Die Verkehrsinfrastruktur der Bundesrepublik hat eine essenzielle Bedeutung für den Wirtschaftsstandort Deutschland. Im Besonderen gilt dies für die Straßeninfrastruktur. Der Erhalt sowie der Ausbau des Straßennetzes, vor allem der Bundesfernstraßen, wird in den kommenden Jahren die Bundesrepublik Deutschland vor enorme Herausforderungen stellen, insbesondere vor dem Hintergrund zunehmender wetterbedingter Naturkatastrophen infolge von Starkregen und Sturzfluten, Überschwemmungen, Dürren und Hitze sowie Stürmen. Die Schadensanfälligkeit der Verkehrsinfrastruktur infolge von Starkregen- und Hochwasserereignissen ist von zahlreichen baulichen Parametern der Straße wie auch der Straßenausstattung und den damit verbundenen Inhomogenitäten der verwendeten Materialien und Bauweisen sowie der Art der Hochwassereinwirkung und der Gestaltung des umliegenden Geländes abhängig. Aus dem Zusammenwirken der unterschiedlichen Einflussgrößen resultieren unterschiedliche Ursache-Wirkungs-Mechanismen und somit auch unterschiedliche Gefährdungspotentiale. Um besonders risikobasierte Straßen, Gebiete und Regionen zu identifizieren, müssen somit vorab Ursache-Wirkungs-Mechanismen grundsätzlich verstanden werden. Dies ist außerdem essentielle Voraussetzung, um bestehende und künftige Verkehrsinfrastruktur an bestehende und künftige Herausforderungen hinsichtlich Klimawandel und Extremwetterereignisse anzupassen und geeignete Maßnahmen und Handlungsempfehlungen für eine klimaresiliente Verkehrsinfrastruktur bereitzustellen. Um der Notwendigkeit gerecht zu werden, eine klimaresiliente Verkehrsinfrastruktur zu gewährleisten, hat sich das Forschungsvorhaben zunächst zum Ziel gesetzt, Schäden, die infolge der Hochwasserkatastrophe im Juli 2021 an Bundesfernstraßen in Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz entstanden sind, zu analysieren und erste Handlungsempfehlungen für klimaadaptierte Bauweisen bereitzustellen. Hierfür erfolgte zunächst eine Sammlung und Sichtung verfügbarer Unterlagen zu festgestellten Schäden, wie Berichte, Bilder oder Ähnliches. Im Weiteren wurden die einzelnen Schäden dokumentiert und klassifiziert, bevor im Anschluss fünf unterschiedlich klassifizierte Schadensfälle für eine differenzierte Analyse und Bewertung in Absprache mit dem Auftragnehmer ausgewählt wurden. Die Datengrundlage für die fünf Schadensfälle wurde anschließend durch Umfeld- und Ereignisdaten ergänzt. Unter Einbeziehung aller verfügbaren Informationen wurden nachfolgend Finite-Volumen- und Finite-Elemente-Modelle erstellt, um hydronumerische und strukturmechanische Berechnungen für verschiedene Belastungsszenarien durchzuführen. Auf Grundlage der verfügbaren Daten und der Ergebnisse der numerischen Berechnungen konnten für die fünf differenziert betrachteten Schadensfälle Ursache-Wirkungs-Mechanismen abgeleitet werden. Abschließend wurden Handlungsempfehlungen und Maßnahmen zur Gewährleistung einer klimaresilienten Verkehrsinfrastruktur bereitgestellt und diskutiert.

1 Aufgabenstellung Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Analyse der Auswirkungen dynamischer Achslasten auf die Messwerte des TSD. Hierbei werden sowohl reale Messwerte als auch modellbasierte simulierte Daten verwendet. Die Achslastschwankungen sollen einzelnen Einflussparametern zugeordnet und die Einsatzgrenzen des TSD bei großen Längsunebenheiten definiert werden. Zudem wird die Validität der 10-m-Mittelwerte hinsichtlich einzelner Unebenheiten untersucht, und es wird überprüft, ob ein Zusammenhang zwischen Schadensmerkmalen und dynamischen Achslasten besteht. Bei Verifizierung eines solchen Zusammenhangs soll eine Methodik zur netzweiten Erfassung dieser Schäden entwickelt werden. Abschließend sollen Normierungsfaktoren für die TSD-Messwerte in Abhängigkeit von den Achslasten erarbeitet werden. 2 Untersuchungsmethodik Die Methodik stützt sich auf Messdaten des Messfahrzeugs MESAS, die etwa 15.000 km umfassen. Die Daten beinhalten TSD-Daten, Frontbilder, Längsprofile und geometrische Daten. Da nicht alle Daten untersucht werden können, erfolgt eine Streckenauswahl basierend auf Kriterien wie Zustandserfassung, Längsunebenheiten (IRI-Werte), geometrische Eigenschaften, Straßenklasse und Alter sowie der Anzahl der Wiederholungsmessungen. Zusatzmessungen am Flughafen Erfurt erweitern die Datengrundlage, damit der Einfluss von Längsunebenheiten auf das Messsystem, die Verformungsmulden und die Tragfähigkeit analysiert werden kann. Hierbei werden künstlich erzeugte Unebenheiten, verschiedene Achslasten und unterschiedliche Messgeschwindigkeiten getestet. Die Rohdaten werden in 1-m- und 10-m-Intervallen ausgegeben, mit den Zustandsdaten der ZEB überlagert und einer Qualitätskontrolle unterzogen. Die 1-m-Daten sind präziser in der Darstellung von Unebenheiten, weisen jedoch hohe Streuungen auf. Die 10-m-Daten bieten plausiblere Verläufe, sind jedoch nicht detailliert genug. Die aufbereiteten Messdaten werden hinsichtlich der Projektfragestellungen analysiert, wobei mögliche Korrelationen zwischen Längsebenheit, Oberflächenschäden, Radlasten und TSD-Messdaten untersucht werden. Die Simulation der dynamischen Achslasten erfolgt in zwei Phasen: Zuerst wird der Einfluss der Längsunebenheiten auf die Achslasten und danach der Einfluss der Achslasten auf die Deflexionen abgebildet. Das Fahrwerksverhalten wird getrennt in einem Längs- und einem Quermodell untersucht und anschließend überlagert. Für die Simulation der Deflexionen wird das Programm ALVA verwendet, das eine bewegliche Last auf einer viskoelastischen Asphaltschicht und elastischen Schichten darunter abbildet. Die Simulationsergebnisse werden mit TSD-Messdaten einer Teststrecke validiert. Zudem wird eine Parameterstudie zur Normierung der TSD-Messwerte in Abhängigkeit von verschiedenen Lasten und verschiedenen Randbedingungen des Aufbaus, der Temperatur und der Geschwindigkeit durchgeführt. 