Die im folgenden Bericht dargelegten Ergebnisse aus den Jahren 1986 bis 1993 sind vor dem Hintergrund und den Randbedingungen der Untersuchungen auf den offenporigen Asphaltdeckschichten auf Außerortsstraßen zu sehen. Weiterentwicklungen in der Straßenbautechnik, Änderungen an den Kraftfahrzeugen und Änderungen des Verhaltens der Verkehrsteilnehmer erfordern, die Versuchsergebnisse zu überdenken; dies gilt insbesondere, weil die offenporigen Asphaltdeckschichten, die den Untersuchungen zugrunde lagen, Ende der 80er Jahre entsprechend dem damaligen Stand der Technik konzipiert und gebaut wurden. Der Ergebnisbericht beruht auf Untersuchungen mit den damals geltenden Randbedingungen des Verkehrs, der Verkehrsmischung und den hierbei verursachten Lärmemissionen. Diese Bedingungen gelten heute nicht mehr in demselben Umfang. So lassen die aus Lärmmessungen sich ergebenden Pegelanstiege auf Deckschichten mit langjährig bewährten Bauweisen vermuten, daß die Geräuschemissionen der Pkw angestiegen sind. Die Frage, in welchem Umfang der Pegelanstieg auf Eigenschaftsänderungen der Deckschichten zurückzuführen ist bzw. durch den Anstieg der Pkw-Geräuschemissionen verursacht wird, läßt sich zur Zeit nicht genau beantworten. Die Untersuchungen haben nicht die erwarteten Ergebnisse hinsichtlich der Lärmwirksamkeit und der bautechnischen Nutzungsdauer hervorgebracht. Aus den Untersuchungen wurden jedoch Erkenntnisse zur Auswahl der Baustoffe, zur Zusammensetzung der Baustoffgemische (Kornform, Bindemittelqualität, Hohlraumgehalt) und zur Herstellung der Deckschichten im Hinblick auf Verbesserungen der bautechnischen Nutzungsdauer und dauerhaften Lärmwirksamkeit gewonnen. Beim Bau offenporiger Asphaltdeckschichten werden die gewonnenen Erkenntnisse bereits umgesetzt. Zur gezielten Weiterentwicklung der lärmmindernden Wirksamkeit von Deckschichten sind ergänzende Untersuchungen zur Abschätzung und Trennung der Lärmerzeugungsmechanismen erforderlich.

Die Kenntnis von Materialeigenschaften spielt bei der Entwicklung oder Optimierung von Betonen und Bauweisen für den Straßenbau sowie der Qualitätskontrolle und -sicherung eine bedeutende Rolle. Gleichermaßen bilden physikalische Materialkennwerte die Grundlage für die rechnerische Dimensionierung und die Restsubstanzbewertung von Betonfahrbahndecken. Einen relevanten Kennwert bei der Untersuchung thermisch induzierter Spannungs- und Verformungszustände stellt der thermische Ausdehnungskoeffizient von Beton dar. Dieser beeinflusst beispielsweise maßgeblich das Längsdehnungsverhalten des Deckensystems sowie das Ausmaß von Plattenkrümmungen und Fugenbewegungen. Im Zuge der systematischen Weiterentwicklung der rechnerischen Dimensionierung aber auch im Zusammenhang mit der gezielten Verbesserung der Gebrauchseigenschaften von Fahrbahndecken gilt es zu hinterfragen, ob lastunabhängige Formänderungseigenschaften, wie z. B. der thermische Ausdehnungskoeffizient der verwendeten Betone, aktuell ausreichend Beachtung finden, ob allgemeine Literaturwerte für die heutigen Fahrbandeckenbetone stets Gültigkeit besitzen und ob deren Implementierung in moderne Rechenmodelle zu validen Ergebnissen führt. Für eine empirische Herangehensweise ist die Verfügbarkeit adäquater Prüfverfahren von entscheidender Bedeutung. In Deutschland existiert aktuell jedoch kein standardisiertes oder genormtes Verfahren für die prüftechnische Bestimmung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Beton. Daher wurden unter Beachtung straßenbauspezifischer Gesichtspunkte zwei Prüfansätze entwickelt, die in diesem Beitrag vorgestellt und hinsichtlich möglicher Messunsicherheiten und Messungenauigkeiten diskutiert werden. Außerdem erfolgt die Darstellung ausgewählter Ergebnisse aus Analysen an Bestandsbetonen aus dem BAB-Netz. Im Ergebnis sollen die Untersuchungen einen Beitrag zur Schaffung der prüftechnischen Voraussetzungen für eine abgesicherte Quantifzierung der thermischen Dehnung von Fahrbahndeckenbetonen leisten.

