Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) führt derzeit umfangreiche Versuchsprogramme zur zeitraffenden Belastung auf verschiedenen Straßenbaukonstruktionen mit dem Großversuchsstand Mobile Load Simulator MLS30 (früher unter MLS10 bekannt) in Versuchshallen durch. Die Mobilität der Maschine erlaubt auch Belastungsversuche auf außenliegenden Versuchsflächen, wie dem duraBASt. Während der ersten Versuche, die seit 2013 mit dem MLS30 durchgeführt wurden, konnten signifikante Temperaturveränderungen insbesondere der Belastungsflächen festgestellt werden. Die entsprechenden Daten wurden mit Sensoren aufgezeichnet und Veränderungen mit einer Infrarotkamera sichtbar gemacht. Dazu wurde der MLS30 gemäß Standardvorgaben und in einer modifizierten Betriebsform eingesetzt. Außerdem wurden für die Zeit nach der Belastung zwei unterschiedliche Varianten verwendet und getestet. Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts werden bei den nächsten Versuchsprogrammen berücksichtigt und mit anderen Betreibern von zeitraffenden Belastungseinrichtungen diskutiert. Die Versuche in diesem Forschungsvorhaben konnten belegen, an welchen Stellen Temperatureinflüsse durch die Belastung mittels Mobile Load Simulator MLS30 entstehen, und wie sie sich im Straßenkörper verteilen. Durch die Verwendung einer Infrarotkamera konnte der Aufwärmprozess aus verschiedenen Positionen visualisiert werden. Die nun vorliegenden Kenntnisse über die Temperaturverteilungen und die sich einstellenden Temperaturdifferenzen werden einerseits für die detaillierte Planung von möglichst standardisierten Versuchsprogrammen mit dem MLS30 verwendet und dienen andererseits zur vertieften Interpretation der Ergebnisse aus den Belastungsversuchen. Der Versuch, die Temperaturerhöhung innerhalb des MLS30 mit geringer Modifikation der Luftzufuhr deutlich zu mindern, hat nicht den erwarteten Erfolg gebracht. Es zeigte sich allerdings auch, dass die durch die Radüberrollung hervorgerufene Reibungswärme den maßgeblichen Anteil an der Wärmeentwicklung im Asphalt hat. Die Regulierung der Innenraumtemperatur im MLS30 verliert daher an Bedeutung, wird aber dennoch mit dem Hersteller diskutiert.

The aging structure as well as the considerable increase of heavy-traffic load on Germany's motorways and trunk roads encourages the use of innovative, sound and reliable methods for the structural assessment on network level as well as on project level. Essential elements for this are data, which allow a reliable assessment. For a holistic approach to structural pavement assessment performance orientated measurements will be necessary. In combination with functional parameters as well as write-down models, strategically motivated decision making processes will be useful combined with technically motivated decision processes. For the application at the network level, the available methods for performance orientated measurements are still challenging, as they are based either on testing drill-cores or on non traffic speed methods. In recent years significant innovation steps have been made to bring traffic speed bearing capacity measurements and methods for evaluating pavement structures on the road. The paper summarizes the actual assessment procedures in Germany as well as the ongoing work on the development and implementation of new methods and techniques.

Die Straßeninfrastruktur sieht sich immer größer werdenden Herausforderungen gegenübergestellt. Das Netz der Bundesfernstraßen wird immer älter bei gleichzeitig weiterhin stark ansteigendem Güterverkehrsaufkommen. Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, gilt es, eine dauerhafte Straßeninfrastruktur zur Verfügung zu stellen. Eine entscheidende Rolle wird dabei der bautechnischen und wirtschaftlichen Bewertung von Straßenbefestigungen zuteil, dabei ist der "Blick" in die Straßenkonstruktion selbst von maßgebender Bedeutung. "Was passiert in der Straße?", "Wie kann dies beschrieben werden?" sind dabei die Fragen, die es zu beantworten gilt. Über die Weiterentwicklung der bestehenden Mess-Sensorik eingebunden im Straßenaufbau sowie den Einsatz verschiedener möglichst zerstörungsfreier Messsysteme, zum Beispiel Georadarverfahren, sollen neue Ansätze verfolgt sowie Merkmale und Zustandsgrößen abgeleitet werden, die die strukturelle Substanz des Straßenaufbaus beschreiben. Darüber hinaus gilt es, neue Messverfahren sowie neue Ansätze zur Bewertung der strukturellen Substanz unter möglichst realistischen Umgebungsbedingungen zu erproben und zu validieren. Hierfür bieten sich großmaßstäbliche Untersuchungen unter zeitraffender Belastung an. Diese Möglichkeit bietet die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) in ihrer Modellstraße mit der neuen Belastungseinrichtung, dem Mobile Load Simulator MLS10. Aktuelle Forschungsaktivitäten zu den genannten Forschungsschwerpunkten leisten somit einen wichtigen Beitrag, um den Herausforderungen über die wirtschaftliche Erhaltung und über die Bereitstellung einer dauerhaften Straßeninfrastruktur zu begegnen.