3 Untersuchungsergebnisse Das entwickelte Modell zur Simulation der dynamischen Radlast zeigt eine hohe Übereinstimmung mit den gemessenen 1-m-Daten. Statistische Größen wie der Dynamic Load Co-efficient (DLC) bestätigen die Validität des Modells. Es wird festgestellt, dass das Fahrwerk viele durch Unebenheiten verursachte Lastspitzen kompensiert. Die Simulation der Verformungen zeigt, dass die Schätzungen höher liegen als die gemessenen TSD-Werte, was möglicherweise auf Annahmen zu den Materialeigenschaften zurückzuführen ist. Die TSD-Signale zeigen eine hohe Streuung, insbesondere bei den 1-m-Messungen. Ein Vergleich mit den simulierten Verformungen war daher nicht zielführend. Ein Zusammenhang zwischen den 10-m-Mittelwerten und der Dynamik (DLC) wurde erkannt, jedoch ist eine Korrektur aufgrund größerer Einflussfaktoren nicht sinnvoll. Es wird festgestellt, dass die Einflüsse typischer Längsunebenheiten auf die dynamische Radlast geringer sind als erwartet, wobei die Dynamik vorwiegend im kurzwelligen Spektrum auftritt. Die Tragfähigkeitskenngrößen liefern keine verwertbaren Erkenntnisse zu Schadensmerkmalen der Oberfläche, während Hilfsgrößen bessere Korrelationen zu den Zustandswerten zeigen. Zukünftige Forschung könnte die Kombination von TSD, Georadar und anderen Systemen durch den Einsatz von KI zur Mustererkennung und Schadensidentifikation vertiefen. Die Visualisierung der TSD-Daten in Form eines interaktiven Streckenbands ermöglicht eine detaillierte Analyse von Wechselwirkungen und kann nützliche Informationen zur Beurteilung von Tragfähigkeitsvariationen liefern. 4 Folgerungen für die Praxis Basierend auf den Untersuchungsergebnissen wird empfohlen, die Messwerte im 1-m-Intervall oder in kleineren Intervallen nur für spezielle Fragestellungen zu verwenden. Wenn trotz der geringen Lastschwankungen von in der Regel ± 5 % der mittleren Radlast und den resultierenden geringen Abweichungen in der Verformung eine Lastnormierung vorgenommen werden soll, ist dies abhängig von der Belastungsklasse bzw. dem Aufbau des Oberbaus, der Geschwindigkeit und der Asphaltkörpertemperatur durchzuführen.

Das Radfahren als moderne und nachhaltige Mobilitätsform ist ein wichtiger Bestandteil der angestrebten Mobilitätswende. Für die Steigerung der Attraktivität des Fahrradfahrens ist auch die dauerhafte Bereitstellung sicherer Radverkehrsanlagen in einem guten baulichen Zustand unerlässlich. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist eine Zustandserfassung und -bewertung der bestehenden Radverkehrsinfrastruktur. Für die Zustandserfassung auf Radverkehrsanlagen gibt es in Deutschland noch keine Standards. Zwar wurden bereits Erfassungen in größerem Umfang durchgeführt, diese basieren jedoch auf unterschiedlichen Erfassungstechnologien und legen verschiedene Bewertungsmethoden zugrunde. Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit war es daher, relevante Zustandsmerkmale für die Erfassung und Bewertung der Gebrauchstauglichkeit und des baulichen Zustandes städtischer Radverkehrsanlagen unter Berücksichtigung relevanter Verkehrssicherheitsaspekte zu erarbeiten und eine geeignete Erfassungstechnik sowie ein Bewertungsverfahren zu entwickeln. Vor dem Hintergrund, dass im kommunalen Bereich die visuell-sensitive, visuell-bildbasierte und die messtechnische Zustandserfassung zum Einsatz kommen und eine gewisse Vergleichbarkeit zweckmäßig ist, wurden beide Erfassungsmethoden betrachtet. Für die Festlegung der Zustandsmerkmale wurden bautechnische Begutachtungen auf verschiedenen Radverkehrsanlagen in Asphalt- und Pflasterbauweise unterschiedlichen Alters durchgeführt. Hier zeigte sich, dass vorhandene Oberflächenschäden auf Radverkehrsanlagen in sehr unterschiedlichen Ausprägungen auftreten und der abgeleitete Handlungsbedarf darauf abgestimmt werden sollte. Deshalb wurde der Ansatz verfolgt, neben der Angabe des prozentualen Anteils der betroffenen Fläche vorhandener Oberflächenschäden auch Information zum Ausprägungsgrad zu liefern. Die gewonnenen Erkenntnisse stellten die Grundlage für die Auswahl und den Aufbau der Erfassungstechnik dar. Das entwickelte Messfahrzeug verfügt über eine Front- und Rückkamera, eine Oberflächenkamera mit künstlicher Beleuchtung sowie eine hochgenaue Positionserfassung mittels INS-System, das Lage bzw. Bewegung des Messfahrzeuges im Raum kontinuierlich ermittelt. Mit Hilfe der Erfassungstechnologie sollte eine flächenhafte Bewertung von Unebenheiten auf der Radwegeoberfläche ermöglicht werden. Hier wurden Verfahren der Fotogrammetrie und des Laserscannings recherchiert. Im Projekt wurde eine Stereokamera umgesetzt, die gute Ergebnisse in Bezug auf Genauigkeit, Geschwindigkeit sowie dem Einfluss durch direkte Sonneneinstrahlung und Schattenwurf zeigte. Nach Abschluss umfangreicher Funktionsprüfungen des neuen Messfahrzeuges, erfolgte die messtechnische Zustandserfassung auf vier Erfassungsstrecken in der Städteregion Aachen mit einer gesamten Erfassungslänge von etwa 70 km. Es fand eine Mehrfachbefahrung statt. Zeitgleich erfolgte die visuell-sensitive Zustandserfassung auf einem Streckenabschnitt von ca. 5 km der jeweiligen Erfassungsstrecken, um eine vergleichende Betrachtung vornehmen zu können. Für die Bewertung der Ebenheit bei der messtechnischen Zustandserfassung wurde der Indikator „Ebenheitswert“ abgeleitet, der eine flächenhafte Bewertung der Oberfläche der Radverkehrsanlage ermöglicht. Als Eingangsdaten dienten die mit der Stereokamera erfassten Höheninformationen. Die Kennwertermittlung erfolgte anhand von zwei Ansätzen. Im ersten Ansatz wurde die prinzipielle Eignung bereits vorhandener Algorithmen digitaler Geländemodelle zur Bewertung vorhandener Unebenheiten auf Radwegoberflächen geprüft. Der zweite Ansatz bestand in der Untersuchung zur Anwendbarkeit der Planografensimulation gemäß TP Eben - Berührungslose Messungen (2009). Im Ergebnis zeigte sich, dass die beiden Kennwerte EBR_AVG und EBR_MAX für die Bewertung der Ebenheit von Radverkehrsanlagen sehr gut geeignet sind. Im betrachteten Auswerteausschnitt des Höheninformationsbildes der Stereokamera wurden in Längsrichtung mit einem Querabstand von 25 mm die Simulation der gleitenden Richtlatte angesetzt und für jede Messlinie der EBR_AVG und der EBR_MAX bestimmt. Die Bewertung der Ebenheit erfolgte dann für diesen Auswerteausschnitt anhand des Mittelwertes des EBR_MAX. Auf Basis der Erkenntnisse aus der bautechnischen Begutachtung sowie des erfassten Bildmaterials und fahrdynamischer Untersuchungen konnten für den Indikator „Ebenheitswert“ Ausprägungskategorien für das Bewertungsverfahren festgelegt werden. Die Entwicklung des Datenformats basiert auf dem relevanten Standard des XML-Schemas. Dies erfolgte auch aufgrund der Erfahrungen bei der Zustandserfassung und -bewertung der Bundesfernstraßen. Für beide Erfassungsmethoden wurde ein Vorschlag für die Bewertung des baulichen Zustandes von Radverkehrsanlagen erarbeitet und das Vorgehen detailliert beschrieben. Damit wurde eine wesentliche Grundlage für ein einheitliches Vorgehen künftiger Zustandserfassungen und -bewertung auf städtischen Radverkehrsanlagen geschaffen, um wirtschaftlich sinnvolle Handlungsempfehlungen zum Werterhalt und zum Sicherstellen der Gebrauchstauglichkeit von Radverkehrsanlagen ableiten zu können.