Mobility is a central requirement for economic growth, employment and participation of each individual in social life. This basic principle of the BMVI (Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure) requires an intact and functional infrastructure. In a context of increasing investments over the next few years, it will be relevant to develop a network related systematic procedure to be part of the structural maintenance of the federal highway network. In the planning of maintenance measures, the knowledge about the state of structural performance and its long-term development is of central importance. In the following, a method is presented which allows the mechanically and statistically reliable assessment and prognosis of structural performance of concrete pavements. In addition, the application and procedure are applied to a case study.

In Germany, expenditure for the construction of new and maintenance of existing federal highways is currently at a record level of EUR 8 billion per year. In connection with the planned infrastructure policy reforms it is necessary to further develop the planning tools for dimensioning and substance assessment of road structures in order to increase the efficiency of construction measures. The stress caused by traffic is of central importance here. Since unevenness in the road surface has a significant influence on the dynamic part of the wheel load, dynamic effects must be explicitly taken into account. As a result, increasing unevenness can lead to higher dynamic loads and, in the context of a corresponding number of wheel rollovers, to disproportionate damage to the road structure. In general, a shock factor is taken into account during dimensioning, which is to be considered as a function of vehicle suspension, load, speed and evenness. This approach is not sufficient for concrete road structures executed as slabs. In the normal case, only the periodically occurring individual event of a transverse contraction joint, superimposed by irreversible and/or temporary slab deformations, can lead to a significant increase in the dynamic wheel load. In addition, the existing slab deformations are tied to many boundary conditions and can therefore vary greatly in their characteristics. For the further development of methods for dimensioning and residual substance assessment with regard to their accuracy, a three-dimensional slab-specific view of the road surface is therefore appropriate. In this paper, a suitable measuring method for three-dimensional surface laser scanning and an algorithm for the classification of slab deformations are presented.

Ziel der Forschungsarbeiten zum Thema Durchsickerung von Straßenböschungen ist es, ausgewogene Beurteilungskriterien für einen umwelteffizienten und zugleich ökonomischen Einsatz von Ersatzbaustoffen und Bodenmaterial zu schaffen. Durch eine belastbare Datengrundlage zur Erfassung des Wasserhaushaltes des gesamten Bauwerkes können Instrumente entwickelt werden, um die Wirksamkeit der unterschiedlichen technischen Sicherungsmaßnahmen zu beurteilen. Um dieses Ziel zu erreichen, verfolgt die Bundesanstalt für Straßenwesen verschiedene Projektansätze zum Thema Durchsickerung von Straßenböschungen. Jeder Projektansatz hat seine Stärken und Schwächen. Durch großmaßstäbliche Versuche können die realen Verhältnisse gut wiedergegeben werden. Solche Versuche sind jedoch personalintensiv und langwierig. Schneller und preisgünstiger sind Modellrechnungen. Die Qualität der Berechnungen hängt aber stark von der Qualität der gewählten Parameter ab. Durch inverse Modellierung müssen die Eingabeparameter der Programme zur Modellrechnung an die Realität angepasst werden. Die realen Bedingungen werden am besten durch ein Pilotprojekt an einem realen Versuchsdamm wiedergegeben. Diese Versuche sind sehr aufwendig und sehr kostenintensiv, aber zur Validierung der Modellrechnung und der großmaßstäblichen Versuche erforderlich. In dem Betrag wird beschrieben, welche großmaßstäblichen Versuche durch die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) durchgeführt wurden und wie sie von Anfang an durch Simulationsrechnungen begleitet wurden.

