Ziel des Forschungsvorhabens ist es, anhand von Laborversuchen praxisgerechte Anforderungen an den Polierwiderstand von feinen Gesteinskörnungen auszuarbeiten. Die Regelungen der TL Asphalt-StB 07/13 sehen beispielsweise die Übertragung des an der groben Gesteinskörnung ermittelten Polierwiderstandes auf die feine Gesteinskörnung vor, welches oftmals zu nicht zutreffenden Ergebnissen führt. Weiterhin dürfen nur Gesteinskörnungen eingesetzt werden, die der Kategorie PSVangegeben(42) entsprechen. Dies kann zum Ausschluss geeigneter Gesteinskörnungen führen. Die umfassende Analyse der vollständigen Bandbreite der relevanten feinen Gesteinskörnungen hinsichtlich des Einflusses der Polierresistenz auf das Griffigkeitspotenzial von Asphaltmischgut steht im Fokus dieses Forschungsvorhabens. Darüber hinaus sind Aspekte wie Dauerhaftigkeit, Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und Verfügbarkeit von Rohstoffen von Bedeutung. Unter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte werden praxisgerechte Anforderung an den Polierwiderstand von feinen Gesteinskörnungen ausgearbeitet.

Bei der Betonbauweise von Betondecken auf Hydraulisch gebundene Tragschichten (HGT) besteht die Möglichkeit zur Trennung des Verbundes anstelle von Vliesstoffen eine Asphaltzwischenschicht unter Beton (AZwiSuB) einzusetzen. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurden Möglichkeiten der Optimierung dieser Bauweise bezüglich ihrer mechanischen und hydraulischen Eigenschaften untersucht. Hierfür werden an existierenden Streckenabschnitten im öffentlichen Straßennetz Bohrkerne entnommen (ex-vivo) sowie eine Untersuchungsstrecke zwecks Entnahme von Referenzbohrkernen (ex-vitro) hergestellt. Diese Bohrkerne wurden sowohl mechanischen als auch hydraulischen Untersuchungen unterzogen. Im Rahmen der mechanischen Untersuchungen wurden relevante Parameter an den ex-vivo Bohrkernen untersucht, einschließlich Schichtdicken und Schichtenverbund. In einem schadensgeprägten Straßenabschnitt wurden umfangreiche Beprobungen durchgeführt und mögliche Schadensursachen identifiziert. Die hydraulischen Untersuchungen befassten sich insbesondere mit der Vorbeugung von Erosionserscheinungen in der HGT im Fugenbereich. Es wurden sowohl Möglichkeiten der Verbesserung der Erosionsbeständigkeit auf Materialebene (Zugabe von Additiven in die HGT-Rezeptur) als auch auf konstruktiver Ebene (Einsatz von Flachdrains zur Fugenentwässerung) untersucht. Darüber hinaus wurden Finite-Elemente-Modelle erstellt, um den kritischen Beanspruchungszustand der AZwiSuB sowohl in der Plattenmitte als auch an der Fuge bzw. am Riss zu simulieren. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die Zugspannung innerhalb der AZwiSuB an der Fuge bzw. am Riss unter kritischer thermischer Belastung größer als die Biegezugfestigkeit des Asphalts ist, was zum Versagen der AZwiSuB führen kann. Anschließend zeigt eine nachträgliche Dimensionierung eines Abschnitts der A7 bei Ellwangen, dass das aktuelle Dimensionierungsverfahren eine deutlich dickere Betondeckendicke erfordert. Die Einflussfaktoren der Bauweise auf die Betondeckendicke wurden gründlich untersucht, um das Dimensionierungsverfahren zu optimieren. Die Ergebnisse der Parameterstudie zeigen, dass der größte Einflussfaktor auf die Betondeckendicke der AZwiSuB-E-Modul ist, gefolgt von der Bettungszahl und der AZwiSuB-Schichtdicke. Aus den hydraulischen Untersuchungen konnte abgeleitet werden, dass zur Verbesserung der Erosionsbeständigkeit der HGT die Zugabe von Faserstoffen oder Stabilisatoren eine Möglichkeit darstellen. Dies empfiehlt sich jedoch vorrangig nur bei einer gründlichen Erneuerung oder einem Neubau des AZwiSuB-Aufbaus. Eine weitere Maßnahme ist der Einsatz eines Flachdrains zur Entwässerung der Fugen. Hier hat sich eine Anordnung unter der Asphaltzwischensicht als zielführend herausgestellt, da beim Einbau unter Beton sich der Flachdrain durch Zementmörtel zusetzen kann und somit seine Wirkung nur teilweise entfaltet. Ein offener Punkt ist die praktische Umsetzung der Montage und Installation der Flachdrains auf der Baustelle, wofür noch geeignete Konzepte entwickelt werden müssen. Aus den Ergebnissen der Simulation und der nachträglichen Dimensionierung wird vorgeschlagen, die Schwankungen des E-Moduls der AZwiSuB mit der Temperatur zu minimieren, um eine stabile Leistung der Bauweise zu gewährleisten, da der E-Modul der AZwiSuB empfindlich auf Temperaturschwankungen reagiert. Ein guter Zustand der HGT beim Einbau ist ebenso wichtig, um die Bettungszahl konstant zu halten, was mit den Anforderungen aus der hydraulischen Untersuchung übereinstimmt. Im Vergleich zu den Materialparametern ist die Schichtdicke der AZwiSuB nicht kritisch für den Beanspruchungszustand der Bauweise. Die entsprechenden Vorgaben für die Schichtdicke im RDO-Beton können beibehalten werden. Das Ziel, die Optimierung der Bauweise AZwiSuB hinsichtlich mechanischer und hydraulischer Eigenschaften zu erreichen, wurde erfolgreich umgesetzt. Die im Rahmen des Projekts durchgeführten Versuche, Simulationen und nachträglichen Dimensionierungen bilden eine solide Grundlage für die Optimierung der Verbund- und Unterlagenbedingungen. Dies ermöglicht, Schäden an der AZwiSuB-Bauweise zu vermeiden und die Nutzungsdauer zu verlängern.