In Deutschland zeigt sich, dass es, insbesondere im Hinblick auf den Schwerverkehr, innovativer und langlebiger, wie auch ressourcenschonender und finanzierbarer Bauweisen bedarf. Durchgehend bewehrte Betondecken (DBB) haben sich im Ausland seit Jahrzehnten bewährt: Sie zeigen hohe Nutzungsdauern/hohen Fahrkomfort und geringe/keine Erhaltungsaufwendungen. Erkenntnisse zur Bauweise aus sechs deutschen Versuchs-/Erprobungsstrecken im Zeitraum 1997-2001 sind in das neu erstellte FGSV-Merkblatt M DBB eingegangen, das Teil des Regelwerks für den Straßenbau geworden ist: Es umfasst die Konstruktion, Dimensionierung, Ausführung, Prüfung und Erhaltung von DBB und wird im Beitrag vorgestellt. Die Festlegungen gelten für Autobahnen mit mäßiger bis mittlerer Verkehrsbelastung als ausreichend. Weiterer Forschung bedarf es im Hinblick auf die Anwendung der Bauweise für hochbelastete Autobahnen.

Aktuelle Untersuchungen des Deutschen Wetterdienstes haben ergeben, dass eine Zunahme von Starkregenereignissen in Mitteleuropa zu erwarten sind. Diese geänderten Niederschlagsverhältnisse können lokal zu einer Erhöhung des Gefährdungspotenzials von Überflutungen durch Starkregenereignisse führen und somit auch Verkehr und Verkehrsinfrastruktur maßgeblich beeinträchtigen. Zur Gefährdungsabschätzung und -bewertung von potenziellen Überflutungen im Bereich des Bundesfernstraßennetzes infolge von lokalen Starkregenereignissen wurde exemplarisch für Nordrhein-Westfalen (NRW) eine neue Methodik für eine solche Blue-Spot-Analyse entwickelt und in Form einer Toolbox in einem Geoinformationssystem (GIS) zusammengefasst. Der Begriff „Blue Spot“ wurde vom dänischen Straßeninstitut (DRI) und schwedischen Straßen- und Verkehrsforschungsinstitut (VTI) geprägt und bezeichnet Straßenabschnitte mit einer hohen potenziellen Gefährdung durch Überflutungen infolge von Starkregen und deren Auswirkungen auf das Verkehrsnetz. In dieser Studie wird die Blue-Spot-Analyse um hydrologische und hydraulische Faktoren erweitert. Dadurch wird unter Berücksichtigung der limitierten Wasserverfügbarkeit und den Strömungswegen eine detaillierte Betrachtung ermöglicht und bietet die Möglichkeit einer ausführlichen Gefährdungs- und Risikoanalyse im Hinblick auf Überflutungstiefen und Fließgeschwindigkeiten sowie auf die Betroffenheit und Relevanz der Verkehrsinfrastruktur. Die Zielsetzung dieses Projekts war die Entwicklung einer GIS-Toolbox, anhand derer die Verarbeitung und Prozessierung der Eingangsdaten bis hin zur Modellierung und anschließender Risikoanalyse weitestgehend automatisiert durchgeführt werden kann und somit auch auf weitere Regionen anwendbar ist. Der erste Schritt, die hydrologische Modellierung, befasst sich mit der Berechnung der Abflussbeiwerte von Niederschlagsszenarien unter Berücksichtigung von Landnutzung, Relief und Boden. Darauf folgt die hydraulische Modellierung mit einem rasterbasierten 2-D Modell, welches eine detaillierte Analyse des Geländemodells inklusive Brücken und Durchlässen sowie Verdolungen voraussetzt. Dabei stehen vor allem Automatismen zur Analyse, Identifikation und Erhaltung von abflussrelevanten Strukturen und Verbindungen im Vordergrund, um trotz Aggregierung der Daten qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erlangen. Die Risikobewertung untersucht die Ergebnisse der hydraulischen Modellierung und bewertet das Risiko der Bundesfernstraßen auf Grundlage der Gefährdungsintensität, Betroffenheit sowie Relevanz. Die Ergebnisse der Pilotregion NRW wurden anhand von dokumentierten Ereignissen in der Vergangenheit validiert und zeigen eine gute Übereinstimmung.