Der Autor beleuchtet die aktuelle Situation am Arbeitsmarkt und die universitäre Ausbildung. Zum einen stehen, da 45% der Bauingenieure älter als 50 Jahre sind, Unternehmen und der öffentliche Dienst im Wettbewerb um gut ausgebildete Absolventen. Zum anderen müssen Ausbildungsinhalte und der Ausbildungsstandard (Bachelor/Master) Schritt halten mit den anspruchsvoller werdenden Tätigkeiten. Erfordernisse, um die Attraktivität des Berufs des Straßenbauingenieurs zu verdeutlichen, werden aufgezeigt.

Die Straßenoberfläche mit ihrer Mikro-, Makro und Megatextur ist das primäre Bindeglied zwischen Straßenoberbau und Reifen. Zudem beeinflusst sie mit ihren Gebrauchseigenschaften maßgebend die Verkehrssicherheit, aber auch Aspekte wie die Schall- und CO2-­Emission. Für die Entwicklung künftiger Oberbaukonstruktionen in Betonbauweise verfolgt daher das Referat Betonbauweisen der Bundesanstalt für Straßenwesen daher eine Top-Down-Betrachtung (Oberfläche, Konstruktion, Baustoff) mit einem ganzheitlichen performanceorientierten Ansatz über die verschiedenen Prozesse/Phasen. In Verbindung mit der DMAIC-Methode (Define – Measure – Analyze – Improve – Control) kann somit das künftige Ziel der Steuerung, Optimierung und Entwicklung in einem geschlossenen Kreislauf verfolgt und die heuristische Methode „trial and error'' verlassen werden . Die Technologie “Texturgrinding" befindet sich auf dem Weg zu einer realen Innovation und gegenwärtig in der Adoptions- bzw. Diffusionsphase. Sie bietet nunmehr die Möglichkeit dauerhafte Fahrbahnoberflächen mit bedarfs- und nutzergerechter Oberflächenperformance herzustellen. Grundsätzlich ist aus heutiger Sicht auch eine nuancierte Einstellung der verschiedenen KPI (Key Performance Indicator) Griffigkeit, Schallemission, Wasserdrainage, Rollwiderstand und Ebenheit denkbar.

Ein auf Nachhaltigkeit angelegtes Großprojekt wie das der Zustandserfassung und -bewertung (ZEB) bedarf eines Qualitätssicherungssystems. Hierfür wurde auf Initiative des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen (BMVBW) eine Untersuchung ausgelöst, über die die Grundlagen und Voraussetzungen für ein umfassendes QS-System erarbeitet werden sollen. In einer Pilotierungsphase soll im Jahr 2002 die Machbarkeit nachgewiesen werden.

