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Die Straßenflächenentwässerung auf Autobahnen ist eine wichtige Voraussetzung für die Verkehrssicherheit. Andernfalls kann es zu Aquaplaning und zu daraus resultierenden Unfällen kommen. Besonders breite Fahrbahnen und hohe Geschwindigkeiten sind dafür auffällig. In den „Richtlinien für die Anlage von Autobahnen“ (RAA 2008) werden Hinweise gegeben, mit welchen Maßnahmen entwässerungsschwache Zonen vermieden werden können. Diese bestehen aus entwurfstechnischen, baulich-konstruktiven und verkehrsrechtlichen Lösungen. Zu diesen Maßnahmen gehören: - Erhöhung der Längsneigung, - Einbau offenporiger Deckschichten, - Konstruktive Maßnahmen (Querkastenrinnen), - Vermeidung von Verwindungsbereichen durch Anordnung einer negativen Querneigung, - Einbau einer Schrägverwindung oder - Beschränkung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit bei Nässe (sofern keine der vorgenannten Maßnahmen möglich ist). Um diese Maßnahmen richtig auszuwählen, benötigt die Praxis umfassende Informationen über deren Vor- und Nachteile. Im vorliegenden Forschungsvorhaben werden die verschiedenen Lösungen hinsichtlich Dauerhaftigkeit, Dimensionierung, Einbau und Kosten untersucht und bewertet. Darauf aufbauend werden Empfehlungen für die Wahl der jeweils geeigneten Lösung in Abhängigkeit von den jeweiligen örtlichen Randbedingungen (Anzahl der Fahrstreifen, Befestigungsart, Längsneigung) gegeben. Gleichzeitig wird geprüft, ob es sich unter Berücksichtigung der Bau- und Erhaltungskosten um wirtschaftliche Maßnahmen handelt. Dies erfolgt über das Nutzen-Kosten-Verhältnis. Im Ergebnis werden Empfehlungen zur Übernahme in die Entwurfsrichtlinien für Autobahnen gegeben.
Die Wirtschaftlichkeit der Erhaltung Straßen ist ein Thema, das Wissenschaft und Praxis schon seit Langem beschäftigt. Insbesondere die Erstellung technisch sinnvoller und wirtschaftlich effizienter Erhaltungsprogramme für bestehende Straßen ist hierbei ein sehr wichtiger Punkt.
Eine entscheidende Einflussgröße für die systematische Erhaltungsplanung ist vor allem auch die möglichst genaue Kenntnis bzw. Prognostizierbarkeit von zeitlichen Schadensverläufen, die wiederum originär auch auf materialseitige Kennwerte bzw. das mechanische Verhalten des Oberbaus (z.B. plastische Verformung, Ermüdung) zurückzuführen sind.
Daher wurden in diesem Projekt für die Asphaltbauweise etablierte Methoden der Nutzungsdauerprognose (z.B. bezüglich Ermüdung des gebundenen Aufbaus) und der Schadensverlaufsprognose (z.B. Spurrinnenbildung) angewendet und mit verschiedenen Szenarien weiterentwickelt.
Für die Betonbauweise wurden hingegen bestehende Verfahren auf Anwendbarkeit getestet und neue Entwicklungen bezüglich einer Nutzungsdauerprognose (Hazardfunktionen) eingesetzt.
Bei einer betonschädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) ist bisher eine systematische Erhaltungsplanung nicht möglich, da sich der Schadensverlauf nur sehr schwer prognostizieren lässt. Hierzu wurden materialseitige Untersuchungen (zerstörend/zerstörungsfrei) an AKR-geschädigten Fahrbahndeckenbetonen durchgeführt. Die Prognose der Restnutzungsdauer bei einer AKR-Schädigung ist daraus jedoch nicht auf direktem Wege möglich. Daher wurde eine Methodik zur Prognose der (Rest-)Nutzungsdauer auf empirischer Basis (Auswertung von ZEB-Daten) entwickelt.
Aufbauend auf den beschriebenen Methoden zur Nutzungsdauerabschätzung von Asphalt- und Betonbauweisen wurden vergleichende Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen für Erhaltungsstrategien unter Berücksichtigung unterschiedlicher Annahmen und Szenarien mit der Software LCD2 angestellt
