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2.4 Rheologie von Asphalt
2.4.1 Rheologische Modelle zur Simulation des Verformungsverhaltens
Die Rheologie dient als Teilgebiet der Mechanik der mathematischen Beschreibung
der Verformungsvorgänge von Stoffen infolge äußerer Lasten. Durch die Kombination
einfacher Modelle, die rein elastisches, plastisches oder viskoses Verhalten
aufweisen, kann das tatsächliche Verformungsverhalten realer Stoffe unter Last und
Zwang mit guter Annäherung unter Zugrundelegung physikalischer Gesetzmäßigkeiten
beschrieben werden.
Werden rheologische Einzelelemente in Reihe geschaltet, wirkt in diesen Elementen
die gleiche Spannung, während die Gesamtdehnung gleich der Summe der Dehnung
aller Einzelelemente ist.
Parallel geschaltete Einzelelemente erfahren die gleichen Dehnungen, während die
das Gesamtmodell belastende Spannung die Summe der in den Einzelelementen
wirkenden Spannungen ist.
Im Folgenden werden zunächst rheologische Einzelelemente vorgestellt, sowie ihre
Zusammenschaltung in verschiedenen Modellen. Die darauffolgenden Kapitel
diskutieren die Reaktionen dieser Modelle auf verschiedene Belastungssituationen.
2.4.1.1 Elastizität
Die Elastizität, in Prinzipskizzen angedeutet als Federelement, beschreibt die
Fähigkeit eines Körpers, eine durch eine äußere Last aufgezwungene Dehnung nach
Wegnahme der Last wieder vollständig und spontan zurück zu bilden. Die Dehnung
eines rein elastischen Körpers ist proportional zur wirkenden Spannung. Die Größe
der Dehnung wird durch den Elastizitätsmodul (kurz: E-Modul) definiert. Gleichung
2.1 gibt die Dehnungsänderung ε& eines rein elastischen Körpers infolge einer
aufgezwungenen Spannungsänderung σ& wieder.
σ&
ε& el =
Gleichung 2.1
E
2.4.1.2 Viskosität
Die Viskosität, dargestellt als Dämpfer-Element, beschreibt die Fließfähigkeit eines
Materials infolge äußerer Belastung. Die Dehnung eines rein viskosen Materials ist
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