Einsatz der Semi-Analytischen Finite-Elemente-Methode zur Analyse der Beanspruchungszustände von Asphaltbefestigungen

摘要

For the economical and safe design of asphalt pavements, the reliable damage prediction and assessment of the service life is required to minimize construction and maintenance costs in road construction. For a precise analysis of the stress states of asphalt pavements, the program SAFEM was therefore developed based on the semi-analytical finite element method within the framework of a research project of the Institute of Highway Engineering RWTH Aachen. The pavement responses, which were determined by the SAFEM method are compared with the results of the reference program ABAQUS. Basically, it can be stated that the results of the program SAFEM match those of the commercial program ABAQUS. Besides, the computation time of the SAFEM is significantly less than that of ABAQUS. The developed FE models can therefore form an engineering-oriented calculation basis for predicting the service life of new and existing flexible pavements.%Für die wirtschaftliche und sichere Planung von Asphaltbefestigungen ist eine zuverlässige Schadensprognose und Abschätzung der Nutzungsdauer erforderlich, um die Bau- und Erhaltungskosten im Straßenbau zu minimieren. Zur genaueren Analyse der Beanspruchungszustände von Asphaltbefestigungen wurde daher im Rahmen eines Forschungsvorhabens des Instituts für Straßenwesen der RWTH Aachen auf Grundlage der semianalytischen Finite Elemente Methode das Programm SAFEM entwickelt. Die Beanspruchungen in Asphaltbefestigungen, welche mit SAFEM ermittelt wurden, wurden mit den Ergebnissen des Referenzprogramms ABAQUS verglichen. Grundsätzlich lässt sich feststellen, dass die Ergebnisse des Programms SAFEM mit denen des kommerziellen Programms ABAQUS übereinstimmen. Die Berechnungszeiten von SAFEM sind jedoch wesentlich geringer als die von ABAQUS. Die entwickelten FE-Modelle können daher eine ingenieurgerechte Berechnungsgrundlage zur Prognose der Nutzungsdauer von neuen und vorhandenen flexiblen Befestigungen bilden.