In diesem Forschungsprojekt FE 04.0316/2018/ORB „Entwicklung eines aktuellen Verfahrens zur rechnerischen Dimensionierung gemäß den RDO Beton“ werden die RDO Beton quelloffen und zukunftssicher implementiert. Grundlage sind die RDO Beton 09 in der Entwurfsfassung vom 7. Mai 2018, welche im Folgenden nur noch RDO Beton genannt werden. Das Programm wird in JavaScript unter Verwendung gängiger Standards und Praktiken implementiert und soll unter der freien Software-Lizenz GPLv3 veröffentlicht werden. Besonderes Augenmerk liegt auf der guten Dokumentation und Modularität, was allen interessierten Fachleuten die einfache Benutzung, Wartung und Erweiterung der Software ermöglicht. Das Projekt gliedert sich dabei in Literaturrecherche zu den RDO Beton, Definition und Dokumentation von Anforderungen, Implementierung von Rechenkern und grafischer Benutzeroberfläche (GUI) sowie die Erstellung der Dokumentation für die Anwender. Eine ausführliche Recherche zu den Hintergründen der für die Nachweisführung verwendeten Momente in den RDO Beton verbessert die Dokumentation des Verfahrens. Insbesondere wird die Formel für das Moment aus Verkehrsbelastung auf seine korrekte Herkunft zurückgeführt. Zur Herkunft der verwendeten Anpassungsfaktoren wird nicht recherchiert. Die Literaturrecherche liefert damit die Grundlage zur verfahrenssicheren Implementierung der RDO Beton. Die Zusammenstellung der Anforderungen an die Software erfolgt im Lastenheft, das sowohl die Grundlage für dieses Projekt als auch eine Vorlage für ähnliche Vorhaben darstellen soll. Es besteht daher aus einem allgemeinen Teil, der Rahmenbedingungen der Software-Entwicklung beschreibt, und einem spezifischen Teil, der sich mit der Implementierung der RDO Beton befasst. Beide Teile sind darüber hinaus modular aufgebaut, damit der Auftraggeber in zukünftigen Ausschreibungen für Softwareprojekte die Erstellung eines Lastenhefts einfacher und zielsicher selber leisten kann. Das Lastenheft wurde durch Erstellung eines darauf basierenden Pflichtenhefts validiert. Die Implementierung wurde modular realisiert, sodass der eigentliche Rechenkern und die Benutzeroberfläche eigenständige Teile sind und nur über einheitlich strukturierte Datenobjekte kommunizieren. Die Daten können im textbasierten, kompakten und menschenlesbaren JSON-Datenformat eingelesen und gespeichert werden. Durch ein ebenfalls umgesetztes Kommandozeilen-Interface kann der Rechenkern ohne GUI verwendet werden, um eine einfache Einbindung in andere Software zu ermöglichen, oder direkt über die Kommandozeile ausgeführt zu werden. Der Quellcode des Rechenkerns ist derart konzipiert und dokumentiert, dass Fachleute mit rudimentären Programmierkenntnissen sich schnell im Code zurechtfinden können. Die Kompilierung des Quellcodes des Rechenkerns ist nicht nötig. Damit sind kleinere Änderungen am Quellcode, wie beispielsweise die Aktualisierung von Faktoren aus den Tabellen der RDO Beton, in wenigen Sekunden durchgeführt. Weiterhin ist der Rechenkern so modularisiert, dass bspw. die Berechnung eines einzelnen Momentes durch eine andere Funktion ersetzt werden kann. Wartungsarbeiten und Erweiterungen gestalten sich dementsprechend einfach. In Kombination mit einer Versionsverwaltungssoftware bleiben jegliche Änderungen am Quellcode transparent und alte Versionen wiederherstellbar. Auch die Vorhaltung verschiedener Softwareversionen, etwa für unterschiedliche Fassungen der RDO Beton, ist somit leicht realisierbar. Ein wesentlicher Bestandteil der entwickelten Software ist die grafische Oberfläche, die unter Nutzung moderner Technologien und Erkenntnisse im Bereich Benutzerschnittstellen entworfen wurde. Die Oberfläche wird im Webbrowser dargestellt, wodurch die Anwendung über Intra- oder Internet angeboten werden kann. Dadurch arbeiten alle Benutzer stets mit