Forschungsbereich „Resiliente Straße der Zukunft“ (ReStra)

Auftraggeber:  Bundesministerium für Verkehr (BMV) vertreten durch die Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt) über Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Straßen und Eisenbahnwesen (ISE)

Motivation und Zielstellung
Aufgrund steigender Herausforderungen durch Verkehr und Klima sowie zur Entwicklung einer nach­haltigen Infrastruktur und zur Einhaltung der Arbeits­platzgrenzwerte für Dämpfe und Aerosole müssen neue Asphalt­konzepte, beispielsweise mit einer temperaturabgesenkten Bau­weise oder mit hohen Wiederverwendungs­quoten von Ausbauas­phalt, etabliert werden. Für diese Herausforderungen hat sich der Einsatz von verschie­denen Zusätzen und Rejuvenatoren als zielführend erwiesen. Im Sinne des nachhaltigen Straßen­baus ist es jedoch erforderlich, dass durch die Zugabe derartiger Additive keine Einschränkung bei der Wieder­ver­wend­barkeit vorliegt. Dafür müssen insbeson­dere Veränderun­gen durch Alterungsprozesse beurteilt und prognosti­ziert werden können. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer standardisierten Methode, mit welcher die Wieder­verwendbarkeit von modifizierten As­phalten eindeutig nachgewiesen und bewertet werden kann. Diese Er­kenntnisse sollen helfen, die Wiederverwendbarkeit zukünftiger Asphalt­konzepte zu gewähr­leisten und somit zu deren Nachhaltigkeit beitragen.

Vorgehen
In der ersten Phase werden Asphaltmischgüter mit unterschiedlichen Anteilen an Asphaltgranulat sowie verschiedenen Additiven hergestellt, welche in der zweiten Phase einer beschleunigten Alterung im Labor unterzogen werden. In der dritten Phase des Projektes werden an­schlie­ßend die gealterten Asphalt­mischgüter granuliert und in neuen Asphaltmischgütern, zum Teil unter Zugabe weiterer Additive, wieder­verwendet. In allen drei Phasen werden Performance-Prüfungen am Asphalt sowie am Bindemittel durchgeführt, um die Veränderungen der Eigen­schaften unter Verwendung frischer und gealterter Additive (1. und 2. Phase) sowie deren Wechselwirkungen (3. Phase) zu de-tektieren. Zusätzlich werden auch um­weltrelevante Merkmale ermittelt, um ggf. Einschränkungen bei der Wiederverwendbarkeit zu beurteilen.

Auftraggeber:  Bundesministerium für Verkehr (BMV) vertreten durch die Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt) über Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Straßen und Eisenbahnwesen (ISE)

Motivation und Zielstellung
Die rechnerische Dimensionierung von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise erfolgt nach den RDO Asphalt 09/24. Zentrale Aspekte des Verfahrens stellen die im Labor ermittelten Performance-Eigenschaften der Asphaltschichten sowie die verwendeten Anpassungs- und Sicherheitsfaktoren dar. Eine umfassende Validierung der Ergebnisse mit dem realen Substanzverlust in situ ist jedoch bisher nicht erfolgt. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, diese dringend notwendige Validierung des Dimensio­nierungsverfahrens anhand der Entwicklung der strukturellen Substanz und ihres Verlustes über die Nutzungsdauer an Strecken in situ durchzuführen, des Weiteren soll mit Hilfe der Ansprache der Bitumen­eigenschaften im DSR eine mögliche vereinfachte Methode zur Abschätzung der Materialeigenschaften für die Dimensionierung untersucht werden.

Vorgehen
Zu Beginn des Forschungsvorhabens werden zehn geeignete Strecken-abschnitte festgelegt, deren Materialeigenschaften zum Zeitpunkt des Einbaus bestimmt wurden und die sich auf Grund ihrer Lage und der Verkehrsbelastung über die Liegedauer unterschiedlich verändert haben. Auf diesen zehn Stre­ckenabschnitten erfolgen Bohrkernentnahmen zur Ermittlung der dimensionierungsrelevanten Asphalt­eigenschaften. In einem nächsten Schritt werden sowohl die im Rahmen des For­schungs­vorhabens ermittelten Materialeigenschaften als auch jene, die zum Zeitpunkt des Neubaus bzw. der grundhaften Erneuerung bestimmt wurden, herangezogen, um vergleichbare Dimensionierungs­berechnungen gemäß den aktuellen RDO Asphalt 09/24 durchzuführen. Anschließend besteht die Aufgabe darin, auf wissen­schaftlicher Basis und unter Berücksichtigung der neu bestimmten Materialeigenschaften den Einfluss veränderter Schichteigenschaften auf das Berechnungsergebnis zu analysieren und gegeben­enfalls durch eine Anpassung der Faktoren in der rechnerischen Dimensionierung zu berücksichtigen.