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.

Für eine fachgerechte Ausführung des Ersatzes oder Teilersatzes von Betonplatten erfordern konventionelle Methoden ein relativ großes Zeitfenster, da die Verkehrsfreigabe ein Erreichen der erforderlichen Materialfestigkeit voraussetzt. Bei akutem Handlungsbedarf wird daher häufig eine temporäre Instandsetzung mit Asphalt vorgenommen. Seit 2012 werden Einsatzmöglichkeiten und -grenzen eines modularen Schnellreparatursystems für partiell geschädigte Betonfahrbahndecken untersucht. Dabei werden industriell vorgefertigte Betonteile in ihren Abmessungen individuell an den Schadensumfang angepasst und eingesetzt. Wichtige Aspekte stellen dabei die präzise Entfernung des geschädigten Altbetons aus der Fahrbahndecke und eine stabile Einbindung und Bettung des eingesetzten Fertigteils in den vorhandenen Straßenaufbau dar. In einem ersten Schritt wurden theoretische und technische Grundlagen erarbeitet sowie die praktische Anwendung in Orientierungsversuchen erprobt. Im Fokus der durchgeführten Untersuchungen stand die Findung der Fertigteilgeometrie im Kontext mit der Instandhaltung/Instandsetzung von geschädigten Plattenecken beziehungsweise Fugenkreuzen. Zudem wurden die Untersuchungen messtechnisch begleitet, um erste allgemeine Aussagen zur Dauerhaftigkeit zu erlangen. Aufbauend auf den gesammelten Erfahrungen erfolgte in einem zweiten Schritt die Optimierung und Weiterentwicklung des Systems. Dies betrifft im Speziellen die Schneidtechnologie zur Herstellung der verfahrensbedingt benötigten Aussparungen. Im Ergebnis entstanden spezielle Arbeitsgeräte, die eine Instandsetzung geschädigter Plattenbereiche mit kreisrunden Betonfertigteilen ermöglichen. Die Praxistauglichkeit wird gegenwärtig in ersten Anwendungen untersucht.

Für die Instandsetzung von schadhaften Betonfahrbahnplatten mittels "Heben und/oder Festlegen" werden in zunehmendem Maße Injektionsmaterialien aus Kunststoff verwendet. Aktuell existieren für die Prüfung und Bewertung derartiger Materialien mittels straßenbauspezifischer Kennwerte jedoch noch keine hinlänglichen Erfahrungen und Prüfvorschriften. In Laborversuchen wurden nunmehr geeignete Prüfungen und Auswertalgorithmen entwickelt und zweckgerichtete Festigkeitskennwerte an ausgesuchten Materialien bestimmt sowie erste Anforderungswerte formuliert. Zudem wurden die Wirksamkeit und die Dauerhaftigkeit von Unterpressungen im Hinblick auf das verwendete Injektionsmaterial in Praxisversuchen überprüft. Aus den Ergebnissen der Tragfähigkeitsmessungen ließ sich vorerst folgern, dass durch das Unterpressen von Fahrbahnplatten die Tragfähigkeits- und Lagerungsbedingungen signifikant verbessert werden können. Unterschiede in der kurzfristigen Wirksamkeit - im Hinblick auf das verwendete Injektionsmaterial - konnten hierbei nicht explizit deduziert werden. Vielmehr zeigte sich, dass die Dauerhaftigkeit maßgeblich von den vorliegenden Randbedingungen, das heisst, faktisch von der richtigen Auswahl des Materials abhängt.