einer einheitlichen, aktuellen Version. Das Programm kann aber auch ohne Administrator-Rechte auf Arbeitsplatzrechnern installiert und ausgeführt werden. Die Verwendung des gängigen Material Designs stellt sicher, dass Nutzer bekannte Bedienelemente und -symbole erkennen und diese intuitiv nutzen können. Die Funktionsfähigkeit der einzelnen Bestandteile sowie ihr Zusammenspiel werden mithilfe einer automatisierten Testumgebung sichergestellt. Hierdurch lassen sich auch bei zukünftigen Änderungen mögliche unerwünschte Seiteneffekte schnell fest-stellen. Eine Bereitstellung für weite Nutzerkreise erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Inkompatibilitäten, Programmfehler und/oder Fehler in der zugrundeliegenden Methodik aufgedeckt werden. Bei Bereitstellung des Quellcodes können Benutzer sich direkt an der Weiterentwicklung beteiligen. Die strikte Trennung zwischen Eingabe und Berechnung ermöglicht die Erweiterung zu einer Client-Server-Architektur. Damit könnten offizielle Referenzimplementierungen angeboten und deren Nutzung sichergestellt werden.

MICHAEL DERES, der Referatsleiter Personal der Stabsstelle Autobahn / Fernstraßen-Bundesamt im Bundesministerium für Verkehr, beschreibt in einer Momentaufnahme aus der Sicht der Praxis des Jahres 2019 den damaligen Umsetzungsstand der Reform der Auftragsverwaltung im Bereich der Bundesautobahnen und anderer Bundesfernstraßen. Die Reform der Bundesfernstraßenverwaltung führte zu einem umfangreichen Personalübergang der Länder zum Bund und stelle eine gewaltige Herausforderung dar. Dennoch habe die Autobahnverwaltung als Arbeitgeber Zukunft. Die Autobahnreform habe daher das Potenzial, sich als Modellprojekt für zentrale Aufgabenerledigungen durch den Bund zu erweisen. Zwei Jahre später berichtet die heutige amtierende Präsidentin des Fernstraßen-Bundesamtes Leipzig DORIS DRESCHER über die neue Autobahnverwaltung des Bundes, die ihre Tätigkeit mit Beginn des Jahres 2021 aufnahm. Sie beschreibt die Aufgabenverteilung zwischen der Autobahn GmbH des Bundes und dem Fernstraßen-Bundesamt im operativen Betrieb, die sich daraus ergebenden Aufgaben und Ziele sowie die praktisch drängende Frage der zukünftigen Zuständigkeitsverteilung für bereits eingeleitete und neue Verwaltungsverfahren. Zudem werden planungsrechtliche Grundsätze und Beschleunigungsmöglichkeiten bei der Beseitigung von Hochwasserschäden erläutert. Mit dem Werkstattbericht über den Aufbau eines Rechtsbereichs in Corona-Zeiten behandelt MARTIN REGNATH – auf der Grundlage eines zusammen mit ROLF ROCKITT gehaltenen Vortrags – den Aufbau des zentralen Rechtsbereichs in der Autobahn GmbH des Bundes, der bei der Gründung 2018 noch gar nicht vorgesehen war. Als dann die Schaffung einer zentralen Rechtsabteilung und deren Vernetzung mit den Niederlassungen in der Fläche in Angriff genommen wurden, mussten diese Schritte unter den Bedingungen der Pandemie stattfinden. Als Hauptziele stellten sich nunmehr die Etablierung von Vergabeverfahren dar, in denen nicht die billigsten, sondern die bestgeeigneten Vertragspartner gewonnen werden können, sowie die umfassende Digitalisierung aller Arbeitsabläufe. Der abschließende, ebenfalls als Werkstattbericht überschriebene Beitrag von MAX SEIBERT Luftreinhaltepläne vor Gericht behandelt in 40 deutschen Städten erhobenen Verbandsklagen wegen der Überschreitung des Luftqualitätsgrenzwerts für Stickstoffdioxid (NO2) nach der Luftqualitätsrichtlinie. Der Referent hatte in seiner Funktion als Vorsitzender Richter am Oberverwaltungsgericht Nordrhein-Westfalen letztlich sämtliche Verfahren in diesem Bundesland verhandelt. Sie wurden schlussendlich zu einem Ergebnis geführt, das einerseits Dieselfahrverbote vermeiden konnte, andererseits aber die Weichen für eine langfristige Verbesserung der Luftqualität gestellt hat.