Mit der Veröffentlichung der neuen Fassung der Technischen Regeln für Gefahrstoffe TRGS 900 im Mai 2020 wurde ein Arbeitsplatzgrenzwert für Dämpfe und Aerosole bei der Heißverarbeitung von Destillations- und Air-Rectified-Bitumen eingeführt. Dieser Grenzwert, der Mitte 2024 zum zweiten Mal ausgesetzt wurde, soll zum Beginn des Jahres 2027 in Kraft treten. Als die wesentlichen beiden Maßnahmen zur Reduktion von Dämpfen und Aerosolen werden Absaugeinrichtungen an Straßenfertigern und die Absenkung der Asphaltmischguttemperatur angesehen. Für die Herstellung von temperaturabgesenktem Walzasphalt (TA-Walzasphalt) können Fertigbindemittel oder Zusätze – hierzu gehören organische viskositätsverändernde Zusätze, mineralische viskositätsverändernde Zusätze und oberflächenaktive Zusätze (OA-Zusätze) oder die Schaumbitumentechnologie eingesetzt werden. Dabei kann je nach eingesetztem Fertigbindemittel, Zusatz oder der Technologie das Gebrauchsverhalten des damit hergestellten Asphaltes unterschiedlich beeinflusst werden. In vielen internationalen Studien wird berichtet, dass organische viskositätsverändernde Zusätze das Verformungsverhalten bei Wärme positiv beeinflussen, während mineralische Zusätze und OA-Zusätze sich tendenziell positiv auf das Tieftemperaturverhalten des Asphaltes auswirken. Das Ziel dieses Forschungsprojektes war der experimentelle Nachweis der Gebrauchseigenschaften ausgewählter Walzasphaltgemische, die mit reduzierter Temperatur und unter Verwendung verschiedener Zusätze (OA-Zusatz und mineralischer Zusatz) und viskositätsveränderter Fertigbindemittel (PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH) an einer Asphaltmischanlage hergestellt und beim Einbau auf der Baustelle durch Messungen der Arbeitsplatzkonzentrationen an Dämpfen und Aerosolen begleitet wurden. Der Nachweis erfolgte im Jahr 2023 durch eine 2,7 km lange Erprobungsstrecke auf der L 68 in Hückeswagen (Nordrhein-Westfalen). In diesem Zusammenhang konnte demonstriert werden, dass eine Asphaltdeckschicht AC 11 D S und eine Asphaltbinderschicht AC 16 B S SG temperaturabgesenkt (Absenkung um 27 K bis 32 K ausgehend von der Mischguttemperatur des Heißasphaltes) unter Verwendung eines OA-Zusatzes, eines mineralischen Zusatzes und zwei viskositätsveränderter Fertigbindemittel (PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH) vertragskonform eingebaut werden können. Dabei konnten alle Anforderungen der ZTV Asphalt-StB 07/13 – mit Ausnahme eines Bereiches, in dem der Verdichtungsgrad durch einen Walzenausfall nicht erreicht werden konnte – eingehalten werden. Die Kombination aus Absaugeinrichtung am Straßenfertiger und der Absenkung der Asphaltmischguttemperatur hat sich im vorliegenden Forschungsprojekt als wirksame Maßnahme zur Reduktion von Dämpfen und Aerosolen erwiesen. Der Grenzwert von 1,5 mg/m³ konnte in den meisten Messbereichen eingehalten werden. In den Bereichen, wo der Grenzwert überschritten worden ist – zum Beispiel beim Fertigerfahrer beim Einbau der Probefelder mit PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH – besteht allerdings noch Verbesserungsbedarf. Die Verdichtbarkeit der an der Baumaßnahme entnommenen Asphaltmischgüter wurde im Labor mit dem Gyrator-Verdichter überprüft. Es zeigte sich, dass die Varianten mit PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH bei Temperaturen zwischen 140 und 120 °C leichter verdichtet werden konnten als der Referenzasphalt. Bei tieferen Temperaturen (insbesondere unter 100 °C) verschlechterte sich die Verdichtungsfähigkeit der Varianten mit PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH zum Teil deutlich. Im Hinblick auf das Verformungsverhalten und das Tieftemperaturverhalten stimmten die Ergebnisse der Laboruntersuchungen weitestgehend mit der Literaturrecherche überein. Die Varianten mit PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH wiesen einen ähnlichen Verformungswiderstand wie die Referenzvarianten auf. Die Varianten mit mineralischem Zusatz und OA-Zusatz performten hingegen im Tieftemperaturbereich besser. Die Untersuchung des Ermüdungsverhaltens an den Bohrkernen der Asphaltbinderschicht ergab für die Varianten mit PmB 25/45 VL, PmB 25/45 VH und für die Referenzvariante ein vergleichbares Ermüdungsverhalten. Im Vergleich dazu ermüdeten die Bohrkerne der Varianten mit OA-Zusatz und mineralischem Zusatz nach einer geringeren Lastwechselzahl. Ein Jahr nach Abschluss der Asphaltierungsarbeiten wurden die einzelnen Probefelder hinsichtlich ihres Zustandes begutachtet. Keines der Probefelder wies Spurrinnen auf. Das Referenzprobefeld sowie die Probefelder mit OA-Zusatz und mineralischem Zusatz wiesen auch sonst keinerlei Schäden auf. Demgegenüber zeigten sich bei den Probefeldern mit PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH in regelmäßigen Abständen Risse in der Längsnaht. Der zum Teil starke Niederschlag während des Einbaus dieser beiden Probefelder in Kombination mit dem höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten der viskositätsveränderten Fertigbindemittel wird als Ursache für die entstandenen Schäden gesehen.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens konnten Grundlagen für die Anwendung des Trenchingverfahrens hinsichtlich des Einsatzes der gewählten Verfüllmethoden und der verwendeten Verfüllbaustoffe geschaffen werden. Hierfür wurden sowohl umfangreiche Laborversuche an den Verfüllbaustoffen unter Laborbedingungen als auch unter Baustellenbedingungen, im Rahmen einer Untersuchungsstrecke, durchgeführt. Weiterhin erfolgten umfangreiche Sensitivitätsuntersuchungen unter Anwendung der Finiten-Elemente-Methode. Zur Bewertung des Einflusses verschiedener Schlitzgeometrien (Trenchgeometrien) auf die Beanspruchungszustände in den einzelnen Asphaltschichten einer Befestigung und im eingebrachten Trench sowie auf rechnerisch prognostizierte Nutzungsdauern von Asphalttragschichten wurden umfassende Finite-Elemente-Berechnungen mittels der Sofware COMSOL Multiphysics durchgeführt. Auf Grundlage der Finite-Elemente-Berechnungen konnten Empfehlungen hinsichtlich der Materialeigenschaften der Asphalte und der Verfüllbaustoffe, der Geometrie der Schlitze und der Lage der Schlitze im Straßenquerschnitt abgeleitet werden. Anhand der Ausführung der Untersuchungsstrecke wurden Empfehlungen für die Ermittlung von Kriterien zur qualitativen Ausführung erarbeitet.