"Mobilität ist zentrale Voraussetzung für wirtschaftliches Wachstum, Beschäftigung und Teilhabe des Einzelnen am gesellschaftlichen Leben." Dieser Leitsatz des BMVI setzt eine intakte und funktionierende Infrastruktur voraus. Im Kontext mit dem Investitionshochlauf in den nächsten Jahren ist für das Bundesfernstraßennetz insbesondere ein netzbezogenes systematisches Vorgehen im Rahmen der Baulichen Erhaltung von Relevanz. Bei der Planung von Erneuerungsmaßnahmen ist dabei die Kenntnis über den Zustand der strukturellen Substanz und deren langfristige Entwicklung von zentraler Bedeutung. Nachfolgend wird ein Verfahren vorgestellt, das die mechanisch und statistisch abgesicherte Bewertung und Prognose der strukturellen Substanz von Betonfahrbahndecken ermöglicht. Zudem werden die Anwendung und das Vorgehen anhand eines Praxisbeispiels aufgezeigt.

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.

Zunehmende Belastungen insbesondere der Bundesstraßen durch Schwerverkehr und Witterungsextreme führen dazu, dass viele Straßenabschnitte vor Ablauf der geplanten Nutzungsdauer erneuert werden müssen. Hinzu kommt die Herausforderung der Beseitigung von Investitionsstaus, das heißt die Erneuerung von Straßenabschnitten, deren substanzieller Zustand durch Überschreiten der geplanten Nutzungsdauer nicht mehr wirtschaftlich ist. Insbesondere bei extremen Witterungsbedingungen zeigen sich unter Umständen die Schwächen der verschiedenen Bauweisen. So kann es bei hohen Temperaturen und Stop-and-go-Verkehr bei Asphaltbauweisen zur erhöhten Spurrinnenbildung oder zur Schädigung der Längsnähte kommen. In der Betonbauweise können unter Umständen Hitzeschäden auftreten, wenn größere Imperfektionen – die direkt aus der Herstellung oder mangelnder/fehlerhafter Erhaltung resultieren – vorliegen. Aufgrund außergewöhnlicher klimatischer Situationen (Hitzeperioden) im Jahr 2013 kam es insbesondere im Bundesland Bayern zu einem vermehrten Auftreten von Hitzeschäden. Deshalb wurde im gleichen Jahr eine „Expertengruppe Hitzeschäden“ gegründet, die aus Vertretern des BMVI, der BASt, der Straßenbauverwaltungen und externer Experten bestand. Ziel war es, die Ursachen und Mechanismen von Hitzeschäden zu eruieren, um geeignete Maßnahmen zu deren Vermeidung ergreifen zu können. In diesem Zusammenhang wurde eine spezielle Messstation entwickelt, um die Temperatur über den Betondeckenquerschnitt, die Fugenbewegungen und weitere relevante Klimadaten ermitteln zu können. In enger Zusammenarbeit mit dem Bund und den Ländern wurden bisher 15 derartige Stationen aufgebaut. Somit besteht die Möglichkeit, in der Praxis auftretende witterungsinduzierte Spannungszustände im Kontext mit den verschiedenen Bauweisen sowie den zunehmend auftretenden Witterungsextrema zu analysieren. Die genaue Kenntnis über den Temperaturverlauf im Betonquerschnitt und zur Fugenbewegung, im zeitlichen und örtlichen Kontext zu den Witterungsbedingungen ist notwendig, um das Spannungsniveau im Deckensystem ableiten und prognostizieren zu können. Zudem ist die Kenntnis über konstruktive und materialtechnische Parameter aus dem zu betrachtenden Straßenoberbau erforderlich. Um Aussagen zur zeitlichen Entwicklung des Verhaltens des Plattensystems im Lebenszyklus treffen zu können, ist die kontinuierliche Erfassung, Speicherung und Analyse relevanter Daten von Bedeutung. Für die temporäre Spannungsprognose (z. B. über den Zeitraum einer Hitzeperiode) ist jedoch eine Analyse der Ausgangsdaten innerhalb weniger Stunden notwendig, um entsprechende Handlungsempfehlungen (z. B. Einrichtung von Tempolimits) treffen zu können. Durch die Verknüpfung mit weiteren Daten können ferner Aussagen zur Entwicklung wichtiger zeitlich veränderlicher Parameter über den Nutzungszeitraum gewonnen werden.