparameter haben. Die "peak finding method" basierenden Auswertemethoden sind aufgrund ihrer großen Ungenauigkeiten meis-tens nicht geeignet komplexere zyklische Prüfungen exakt auszuwerten. Weiters wird ein erweiterter Regressionsansatz zur jener Materialparameter vorgestellt, mit dem es erstmals möglich war, Unterschiede in den Belastungsphasen (Asphaltprobekörper wird durch Druck-belastungen "zusammengedrückt") und in den Entlastungsphasen (Probekörper wird wieder "entlastet") der einzelnen Belastungszyklen zu entdecken und deren "Evolution" zu analysie-ren. Für zyklisch-dynamische Materialprüfungen wie z.B. Steifigkeits- (gemäß EN 12697-26), Ermüdungs- (gemäß EN 12697-24) oder triaxiale, zyklische Druckschwellprüfungen (gemäß EN 12697-25) arbeitet dieser erweiterte Regressionsansatz mit mehreren Sinusfunktionen, die mit linearen und nicht-linearen Termen ergänzt werden, um so noch höhere Überein-stimmungsmaße zwischen Messdaten und Regressionsfunktionen, speziell in der primären Kriechphase von zyklischen Triaxialprüfungen zu erhalten. Diese Phänomene im Material-verhalten von Asphalten unter zyklischer Belastung sollten in Zukunft auf jeden Fall bei der numerischen Modellierung beachtet werden.

Kurzfassung englisch:
This paper gives a brief survey of various mathematical methods for the determination of complex modulus E* and phase lag φ calculated from various cyclic tests with sinusoidal loads. These material parameters are fundamental input parameters for material characterization in mix design and numerical calculations of pavement distress. Mostly, these parameters are calculated by means of a "black box" software supplied by the machine manufacturer on the basis of simple "peak finding" methods. However, it can be proven, that the used postprocessing algorithm to interpret measurement data of cyclic tests is crucial on the accuracy of the calculated material parameters. Simple "peak finding methods", where the machine data are used without diligent post processing, are not suitable for the calculation of complex modulus or phase lag, because of potential errors. Furthermore, an enhanced approach is presented that allows the identification of differences in the "evolution" of material parameters during loading and unloading phases of individual load cycles. For cyclic test procedures i.e. stiffness (according to EN 12697-26), fatigue (according to EN 12697-24) or triaxial cyclic
compression tests (TCCT; according to EN 12697-25), this new approach is based on sinusoidal regression functions extended by appropriate linear or non-linear terms. Due to the application of these improved loading functions higher regression coefficients are gained by fitting row test data, especially in primary creep phases of TCCT. As further outcome it can be proven that HMA specimen show a clearly different material parameter evolution in compression and unloading phases of cyclic triaxial compression tests. A fact, which should be
taken into account in future material models of HMA.

Erstellt aus der Publikationsdatenbank der Technischen Universitšt Wien.