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Dienstag, 18. Januar 2022
Ausgabe 7456 | Nr. 18 | 21. Jahrgang
D.I.E. Baustatik Software - Einfach | Anders | Besser
Autor: Fabian Hesse
Herausgeber: bauingenieur24 Informationsdienst email-weiterempfehlendruckansicht

Straßenbau: Einschichtige Betonfahrbahn technisch machbar

# 01.12.2021

Neuentwickelter Prüfstand mit Mischanlage an Stuttgarter Universität eingeweiht. Erprobung neuer Betone und Mischtechnologien möglich. Mehrere Bauunternehmen an Forschungsprojekt beteiligt

Bundesanstalt für Straßenwesen fördert "Betonfahrbahn 4.0"

Professor Harald Garrecht erklärt die Funktionsweise des neuen Straßenfertigers. Foto: MPA Universität Stuttgart Professor Harald Garrecht erklärt die Funktionsweise des neuen Straßenfertigers. Foto: MPA Universität Stuttgart

Die Straße ist in Deutschland der wichtigste Verkehrsträger. Stand heute erfolgen hier 70 Prozent des Personen- und Gütertransports.

Besonders geeignet für eine hohe Beanspruchung sind Fahrbahndecken aus Beton. Als Vorteil wird außerdem die gute Wiederverwertbarkeit des Baustoffs gesehen. Gleichzeitig werden noch längere Erneuerungszyklen angestrebt, um Ressourcen zu schonen sowie die Zahl der Baustellen und Unfälle zu verringern.

An der Materialprüfungsanstalt (MPA) der Universität Stuttgart untersucht man deshalb seit 2017 im Rahmen des Projekts "Betonfahrbahn 4.0", wie die Lebensdauer von Betonfahrbahnen mittels Digitalisierung weiter verbessert werden kann. Das Ziel ist die digitale Vernetzung aller Prozessbeteiligten im Betonfahrbahnbau. Die Forschung wird von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) mit 4,7 Millionen Euro gefördert (siehe Interview unter "Quellen und Verweise").

Bauunternehmen entwickeln Prüfstand und Betonmischanlage mit

Zu den Projektpartnern zählen neben dem MPA das Institut für Werkstoffe im Bauwesen (IWB) und das Institut für Systemdynamik (ISYS) der Universität Stuttgart. Weitere Verbundpartner sind die Firmen

  • CAVEX GmbH & Co. KG,
  • Otto Alte-Teigeler GmbH,
  • Wirtgen GmbH,
  • Liebherr GmbH,
  • Heinz Schnorpfeil Bau GmbH sowie
  • Lehmann & Partner GmbH.

Zum diesjährigen Projektabschluss wurde ein Prüfstand, bestehend aus einem Straßenfertiger und einer Betonmischanlage, eingeweiht.

Hier können neue Betone, Mischtechnologien und Sensortechniken erprobt werden. Die Mischanlage ist mit einem Gesteinskornreihensilo für die Beschickung und einem Zementsilo verbunden.

Antriebsstrang für Mischführung als Schlüsselinnovation vorgestellt

Als Schlüsselinnovation bezeichnen die Beteiligten einen Antriebsstrang für die rheologische, das heißt auf dem Fließverhalten basierende Mischführung. Hierzu wurde eigens ein neues Getriebe entwickelt.

"Dank der Anlage können wir Betonfahrbahnen realisieren, die in punkto Ebenheit, Dauerhaftigkeit und Widerstandsfähigkeit die erforderliche Qualität aufweisen, um dem wachsenden Verkehrsaufkommen der Zukunft gerecht zu werden", sagt der leitende Professor Harald Garrecht.

Einlagige Aufbringung der Fahrbahnschicht wird ermöglicht

Durch die Optimierung der einzelnen Fertigungsschritte vom Material, über Transport und Einbau bis zur Nachbearbeitung soll eine Verbesserung der Herstellungsqualität erzielt werden. So sei es in Zukunft möglich, Straßen herzustellen, die durch ihre höhere Haltbarkeit die Notwendigkeit von Wartungsarbeiten auf ein Minimum reduzieren.

Zur Einweihung der Prüfanlage haben die Forscher um Garrecht einen fünf Meter langen und etwa einen Meter breiten Betonstreifen präsentiert. "Dieses Fahrbahnmodell besteht aus nur einer Schicht. Das ist weitaus komplexer als die auf Baustellen übliche mehrlagige Aufbringungsweise", erklärt Garrecht.

Prüfstand zur Erprobung verschiedener Betonmischungen geeignet

Mit dem Prüfstand könne man außerdem verschiedenste Fragestellungen zu Konstruktion, Material und Prozessen im Technikumsmaßstab untersuchen und auf den Realmaßstab hochskalieren. Dazu gehörten zum Beispiel das Erproben verschiedener Betonmischungen sowie die Steuerung der Konsistenzen, um die optimale Einbauqualität zu untersuchen.

Ebenso ließen sich mit der Anlage das Erstarrungsverhalten sowie Nachbearbeitungsschritte wie etwa das Schleifen der Fahrbahn (Grinding) und das Aufbringen von Rillen (Grooving) erfassen. Letztlich könne der optimale Zeitpunkt ermittelt werden, um die Schnitte in die Fahrbahn zu sägen, die erforderlich sind, um beim Erstarren der Fahrbahn unkontrollierte Risse zu vermeiden.

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