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.

Die in diesem Forschungsprojekt an Asphaltbefestigungen durchgeführten Untersuchungen basieren im Wesentlichen auf einer Bewertung der strukturellen Substanz nach den RSO Asphalt [RSO Asphalt E 15]. Für einen fiktiven Streckenabschnitt, dessen Materialparameter aus den Ergebnissen vorangegangener Forschungsprojekte stammen wurde die Auswirkung unterschiedlicher Abstände des Lasteintragungspunktes zum Fahrbahnrand auf die Dauerhaftigkeit der Befestigung untersucht. Resultierend aus den Abmessungen der Fahrbahnbreiten und Markierungen wurde eine Auswahl der zu betrachtenden, relevanten Abstände des Lasteintragungspunktes zum Fahrbahnrand getroffen. Zur Bewertung der strukturellen Substanz nach den RSO Asphalt [RSO Asphalt E 15] sind die Beanspruchungen (Spannungen und Dehnungen) in den maßgeblichen Nachweispunkten zu bestimmen. Diese können mit der Mehrschichtentheorie oder mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) berechnet werden. Die Anwendung der Mehrschichtentheorie setzt unter anderem voraus, dass die Schichten in horizontaler Richtung unendlich ausgedehnt sind. Für den Regelfall wird angenommen, dass diese Voraussetzung gegeben ist (Berechnung der Beanspruchung nach den RDO Asphalt). Bei den hier untersuchten Laststellungen ist diese Voraussetzung jedoch nicht erfüllt. Die Beanspruchungen wurden deshalb mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) bestimmt. Zunächst wurde das Finite-Elemente-Modell entwickelt, die Berechnungsverfahren nach den RSO implementiert, und beides miteinander verknüpft. Zur Prüfung und Validierung wurden für ein Referenzmodell Berechnungen sowohl auf Grundlage der Mehrschichtentheorie als auch mit der FEM durchgeführt und gegenübergestellt. Die Bewertung aller weiteren Berechnungen erfolgt jeweils in Bezug auf dieses Referenzmodell. Im nächsten Schritt wurde auf Basis des deterministischen Berechnungskonzeptes die Auswirkung des Abstandes der Lasteintragungsstelle zum Rand der befestigten Fläche auf die ertragbare Lastwechselzahl der Asphaltbefestigung untersucht. Darauf aufbauend wurde die Wirksamkeit mehrerer Varianten konstruktiver Maßnahmen zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit untersucht. Im Ergebnis dieser Untersuchungen wurden 2 konstruktive Maßnahmen ausgewählt und für diese Bewertungen der Strukturellen Substanz anhand des probabilistischen Verfahrens durchgeführt. Für die Untersuchungen der temporären Nutzung von Randbereichen bei Oberbauten mit Betondecke werden im ersten Schritt rechnerische Dimensionierungen/Nachrechnungen nach dem Verfahren der [RDO Beton 09] vorgenommen. Hierbei kann auf den Erfahrungshintergrund der Dimensionierung der Platten des Hauptfahrstreifens zurückgegriffen werden. Dabei ist auch das Sicherheitsniveau des semiprobabilistischen Verfahrens hinreichend praxiserprobt. Im nächsten Schritt werden mit Hilfe der analytischen Rechenmethode der RDO Beton die Platten des Seitenstreifens dimensioniert, wobei die geringere B-Zahl, die veränderte Plattengeometrie und der freie Plattenrand Berücksichtigung finden. Im Folgeschritt können präzise FEM-Berechnungen angestellt werden, bei denen realistischere Laststellungen berücksichtigt werden. Zur Beibehaltung des Sicherheitsniveaus der RDO Beton wird als gemeinsamer Referenzpunkt die Berechnung im Hauptfahrstreifen ohne Seitenstreifenfreigabe verwendet.