Füllsysteme für Fugen in Betonfahrbahnen sind während ihrer Nutzungsdauer vielfältigen Beanspruchungen ausgesetzt. Daraus leiten sich erhöhte Anforderungen an die Dauerhaftigkeit des Gesamtsystems „Fuge“ ab. Neben jahreszeitlich schwankenden klimatischen Änderunge spielen insbesondere zyklische Beanspruchungen durch den überrollenden Verkehr sowie die Alterung der Fugenmassen eine maßgebliche Rolle. Ziel dieses Forschungsprojekts war es, ein praxisorientiertes Prüfverfahren zu entwickeln, das zum einen das Gesamtsystem „Fuge“ bestehend aus Betonfugenflanke, Voranstrichmittel sowie der Fugenmasse umfasst und andererseits die maßgebenden Szenarien der in-situ-Beanspruchungen realistisch abbildet. Dazu wurden Systemprüfkörper bestehend aus Beton und Fugenfüllstoff definiert, an denen über die herkömmlichen Prüfungen am Füllstoff hinaus, statische Zug-/Scherversuche und zyklische Druck-/Zug-/Scherversuche an neuen und künstlich gealterten Proben vorgenommen wurden. Diese Prüfungen wurden sowohl an Laborproben (Referenz) als auch an Systemprüfkörpern aus Bohrkernen von originären Bestandstrecken durchgeführt. Die Untersuchungen zeigten u.a., dass die heiß verarbeitbaren Fugenmassen, mit Ausnahme der modifizierten Fugenmasse vom Typ N2+, infolge künstlicher Alterung erheblich versprödeten, d.h. bei deutlich reduziertem Dehnvermögen höhere Maximalspannungen aufwiesen. Dieser Effekt zeichnete sich auch bei den im dynamischen Scherrheometer ermittelten Phasenwinkeln und komplexen Schermoduln ab. Unter der Annahme eines exponentiellen Verlaufs der Alterung von heiß verarbeitbaren Fugenmassen, konnte für die künstliche Laboralterung ein simulierter Nutzungszeitraum von etwa 6 Jahren ermittelt werden. Für die kalt verarbeitbaren Fugenmassen erwies sich die für heiß verarbeitbare Fugenmassen herangezogene künstliche Alterung unter Druck und Temperaturbeanspruchung als nicht zweckmäßiges Verfahren. Zur ersten Validierung der entwickelten Laborprüfverfahren wurde im BAB-Netz eine heiß und eine kalt verarbeitbare Fugenmasse über die ersten 21 Monate Nutzungsdauer intensiv beobachtet. Unter Einbeziehung der Systemprüfungen an Labor- und in-situ-Proben wurde ein erster Bewertungsansatz entwickelt, mit dem, anhand wissenschaftlich orientierter Kenn- und Grenzwerte, Fugenmassen im nicht gealterten ebenso wie im künstlich gealterten Zustand bewertet werden können.