In diesem Forschungsprojekt wurde eine Prüfsystematik für eine ganzheitliche (rheologische und chemische) Charakterisierung und systematische Materialbewertung von bitumenhaltigen Bindemitteln für den Asphaltstraßenbau entwickelt. Die neue Prüfsystematik basiert auf Prüfungen im Dynamischen Scherrheometer (DSR) zur Charakterisierung des rheologischen Materialverhaltens im gesamten Gebrauchstemperaturbereich unter Berücksichtigung der viskoelastischen Eigenschaften, des Verformungsverhaltens, des Kälteverhaltens und des Alterungsverhaltens. Die Prüfsystematik wird vervollständigt durch Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR-Spektroskopie) zur Bestimmung chemischer Materialeigenschaften. Zunächst wurden rheologische und chemische Prüfverfahren zusammengestellt und an einer repräsentativen Auswahl an bitumenhaltigen Bindemitteln systematisch analysiert und anhand von Parameterstudien weiterentwickelt. So wurde aus einem Set an verschiedenen Prüfverfahren eine neue, ganzheitliche Prüfsystematik entwickelt. Die rheologische Prüfsystematik besteht im Wesentlichen aus dem Bitumen-Typisierungs-Schnell-Verfahren (BTSV), einem 8 mm Temperatur-Sweep (T-Sweep), einem 25 mm Single Shear Creep Test (SSCT) und einer 4 mm Relaxationsprüfung. Diese wird ergänzt durch FTIR-Analysen insbesondere für die Identifikation verschiedener Bindemittelmodifizierungen sowie der weitergehenden Bewertung des Alterungszustandes. Die neue Prüfsystematik ist für die Anwendung in der Praxis gut geeignet. Sie kann bei einer Einfachbestimmung innerhalb eines Arbeitstages mit einem DSR und bei einer Mehrfachmessung mit dem FITR innerhalb von 30 Minuten durchgeführt werden. Es folgten systematische Reihenuntersuchungen der neuen Prüfsystematik an 102 verschiedenen repräsentativen bitumenhaltigen Bindemitteln in unterschiedlichen Alterungszuständen. Daraus wurden geeignete Bewertungsparameter für die Erstellung einer Charakterisierungsmatrix identifiziert. Die aus den Prüfverfahren abgeleiteten Bewertungsparameter sind einfach interpretierbar und in der Praxis sofort anwendbar. Sie umfassen das Materialverhalten im gesamten Temperaturbereich des Gebrauchsverhaltens sowie die chemische Zusammensetzung und weisen eine gute Wiederholbarkeit für eine eindeutige Differenzierbarkeit unterschiedlicher Bindemittel auf. Auf Grundlage der untersuchten 102 Materialvarianten und einer systematischen Auswertung unter Berücksichtigung des aktuellen Technischen Regelwerks, konnten Orientierungswerte für unterschiedliche Anwendungszwecke in Abhängigkeit von der zu erwartenden Schwerverkehrsbeanspruchung der Straße abgeleitet werden. Dies umfasst Vorschläge an Orientierungswerte für die Äqui-Schermodultemperaturen T(G*=15 kPa) und T(G*=5 MPa) sowie an die Änderung der jeweiligen Kennwerte durch Alterung. Außerdem werden beanspruchungsabhängige Orientierungswerte an die Kriechrate zur Beurteilung des Verformungswiederstands und an die prozentuale Spannungsrelaxation zur Beurteilung des Widerstands gegen Kälterissbildung vorgeschlagen. Ergänzt werden diese durch Orientierungswerte für Indexwerte aus dem FTIR. Die neue Prüfsystematik wurde abschließend zusammen mit den vorgeschlagenen Orientierungswerten anhand von Erprobungsstrecken in der Praxis validiert. Dafür wurden sieben Bauvorhaben mit zehn verschiedenen Asphaltschichten identifiziert und an unterschiedlichen Stellen Asphaltproben entnommen. Die vorgeschlagenen Orientierungswerte konnten anhand der Proben aus den Erprobungsstrecken validiert werden. Außerdem konnte die laborübergreifende und herstellerunabhängige Anwendbarkeit der Prüfsystematik und der Orientierungswerte in der Baupraxis demonstriert werden. Die Prüfverfahren weisen eine zufriedenstellende und zuverlässige Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit auf und sind in der Baupraxis lückenlos anwendbar.

Dämpfe und Aerosole finden seit vielen Jahren in der Asphaltbranche Beachtung. Bereits im Jahr 1997 wurde der „Gesprächskreis Bitumen“ gegründet, der sich seither mit den Gesundheitsgefahren bei Arbeiten mit Bitumen beschäftigt. Die Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft (BG BAU) hat in den vergangenen Jahren an zahlreichen Baustellen den Einbau von Asphalt messtechnisch begleitet und die dabei entstehenden Dämpfe und Aerosole in über 4500 Fällen gemessen. Auf Basis dieser umfangreichen Messungen hat der Ausschuss für Gefahrenstoffe in seiner Sitzung am 19./20.11.2019 beschlossen, dass der Arbeitsplatzgrenzwert für Dämpfe und Aerosole bei der Heißverarbeitung von Bitumen entsprechend den MAK-Empfehlungen auf 1,5 mg/m³ (Bitumenkondensat-Standard; BKS) festgelegt wird. Dieser Grenzwert wird allerdings für einen Zeitraum von zunächst 5 Jahren ausgesetzt. Durch die Auswahl der Proben soll ein repräsentativer Querschnitt der in Deutschland eingesetzten Asphalte mit und ohne Ausbauasphalt und Bitumen bzw. Polymermodifizierten Bitumen und sichergestellt werden. Zudem fanden zwei Zusätze Verwendung. Die Auswertungen zu den untersuchten Untersuchungsvarianten zeigen auf, dass Asphaltart / -sorte, Bindemittelart bzw. -sorte (Grundbindemittel, Art und Menge der zugegebene Polymere, Viskositätsverändernde Zusätze) sowie der Bitumenhersteller sich auf die Emissionen auswirken können. Den stärksten Einfluss auf die Emissionen scheinen die Bitumenhersteller und Bindemittelart/-sorte zu haben. Aussagen der Bindemittelhersteller legen nahe, dass die Herstellung des Bitumens eine entscheidende Rolle spielt. Der Einfluss der Asphaltart/-sorte auf die Emissionen fällt kleiner aus als erwartet. Aufgrund der Untersuchungen zeigt sich, dass sich eine Erniedrigung bzw. Erhöhung des Bindemittelgehalts um ±0,5 M.-% nicht systematisch auf die Emissionen auswirkt. Die Variation der Temperatur führt zu deutlichen Veränderungen der Emissionen. Die Untersuchungen, die bei 140 °C durchgeführt wurden, zeigen eine Reduktion auf weniger als die Hälfte im Vergleich zu Untersuchungen bei 160 °C. Für die Temperaturen 140 und 120 °C lässt sich eine analoge Reduktion feststellen. Die Variation des Asphaltgranulatgehaltes führt zu kleinen Veränderungen der Emissionen. Tendenziell scheinen die Emissionen mit zunehmendem Gehalt an Asphaltgranulat leicht abzunehmen. Da es sich bei Asphaltgranulat um ein wiederverwertetes Material handelt, das bereits heißverarbeitet wurde, und die Menge an Frischbitumen bei Einsatz von Asphaltgranulat reduziert ist, ist davon auszugehen, dass die hohen Emissionen hier in geringerem Maße auftreten. Das hier für die Untersuchung von Asphalten im Labor entwickelte Verfahren kann dazu dienen, die verschiedenen Bitumen und bitumenhaltigen Bindemittel grundsätzlich hinsichtlich ihrer Emissionen einzuordnen. Es ist jedoch dringend geboten, die Laborergebnisse durch Messungen in situ zu untermauern.