Die AKR-Schadensevolution von Betonfahrbahndecken ist in der Anfangsphase durch eine Dunkelfärbung der Oberfläche im Fugenbereich gekennzeichnet. Es wird vermutet, dass eine erhöhte Durchfeuchtung der Betonrandzone ursächlich für diese Erscheinung ist. Vor diesem Hintergrund wurde exemplarisch eine Fahrbahnplatte eines repräsentativen Bundesautobahnabschnitts systematisch mit verschiedenartiger zerstörungsfreier Prüftechnik vor Ort untersucht. Die Ergebnisse der zunächst erfolgten großflächigen Durchmusterung mit Radar zeigen, dass in den Bereichen mit einer Dunkelfärbung der Betonfahrbahndecke erhöhte Laufzeiten der Radarimpulse zwischen der Oberfläche und der Rückseite der Betonfahrbahndecke auftreten, was auf eine erhöhte integrale Durchfeuchtung der Betonfahrbahndecke schließen lässt. Vertiefend durchgeführte NMR-Feuchtemessungen in der Betonrandzone zeigen eine gute Korrelation zwischen erhöhtem Feuchtegehalt und der dunkel gefärbten Fahrbahnoberfläche. Die Ergebnisse beider zerstörungsfreien Prüfmethoden lassen den Schluß zu, dass die Betonfahrbahndecke in der Nähe des Fugenkreuzes eine höhere Durchfeuchtung als im Bereich der Querscheinfuge aufweist. Die geringste Durchfeuchtung besitzt die Betonfahrbahndecke in der Plattenmitte. Die mit den zerstörungsfreien Prüfverfahren ermittelten Befunde stimmen prinzipiell gut mit den punktuell mittels Darr-Wäge-Verfahren an Bohrmehlproben gewonnenen Ergebnissen überein.

In 2014 a research program has been started about non-destructive test methods to evaluate the structure of pavements. This task has been given to two research groups - first research group is led by RWTH Aachen University (Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule) and the second by University of Siegen. This paper focuses on the initial findings of the running research program. The assessment of the existing infrastructure and its condition will be one of the main tasks during the next years in order to use the available budget for maintenance accurately and efficiently. Therefore, it is necessary to identify possible damages and examine their effects on the road construction. BASt (Federal Highway Research Institute) is using the Mobile Load Simulator MLS10 for accelerated pavement testing (APT) on different types of pavements. In addition to non-destructive test methods, sensors are applied to measure structural impacts. The overall objective of this research program is to develop a non-destructive test method that allows the calculation of the remaining life time and load cycles of pavements. To simulate realistic wheel loads in a short period of time the MLS10 on German full scale standard pavement constructions has been used. The first pavement test section was loaded with 3 x 10 high 6 50 kN wheel loads while the second, thinner pavement test section was loaded with 3 x 10 high 5 50 kN wheel loads. Both loads are equivalent to the pavement design load. Three different strategies have been used to analyze and monitor structural changes. The innovative measurements have been realized by the two research groups to collect data for their models. The RWTH Aachen collected data with twelve geophones aligned in a row parallel to the wheel path. The geophones measure the entire vertical deflection basin of the pavement surface that exists due to the passing real truck wheels. These measurements were done for different truck speeds and at different transverse distances to the wheel path. The University of Siegen collected data by using acceleration sensors on the surface of the road construction. After recording the data they were integrated into displacement signals and evaluated. Additionally to those measurements BASt used conventional equipment to monitor the pavement structure and surface characteristics. The measurements and evaluation tools used for the innovation program have a high potential to validate APT programs in the future. Based on this research it is possible to start further research activities to push the non-destructive evaluation of pavements structures - not only in APT - into an improved direction.

As investigations by BASt have shown, a bond between concrete surfaces and bases may be a disadvantage when water penetrates via joints and from the sides if the bond becomes partially detached at an early stage. Free water may penetrate into the area between the concrete surface and the base and build up in areas where the bond is still intact. The high pressure caused by lorry wheels rolling over the pavement causes hydrodynamic pumping. This creates very high flow speeds with considerable corrosion power. This results in the base course surface being eroded in the areas where heavy vehicles drive over the road and may even lead to water and fine particles from the base courses being expelled through the longitudinal joints between the pavement slab and the lower hard shoulder or first overtaking lane. The erosion of the base leads unavoidably to the bearing conditions deteriorating and increased loading of the concrete surface. Cracks may occur and, later stepping-off and tilting of the plates components. This significantly deteriorates the evenness and consequently the service value of the road. This finally leads to a reduction in the service life of the concrete surface. To avoid such damage water which has penetrated must be able to lose pressure and to then seep away. A possible solution is: A nonwoven fabric substance between concrete suface and bound base course. This construction method has proved himselve on numerous test road sections and were rightly included in the new Codes of Practice for the Standardisation of the Upper Structure of Traffic-Bearing Surfaces (Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von Verkehrsflächen- RStO).