Bei Entwicklung und Bau von Fahrbahndecken aus Beton wird angestrebt, die Rollgeräuschminderung über die moderate akustische Wirkung von Waschbeton hinaus zu steigern und die Reproduzierbarkeit, Homogenität und Dauerhaftigkeit der akustischen Oberflächeneigenschaften zu verbessern. In Feldmessungen wurde deutlich, dass Querscheinfugen im Moment des Überrollens kurzzeitig zu einer starken Anhebung des Rollgeräuschs führen können und die akustischen Eigenschaften einer Betonfahrbahndecke aufgrund des wiederholten Auftretens der Fugengeräusche entlang der Fahrbahn insgesamt verschlechtern können. Aufgabe war, den Einfluss der bautechnischen Eigenschaften von Querscheinfugen auf die Rollgeräuschentstehung zu untersuchen und Empfehlungen für die schalltechnische Optimierung bei der baupraktischen Ausführung der Fugen zu geben. Anhand von umfangreichen CPX-Messungen wurden 600 Fugen unterschiedlicher Ausführung und unterschiedlichen Zustands auf Betonfahrbahnen im deutschen Autobahnnetz schalltechnisch untersucht. An sechs ausgewählten Fugen wurden Detailuntersuchungen der Fugengeometrie und der Oberflächenstruktur sowohl der Fugen als auch der angrenzenden Fahrbahnoberflächen durchgeführt und durch detaillierte Messungen des Reifen-Fahrbahn-Geräuschs ergänzt. Neben der messtechnischen Analyse des Zusammenhangs zwischen Fugeneigenschaften und Rollgeräusch wurden die Messergebnisse dazu benutzt, ein bestehendes Rechenmodell für Reifen-Fahrbahn-Geräusche zu erweitern, zu validieren und für eine Parameterstudie zum Einfluss der Fugeneigenschaften auf das Rollgeräusch einzusetzen. Messungen und Parameterstudie zeigen, dass der Fugeneinfluss auf das Rollgeräusch umso größer wird, je leiser das Rollgeräusch aufgrund akustisch günstiger Oberflächentexturen zwischen den Fugen wird. Akustisch ungünstige Fugeneigenschaften begrenzen dann die Geräuschminderung einer Betonfahrbahndecke. Für die Parameter Fugenöffnungsweite, Anstellwinkel und Höhenversatz und für die Eigenschaften der Fugenfüllung werden konkrete Empfehlungen für eine schalltechnische Optimierung gegeben

Aufgrund des Klimawandels muss auch in Deutschland zukünftig damit gerechnet werden, dass Witterungsextreme häufiger und stärker ausfallen. Schon allein durch die prognostizierte Klimaveränderung sind Auswirkungen auf die Nutzungseigenschaften der Betonfahrbahnen zu erwarten. Im Kontext mit einer signifikanten Erhöhung der Belastung durch Schwerverkehr sowie mit erhöhten Anforderungen an die Verfügbarkeit ergibt sich die Notwendigkeit, die Regelbauweise zu überprüfen und ggf. zu modifizieren. Es hat sich herausgestellt, dass bei der Dimensionierung die Witterungsbelastung von Betondecken mit einer Erhöhung der mittleren Plattentemperatur von 2 K und durch ungünstigere positive Temperaturverläufe bzw. Temperaturgradienten berücksichtigt werden berücksichtigt werden sollte. Zudem muss die Lage der Längsfugen nicht nur in den Kontext zur Markierung gebracht werden sondern auch gewährleisten, dass mit Berücksichtigung neuer Anforderungen eine Aufrechterhaltung des Verkehrs mindestens eines Fahrstreifens im Zuge von Erhaltungsmaßnahmen möglich bleibt. Aus diesem Grund und mit Blick auf die Dauerhaftigkeit ist es sinnvoll, die Plattengeometrien signifikant zu verkleinern, wodurch Plattenverformungen und Spannungen reduziert werden können. Resultat kleinerer Plattengeometrien sind zudem kleinere Fugenöffnungsweiten, was sich einerseits positiv auf die Langlebigkeit der Fugenfüllung auswirkt und andererseits eine deutlich verbesserte Lärmminderung ergibt, wenn gleichzeitig die Fugenausbildung schmaler ausgeführt wird. Für den Beton selbst, der hinsichtlich der Dauerhaftigkeit der Konstruktion sowie für die Erreichung dauerhafter Gebrauchseigenschaften eine entscheidende Rolle spielt, ist bei der Konzipierung anzustreben, einen geringen E-Modul und eine geringere Wärmedehnzahl zu erhalten, wobei die Festigkeit (Zugfestigkeit) ein gewisses Niveau nicht unterschreiten sollte.