Im Zuge der Kreislaufwirtschaft, der Schonung von natürlichen Ressourcen und im Bestreben zur Minderung der Folgen des Klimawandels ist es notwendig ressourceneffizient zu handeln und Baustoffe zu verwenden, welche eine hohe Wertigkeit hinsichtlich der Langlebigkeit, Reparaturfreundlichkeit und Wiederverwendbarkeit oder Verwertbarkeit aufweisen. Um die Verwendung größerer Mengen an Ausbauasphalten möglich zu machen, ist es von elementarer Bedeutung das Materialverhalten zielsicher ansprechen und beurteilen zu können. Des Weiteren müssen Mittel und Wege aufgezeigt werden wie Asphaltgranulate, welche durch eine Beurteilung des Erweichungspunktes Ring und Kugel als kritisch eingestuft werden, zielsicher über Performance-Kriterien als einsatzfähig oder nicht mehr verwendbar definiert werden können. Dies ist insbesondere unter Berücksichtigung der zukünftigen Entwicklung bei der mehrfachen Wiederverwendung von Asphalt eine wesentliche Aufgabe. Mit dem hier vorliegenden Forschungsprojekt sollte ein einfaches Performance-Kriterium zur Beurteilung des Gebrauchsverhaltens von Heißasphalt mit Asphaltgranulat geschaffen werden. In diesem Zusammenhang sollte auch die Möglichkeit des indirekten Nachweises einer Doppelumhüllung betrachtet werden. Unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Asphaltgranulaten, welche sich hinsichtlich der Härte des rückgewonnenen Bindemittels unterschieden, wurde der Einfluss der Art, Menge und Mischdauer auf die Asphaltperformance einer Asphaltbinderschicht AC 16 B und einer Asphalttragschicht AC 22 T untersucht. Die verwendeten Asphalte wurden hinsichtlich der Verdichtbarkeit, des Verformungswiderstands, der Asphaltsteifigkeit sowie des Kälte- und Ermüdungsverhaltens analysiert. Darüber hinaus wurde das rückgewonnene Bindemittel hinsichtlich des Erweichungspunktes Ring und Kugel und der Bindemittelsteifigkeit, bestimmt mittels Dynamischem Scherrheometer, geprüft. Für die Untersuchungsvarianten dieses Forschungsprojektes wurde festgestellt, dass die Prüfverfahren zur Bestimmung der Verdichtbarkeit und des Verformungswiderstandes keine belastbaren Prüfergebnisse lieferten. Die Ergebnisse der Verdichtbarkeit differenzieren unter Berücksichtigung der Verfahrenspräzision nicht hinreichend. Bei der Bestimmung des Verformungswiderstandes wurde festgestellt, dass das Vorliegen unterschiedlicher Abbruchkriterien (10.000 Lastwechsel oder 40 ‰ Dehnung) in Kombination mit unterschiedlichen Verläufen (mit oder ohne Wendepunkt) eine generelle Beurteilung basierend auf diesem Prüfverfahren unmöglich macht. Die Betrachtung des Einflusses der Nachmischzeit und der Asphaltgranulatzugabemenge auf die Ergebnisse im Tieftemperaturverhalten, der Asphaltsteifigkeit und der Ermüdung erlaubt keine gesicherte Schlussfolgerung. Es muss festgestellt werden, dass die Prüfergebnisse keine systematischen Verläufe aufweisen. Ein möglicher Performance-Ansatz dieses Forschungsprojektes war die Analyse und der Vergleich der Steifigkeiten des Asphaltes mit denen des verwendeten Bitumens (Gemisch aus Frischbitumen und Bitumen im Asphaltgranulat). Mit den Ergebnissen dieses Forschungsprojektes konnte der Zusammenhang zwischen Bindemittel- und Asphaltsteifigkeit bestätigt werden. Deswegen wurde zur Ableitung eines Performance-Kriteriums für das Gebrauchsverhalten von Heißasphalt mit Asphaltgranulat die festgestellte Korrelation verwendet und angestrebt, unter Verwendung der Ergebnisse des Tieftemperaturverhaltens, einen „kritischen“ Bereich für die Performance-Eigenschaften zu definieren. Dafür wurde der Zusammenhang zwischen der Bruchtemperatur und der Steifigkeit des Asphaltes am kältesten Messpunkt der Steifigkeits-Temperaturfunktion geprüft und eine Korrelation nachgewiesen. Unter Berücksichtigung des Arbeitspapiers Tieftemperaturverhalten von Asphalt, Teil 1, lässt sich in Abhängigkeit von der Frosteinwirkungszone ein kritischer Bereich für die Asphaltsteifigkeit definieren. Bei dem Vergleich zwischen der Bruchtemperatur im Abkühlversuch und der Bindemittelsteifigkeit des rückgewonnenen Bindemittels bei -10 °C und 10 Hz (sowie auch bei 1 Hz) wurde ebenfalls eine Korrelation festgestellt und ein kritischer Bereich definiert. Basierend auf den beschriebenen Zusammenhängen lässt sich eine Empfehlung für den weiteren Umgang mit Asphaltgranulat definieren. So können Mischguthersteller anhand einer Probemischung mit Asphaltgranulat sowie einer anschließenden Extraktion und DSR-Prüfung des Bindemittels die Performance-Wirkung im Asphaltmischgut prognostizieren. Zur Kontrolle der Asphaltperformance sind für den Auftraggeber Prüfungen von Steifigkeits- und/oder Abkühlversuchen zu empfehlen. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die Datengrundlage dieses Forschungsprojektes zu schwach für eine finale Aussage (auch bzgl. der Doppelumhüllung) ist und durch weitere Forschung validiert werden sollte. Um in zukünftigen Projekten Inhomogenitäten zu vermeiden wurden darüber hinaus basierend auf den Erkenntnissen dieses Forschungsprojektes Empfehlungen abgeleitet, um Streuungen durch die Probenahme an Asphaltmischwerken zu minimieren.