2011 beauftragte das damalige Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung die BASt mit der wissenschaftlichen Begleitung des bundesweiten Feldversuchs mit Lang-Lkw. Lang-Lkw dürfen mit bis zu 25,25 m zwar um 6,50 m länger als nach den geltenden Regelungen ausgeführt sein; ein höheres Gesamtgewicht als die auch heute schon geltenden 40 t bzw. 44 t im Vor- und Nachlauf zum kombinierten Verkehr ist bei Lang-Lkw hingegen nicht zulässig. Der Versuch startete mit Wirkung vom 01.01.2012 und war auf die Dauer von fünf Jahren ausgelegt. Er ist Bestandteil des Aktionsplans Güterverkehr und Logistik des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur. Die gesetzliche Grundlage zur Durchführung des Feldversuchs bildet die vom Bundesminister für Verkehr erlassene Verordnung über Ausnahmen von straßenverkehrsrechtlichen Vorschriften für Fahrzeuge und Fahrzeugkombinationen mit Überlänge, kurz LKWÜberlStVAusnV, vom 19.12.2011 sowie deren zugehörige Änderungs-Verordnungen. Eine der Vorgaben betraf zum Beispiel den auf ein geprüftes Streckennetz beschränkten Einsatz der Lang-Lkw, eine andere die Teilnahme an der wissenschaftlichen Begleitung. Der Zweck der wissenschaftlichen Begleitung bestand unter anderem in einer Versachlichung des Themas "Längere Lkw". Ausgehend von den Argumenten gegen längere und schwerere Lkw aus der Vergangenheit wurden auch gegen die im Feldversuch ausschließlich adressierte Vergrößerung der Länge von Interessenvertretern der Bahn, von Umweltverbänden, aber auch Automobilclubs Bedenken geäußert. Die Kritik betrifft prinzipiell und relativ pauschal folgende drei zentrale Punkte: - Die Verkehrssicherheit würde durch größere und/oder schwerere Lkw gefährdet. - Die Infrastruktur würde durch größere und/oder schwerere Lkw derart beansprucht, dass eine Ertüchtigung und/oder Instandsetzung die Allgemeinheit mit enormen Kosten belasten würde. - Durch die zu erwartende Effizienzsteigerung und damit einhergehenden Kostenvorteile im Straßengüterverkehr würden Transporte von der Schiene auf die Straße verlagert und/oder neue Verkehre auf der Straße induziert, sodass schließlich nicht weniger, sondern mehr Straßengüterverkehr stattfinden würde. Auch der Umstand, dass es sich beim Lang-Lkw um ausschließlich längere, nicht aber schwerere Lkw handelt, hat keine grundlegende Veränderung in der Diskussion gebracht. Ziel der Konzeption der wissenschaftlichen Begleitung war es, alle in der Öffentlichkeit diskutierten Hoffnungen in und Bedenken gegen den Einsatz von Lang-Lkw umfassend zu berücksichtigen. Aufbauend auf einer internationalen Literaturstudie und unter Berücksichtigung der rechtlichen Rahmenbedingungen sowie öffentlichen Diskussion wurden diejenigen Aspekte ermittelt und aufgelistet, die als mögliche Chancen und Risiken für einen Einsatz von Lang-Lkw in den verschiedenen Quellen benannt wurden. Diese Liste wurde im Rahmen eines Expertenkolloquiums im Mai 2011 diskutiert und weiterentwickelt. Zur Beantwortung der identifizierten Fragestellungen wurden mehrere Forschungsprojekte initiiert und im Feldversuchs zum Teil von der BASt selbst, überwiegend jedoch von externen Forschungsinstituten bearbeitet. Der zum Ende des Feldversuchs vorgelegte Abschlussbericht der BASt enthält neben den für die Konzeption der Gesamtuntersuchung erforderlichen rechtlichen Grundlagen und vorliegenden Erkenntnissen aus der Literatur die Zusammenfassungen der verschiedenen Forschungsprojekte aus allen Untersuchungsphasen der wissenschaftlichen Begleitung. Zusammenfassend ist zu konstatieren, dass sich bedeutende Probleme im Feldversuch nicht gezeigt haben. Gemessen an der Vielzahl betrachteter Fragestellungen ist die Anzahl der identifizierten potenziellen Herausforderungen gering. Zudem können die identifizierten Herausforderungen bei der derzeit vorhandenen Anzahl an im Feldversuch beteiligten Lang-Lkw und auch noch unter der Annahme von deutlich höheren als im Rahmen der Untersuchungen zu den Verkehrsnachfragewirkungen prognostizierten Anteilen von Lang-Lkw am Güterverkehrsaufkommen als hinnehmbar oder beherrschbar eingestuft werden. Es kann zudem festgehalten werden, dass der Einsatz des Lang-Lkw eine positive Verkehrsnachfragewirkung bezüglich einer Reduktion von gefahrenen Lkw-Kilometern und dementsprechend auch eine Reduktion von Klimagasen und Luftschadstoffen im Versuch gezeigt hat und zukünftig haben kann. Es zeigte sich bislang, dass Verlagerungseffekte von der Bahn beziehungsweise vom Binnenschiff auf den Lang-Lkw vor allem aufgrund der bestehenden Gewichts-, aber auch der tatsächlichen beziehungsweise im Modell angenommenen Streckenbeschränkungen sehr gering und damit vernachlässigbar sind. Wenngleich deutlich wird, dass der Lang-Lkw nur eine mögliche Teillösung zur Eindämmung des Güterverkehrswachstums und den damit einhergehenden Umweltwirkungen darstellt, ist der Einsatz aus betriebswirtschaftlicher und verkehrsnachfrageseitiger Sicht in bestimmten Bereichen und Einsatzfeldern sinnvoll.