Eine temperierte Straße? Bei genauerer Betrachtung weist die Vision einer temperierten Fahrbahnoberfläche überzeugende Vorteile auf und ist technisch bereits heute umsetzbar, wie eine Reihe von Projekten weltweit belegt. Im Rahmen der vorgestellten Machbarkeitsstudie wurden die Möglichkeiten und Grenzen einer Fahrbahntemperierung untersucht. Unter Berücksichtigung unterschiedlicher Asphalt- und Speicherkonzepte sowie der in Deutschland vorherrschenden geologischen und klimatischen Randbedingungen erfolgte eine Auswertung der Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit eines energetischen Gesamtsystems aus Fahrbahn, Speicher und Gebäude. Die Studie stellt die Rahmenbedingungen für eine Realisierung einer solchen Anlage dar. In vorangegangenen Forschungsvorhaben wurde deutlich, dass sich mit einer Fahrbahnheizung, abgesehen vom volkswirtschaftlichen Nutzen, aus der gesteigerten Verkehrssicherheit nur ein geringer betriebswirtschaftlicher Nutzen aus eingesparten Winterdiensteinsätzen erzielen lässt. Im nächsten Schritt wurde daher der Nutzen einer Kühlung der Fahrbahndecke im Sommer, die sich insbesondere bei Asphaltdeckschichten als vorteilhaft erweist, in die Betrachtung einbezogen. Bei den zugehörigen thermodynamischen Simulationen zeigte sich ein erheblicher Energieüberschuss in der Jahresbilanz. Daher war es nur folgerichtig, für diese Energie mögliche Abnehmer zu suchen. Im Gegensatz zu den erst im Verlauf des Nutzungszeitraums entstehenden Einsparungen aus der Kühlung der Fahrbahnoberfläche können aus einem solchen Verkauf erneuerbarer Energie ganz konkret und kurzfristig Einnahmen generiert werden. Es zeigt sich, dass mit der ganzjährigen Klimatisierung angrenzender Gebäude zwar Einnahmen erzielt werden können, die Wirtschaftlichkeit aber durch die Kosten für die Speicherung bestimmt wird. Letztlich scheint die Umsetzung einer solchen Anlage immer dann wirtschaftlich darstellbar, wenn die geologischen, klimatischen und topografischen Rahmenbedingungen eine effiziente Speicherung der Energie zulassen.

Die mit dem Falling Weight Deflectometer (FWD) auf Asphaltstraßen gemessenen Deflexionen werden erheblich von der Temperatur der Asphaltschichten beeinflusst. Um vergleichbare Ergebnisse bei der Auswertung der Messergebnisse zu erhalten, muss die Temperatur der Asphaltschichten berücksichtigt werden, indem beispielsweise die gemessenen Deflexionen auf eine Standardoberbautemperatur umgerechnet werden. Für diese so genannte Temperaturkorrektur existiert in Deutschland derzeit kein wissenschaftlich begründeter Ansatz. Im Beitrag wird die Herleitung eines solchen Ansatzes für die Temperaturkorrektur, gefördert im Rahmen eines Forschungsvorhabens durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (D FG), vorgestellt.

The road performance is strongly influenced by climatic conditions. Winter conditions have massive impact on traffic security but also pavement lifetime decreases as an effect of temperature variation during wintertime and summertime. Heating and cooling of a pavement is a possibility to work against these impacts. To discuss the boundary conditions for an efficient construction and operation of a tempered road system a feasibility study has been made. The study shows the feasibility and identifies thermal energy buffering as a main challenge. When thinking of a fully regenerative operation of a large tempered road system (e.g. 20.000 m-²) the storage volume has to be too large for an economic and structurally engineered satisfactory solution. However, the location dependent usage of natural geothermal storage possibilities and as well smart alignment and construction promises a feasibility realization.