Das Ziel des Forschungsvorhabens war es, einerseits Erkenntnisse über die zu erwartenden Temperaturverteilungen und deren Häufigkeiten in Asphaltschichten auf Brückenbauwerken zu erlangen, um den Zeithorizont abzuschätzen, ab dem mit einer maßgeblichen Beeinträchtigung der Nutzungsdauer standardisierter Asphaltoberbaukonstruktionen zu rechnen ist. Andererseits sollten unter Berücksichtigung der prognostizierten extremen Klimaeinwirkungen hochverformungsbeständige Asphalte neu konzipiert werden, die auch bei tiefen Temperaturen eine ausreichende Kälteflexibilität aufweisen. Um diese Ziele zu erreichen, erfolgte zunächst eine umfangreiche Literaturanalyse zur Bestandsaufnahme der Klimarandbedingungen und der prognostizierten Klimaänderungen. Als Referenzperiode wurde dabei die aktuelle klimatologische Periode 1991 bis 2020 ausgewählt. Zusätzlich wurden Temperaturdaten, die über ein Jahr lang in den Asphaltschichten auf der Neckartalbrücke und auf der Weserbrücke gemessen wurden, zur Verfügung gestellt und berücksichtigt. Auf dieser Datengrund-lage wurde ein Finite-Elemente-Modellierungsansatz (FEM) entwickelt, der es ermöglicht, die vertikale Wärme- und Temperaturverteilung mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung zu berechnen. Mithilfe eines Machine-Learning Algorithmus (ML) können die Erkenntnisse auch auf das gesamte Bundesgebiet übertragen werden. Aus den Daten der Referenzperiode wurde für die drei unterschiedlichen Klimaszenarien RCP2.6, RCP4.5 sowie RCP8.5 jeweils die zukünftige Entwicklung der Klimakenngrößen abgeschätzt, und mit dem aufgestellten Modell zur Prognose der vertikalen Temperaturverteilung im Asphaltoberbau auf Brückenbauwerken kombiniert. So konnte für jeden Tag eine maximale mittlere Asphaltdeckschichttemperatur berechnet werden. Sie diente im Weiteren als Grundlage für die Bewertung der zukünftigen Entwicklung plastischer Verformungen. Für die Neukonzeption klimaoptimierter Guss- und Walzasphalte wurden zunächst im Rahmen einer umfangreichen Literaturrecherche Erkenntnisse zu Kompensationsmaßnahmen zusammengetragen, die zu einer Reduzierung der negativen Folgen des Klimawandels auf die Dauerhaftigkeit von Guss- und Walzasphalten beitragen können und bislang untersucht und / oder erprobt wurden. Auf dieser Grundlage wurde zunächst eine Vorauswahl der Ausgangsstoffe (Bindemittel, Füller, Gesteinskörnung) getroffen. Anschließend erfolgten Voruntersuchungen sowohl an den ausgewählten Bindemitteln und Füllern, als auch an verschiedenen daraus hergestellten Mastixvarianten. Dabei fanden auch Materialkomponenten Berücksichtigung, die noch nicht standardmäßig im einschlägigen technischen Regelwerk etabliert sind, aber aufgrund ihres optimierten Gebrauchsverhaltens eine frühzeitige Schadensentwicklung verhindern und eine lange Nutzungsdauer gewährleisten können. Die finale Auswahl der Ausgangsstoffe für die Asphaltmischgutherstellung wurde anhand der gewonnenen Ergebnisse aus den Voruntersuchungen festgelegt. Insgesamt wurden acht Walzasphaltvarianten (jeweils vier splittreiche Asphaltbetone und Splittmastixasphalte) sowie fünf Gussasphaltvarianten konzipiert und labortechnisch hergestellt. Dabei erfolgte eine Variation der Bindemittelart und -sorte sowie der Füllerart, wobei ausschließlich Kalksteinmehl und ein Mischfüller zum Einsatz kamen. Die anschließenden Performance-Untersuchungen zur Verformungsbeständigkeit bei hohen Temperaturen sowie zur Kälteflexibilität und Ermüdung der Asphaltvarianten zeigten signifikante Unterschiede. Bei den Verformungsversuchen wurden die Prüftemperaturen erhöht, um den prognostizierten höheren Temperaturen Rechnung zu tragen. Bei der gesamtheitlichen Betrachtung der Ergebnisse konnten Zusammensetzungen bzw. Materialkombinationen präferiert sowie die prinzipielle Übertragung der Erkenntnisse auf andere Asphaltschichten beschrieben werden. Das erstellte Modell zur vertikalen Temperaturverteilung in Asphaltschichten auf Brückenbauwerken sowie die in Laborversuchen ermittelte Temperaturabhängigkeit der plastischen Verformungen konnten schließlich miteinander kombiniert werden, um die Auswirkungen der erhöhten klimatischen Beanspruchung auf die Dauerhaftigkeit und das Gebrauchsverhalten von Asphaltschichten auf Brückenbauwerken einzuschätzen. Letztendlich konnte auch im Modell gezeigt werden, dass die heute verwendeten konventionellen Asphalte mit „normaler“ Verformungsbeständigkeit bereits jetzt an ihre Grenzen stoßen und eine Optimierung hinsichtlich der klimatischen Beanspruchung dringend erforderlich ist. Anschließend wurden konkrete Empfehlungen zur Weiterentwicklung und Verbesserung des aufgestellten Modells sowie Möglichkeiten zur weiteren Optimierung der Asphalte im Zuge des Klimawandels gegeben.