Im Erd- und Straßenbau ist es in den letzten Jahren bei bindemittelbehandelten sulfathaltigen Böden wiederholt zu teilweise erheblichen Schäden durch Quellhebungen gekommen, die auf eine Mineralreaktion im Boden zurückzuführen sind. Werden Böden mit natürlichem Sulfatgehalt zu bautechnischen Zwecken mit calciumbasierten Bindemitteln behandelt, so kann das Bindemittel unter bestimmten Randbedingungen mit den im Gips enthaltenen Sulfationen zum Mineral Ettringit reagieren. Infolge der mit dieser Mineralneubildung verbundenen Volumenvergrößerung kann es zu erheblichen Hebungsschäden kommen. Die für die Reaktion des Sulfattreibens im Boden maßgebenden Einflussfaktoren sind zwar grundsätzlich bekannt, quantitative Prüfmethoden und standardisierte Strategien zur Gefahrenabwehr lagen bis dato allerdings noch nicht vor. Das Ziel des Forschungsvorhabens, über das in diesem Beitrag berichtet wird, war die Entwicklung eines praxistauglichen Prüfverfahrens als Grundlage für eine hieraus abzuleitende Prüfvorschrift. Hierfür wurden an Proben aus verschiedenen Boden-Bindemittelgemischen mit definierten Sulfatgehalten Quellhebungsversuche geplant, durchgeführt und ausgewertet. Im Ergebnis wurde ein annähernd linearer Zusammenhangzwischen dem Sulfatgehalt im Boden und den eingetretenen Quellhebungen festgestellt. Die Ergebnisse zeigen ferner, dass eine Behandlung sulfathaltiger Böden mit Weißfeinkalk mit größeren Quellhebungen verbunden ist als eine Behandlung mit Zement.