Ziel des Forschungsprojektes "Griffigkeitsprognose an offenporigen Asphalten (OPA)" ist die Weiterentwicklung und Optimierung der Messverfahren und die Entwicklung einer Vorgehensweise zur Griffigkeitsprognose für OPA. Hierzu wurde das Projekt aufgeteilt in den Projektteil 1 "Bestandsaufnahme an vorhandenen Strecken" und den Projektteil 2 "Neue Baumaßnahmen". Im ersten Projektteil wurden die Grundlagen für die Griffigkeitsprognose erarbeitet und Erfahrungen mit dem Seitenkraftmessverfahren (SKM) auf offenporigen Asphalten gewonnen. Hierzu wurden Streckenabschnitte von Bundesfernstraßen zur Untersuchung ausgewählt, die bereits mehrere Jahre unter Verkehr lagen. Ziel des zweiten Projektteils ist die Verifizierung und Weiterentwicklung der im ersten Teil hergeleiteten Vorgehensweise zur Griffigkeitsprognose für offenporige Asphaltdeckschichten. Hierzu wurden Streckenabschnitte ausgewählt, die zu Projektbeginn mit OPA erneuert bzw. instandgesetzt worden sind. Diese Streckenabschnitte wurden für einen Zeitraum von vier Jahren beobachtet. Zur Feststellung des Nullzustandes wurden unmittelbar vor oder nach der Verkehrsfreigabe Bohrkerne entnommen und Messungen mit dem Skid-Resistance-Tester (SRT) durchgeführt. An den Bohrkernen und an Walzsegmentplatten, die anhand von Rückstellproben hergestellt wurden, erfolgten Griffigkeitsprognosen nach dem Polierverfahren Wehner/Schulze (PWS). Die Ergebnisse der bauvertraglichen SKM-Abnahmeprüfungen ergänzten die Datenbasis. Nach zwei und vier Jahren Verkehrsbelastung erfolgten weitere SKM-Messungen, SRT-Messungen sowie Bohrkernentnahmen für PWS-Messungen. Anhand der so gewonnenen Datenbasis wurden die Griffigkeitsentwicklungen dokumentiert und die Ergebnisse der unterschiedlichen Messverfahren vergleichend ausgewertet. In Voruntersuchungen zum Verfahren PWS wurden Einflüsse auf die Präzision aus der Lagerung und Montage der Probekörper in die Prüfeinrichtung untersucht. Probekörper mit deutlichem Bindemittelüberschuss und solche mit künstlichen Gesteinskörnungen zeigten dabei deutliche Veränderungen während längerer Lagerungsdauer. Desweiteren konnte gezeigt werden, dass der Einfluss der Probenvorbehandlung (Sandstrahlen) auf die Ergebnisse der Prognoseprüfung ab einer Beanspruchung von circa 45.000 Überrollungen zu vernachlässigen ist. Hinsichtlich der Prognose der Griffigkeit mit dem PWS-Verfahren wurde festgestellt, dass ein Endpolierwert nach circa 180.000 Überrollungen erreicht wird. Die Prognosekurven der verschiedenen Streckenabschnitte zeigen dabei einen sehr ähnlichen Verlauf, wenn auch auf verschiedenen Griffigkeitsniveaus. Signifikante Abhängigkeiten von der Wahl der Gesteinsart, Bindemittelart oder Mischgutart konnten dabei nicht festgestellt werden. Ebenso sind keine Unterschiede zu erkennen zwischen Bohrkernen und den Walzsegmentplatten. Mithilfe der PWS- und SRT-Messungen konnte der deutlich griffigkeitsmindernde Einfluss des Bindemittelüberschusses unmittelbar vor bzw. nach der Verkehrsfreigabe sowie die weitere Griffigkeitsentwicklung dokumentiert werden. Wie auch schon die Ergebnisse ähnlicher Forschungsprojekte gezeigt haben, gelingt der unmittelbare Bezug der PWS-Überrollungen zur realen Verkehrsbelastung nicht. Die Angabe eines Endpolierwertes und evtl. die qualitative Beurteilung der Prognosekurve sind daher für die Prognose entscheidend. Desweiteren wurden Texturaufnahmen mit dem T3D-Messystem (Prinzip der Streifenprojektion) und einem Digitalmikroskop gemacht. Für die Herstellung eines Zusammenhanges von Griffigkeit und Textur stellten sich die aus der Textur abgeleiteten Rauheitskenngrößen nur bedingt geeignet dar. Die Parameter Flächen- und Kantenschärfe zeigen einen deutlichen Zusammenhang zu den gemessenen Griffigkeiten. Die Formulierung dieser Zusammenhaenge ist Teil eines laufenden Forschungsprojektes. Zur Beantwortung der Frage, ob die Einführung von OPA-Deckschichten auf BAB einen Einfluss auf das Unfallgeschehen hat, wurde die Analyse des ersten Projektteils fortgeführt. Hierzu wurde die Unfallentwicklung der OPA-Streckenabschnitte mit der Unfallentwicklung auf Kontrollstrecken, die andere Deckschichtarten aufweisen, verglichen. Sowohl auf den OPA-Strecken als auch auf den Kontrollstrecken ist eine rücklaeufige Unfallentwicklung eingetreten. In der Summe zeigt sich, dass die offenporigen Asphaltdeckschichten keinen negativen Einfluss auf das Unfallgeschehen haben.