Rechnerische Analysen im Zuge der Dimensionierung und Substanzbewertung gewinnen im Betonstraßenbau zunehmend an Bedeutung. Eine hinreichende Kenntnis über das im nationalen Betonstraßenbau spezifische thermische Ausdehnungsverhalten des Baustoffs Beton ist für eine adäquate Berücksichtigung bei der Modellbildung essenziell. Den aktuellen Ansätzen liegen ingenieurtechnische Annahmen zugrunde, die auf allgemeinen Richtwerten aus den 1960er Jahren basieren. Eine systematische und gezielte Verknüpfung mit aktuelleren Erkenntnissen sowie auf den nationalen Betonstraßenbau ausgerichtete labortechnische Untersuchungen fehlen. Derzeit existieren national und europäisch jedoch keine standardisierten oder genormten Verfahren zur experimentellen Bestimmung der Wärmedehnzahl von Beton. Diese Arbeit verfolgt zusammenfassend folgende konkrete Zielstellungen: a) Erstellung einer geschlossenen Abhandlung zur Thematik der Wärmedehnzahl von Betonen mit spezifischer Ausrichtung auf den nationalen Straßenbau und die Verwendung des Kennwertes für rechnerische Analysen b) Schaffung von Grundlagen für die Aufnahme eines Prüfverfahrens zur Bestimmung der Wärmedehnzahl in die TP B-StB [1] c) Überprüfung vorhandener Literaturwerte hinsichtlich der spezifischen Verwendbarkeit im Betonstraßenbau d) Bewertung des aktuellen Dimensionierungsansatzes in den RDO Beton [2] In Kontext der Verwendung von Wärmedehnzahlen für rechnerische Analysen im Betonstraßenbau ergibt sich eine sehr hohe Bedeutung in Bezug auf zwei Komplexe, die für die Dauerhaftigkeit von Fahrbahndecken aus Beton entscheidend sind. Zum einen beeinflusst die Wärmedehnzahl maßgeblich das Längs- und Querdehnungsverhalten der Decke. Zum anderen stellt sie einen maßgebenden Parameter für die rechnerische Dimensionierung [2] dar. Darüber hinaus hängt der maßgebende Anteil der mechanischen Beanspruchung von Fugenfüllsystemen bei Decken in Plattenbauweise insbesondere auch von der Wärme-dehnzahl des Betons ab. Zur Bewertung der Genauigkeit experimentell bestimmter Wärmedehnzahlen wurden in [3] Sensitivitätsanalysen mit den rechnerischen Verfahren zur Dimensionierung und Subs-tanzbewertung durchgeführt. Im Ergebnis sollte bei der Bestimmung von Wärmedehnzahlen zur Nutzung als Eingangsdaten in die Berechnungen eine relativ hohe Genauigkeit von ± 0,3 ∙ 10-6/K angestrebt werden. Es wurden zwei Prüfansätze zur experimentellen Bestimmung der Wärmedehnzahl entwickelt, angewendet und kritisch analysiert. Zur Messung der thermisch bedingten Längen¬änderung werden ein Setzungsdehnungsmesser mit digitaler Messuhr (Prüfansatz 1) sowie induktive Wegaufnehmer (Prüfansatz 2) verwendet. Es zeigt sich, dass insbesondere unter Verwendung von induktiven Wegaufnehmern eine sehr gute Reproduzierbarkeit der Mess¬ergebnisse erzielt werden kann. Um die Richtigkeit der Prüfergebnisse beurteilen zu können, wurden Bezugswerte an Referenzmaterialien anhand von Dilatometermessungen an verschiedenen Instituten ermittelt. Für den hier betrachteten Temperaturbereich zwischen 0 °C und 40 °C ergeben sich mittlere Wärmedehnzahlen für eine Edelstahl- bzw. Aluminium-Legierung in Höhe von 15,40 · 10-6/K bzw. 21,69 · 10-6/K. In Vergleichsuntersuchungen wurde eine sehr gute Annäherung der Prüfergebnisse bei Verwendung von Prüfansatz 1 (PA1) sowie von Prüfansatz 2 (PA2) mit einer Aluminium-Legierung als Kalibriermaterial an die Bezugswerte erzielt. Die Abweichungen liegen zwischen 0,07 bis 0,21 · 10-6/K. Eine erste allgemeine Einschätzung zur Genauigkeit der Prüfergebnisse zeigt, dass bei Verwendung von PA2 die geforderte Genauigkeit des Prüfergebnisses von ± 0,3 · 10-6/K bei einem Konfidenzniveau von 95 % auch bei sehr kleinen Stichproben erfüllt wird. Bei PA1 kann bei größeren Stichproben dieser Genauigkeitsanforderung entsprochen werden. Vor dem Hintergrund einer höheren Praktikabilität wird der PA1 für die umfassenden Bestandsuntersuchungen herangezogen. Den Bestandsuntersuchungen lag eine Stichprobe von 58 Bestandsstrecken aus dem BAB-Netz zugrunde. Die Probekörper wurden auf den maßgebenden lufttrockenen Zustand konditioniert. Es ergaben sich Wärmedehnzahlen der Straßenbetone für die einzelnen untersuchten Schichten zwischen 7,4 – 12,2 ∙ 10-6/K, wobei – wie zu erwarten – die niedri-gen Dehnungswerte bei kalkreichen Gesteinskörnungen und die höheren Werte bei Kiesen mit einem hohen Anteil an Quarzgestein festgestellt wurden. Der aktuell für den Regelfall in der rechnerischen Dimensionierung vorgesehene Richtwert für die Wärmedehnzahl von 11,5 ∙ 10-6/K wird in 7,5 % der untersuchten Betone überschritten. Die verfügbaren Literaturwerte können in Form der angegeben Mittelwerte nur als Orientierung herangezogen werden. Für die im Straßenbau zum Einsatz kommenden Kiese, welche hinsichtlich der Gesteinsart heterogen zusammengesetzt sind, liegen keine Literaturwerte vor. Orientierungsmessungen zum Einfluss der Betonfeuchte auf die Wärmedehnzahl zeigen, dass bei wassergesättigten Proben im Vergleich zu lufttrockenen die Wärmedehnzahl durchschnittlich um 2,7 ∙ 10-6/K geringer ausfällt. Bei der Bestimmung der Wärmedehnzahl an wassergesättigten Probekörpern sollte das Prüfergebnis nach aktuellem Wissensstand um 25 % erhöht werden. Aufbauend auf dieser Arbeit sollte zur Überführung eines Prüfverfahrens in die TP B-StB zunächst eine Arbeitsanleitung für einen Prüfansatz oder mehrere Prüfansätze erarbeitet und anschließend ein Ringversuch zur Bestimmung der Präzisionskenndaten durchgeführt werden. Zur Qualitätssicherung wird es als zwingend erforderlich angesehen, durch eine zentrale Stelle Referenzprismen aus Metall mit zugehörigem Bezugswert für die Wärme¬dehnzahl zur Verfügung zu stellen. Perspektivisch sollten die Bestandsuntersuchungen systematisch fortgesetzt werden, um zum einen ein verbessertes Verständnis zur zeitlichen Entwicklung der Wärmdehnzahlen von Straßenbetonen in situ zu erlangen und zum anderen die Datenbasis insbesondere von Betonen mit hohem thermischen Dehnungsvermögen zu erhöhen. Darüber hinaus sollten vor dem Hintergrund des hohen Einflusses aus dem Feuchtegehalt des Betons die realen Feuchteverteilungen über die Deckenhöhe sowie innerhalb einer Fahrbahnplatte (Platten¬mitte, Plattenrand) eruiert werden, um Rückschlüsse auf die feuchtebedingten Streuungen der Wärmedehnzahl im Bauteil ziehen zu können. Bei der vorliegenden Veröffentlichung handelt es sich um eine von der „Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften der Universität Stuttgart“ genehmigte Dissertation zum Erwerb des Doktorgrades. Die mündliche Prüfung fand am 12.04.2024 statt. Gutach¬ter waren Herr Prof. Dr.-Ing. Harald Garrecht und Herr Prof. Dr.-Ing. Rolf Breitenbücher.