Lehrstuhl für Verkehrswegebau

Abgeschlossene Projekte

Verifizierung der Mischgutkonzeptionierung kaltgebundener bitumen-dominater Tragschichten und Ableitung von Dimensionierungsgrundsätzen

Ansprechpartner/in: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Bearbeitung: Dr.-Ing. Matthias Staschkiewicz

Die politischen Diskussionen und Bemühungen um Nachhaltigkeit im Straßenbau und um eine Reduzierung der CO2-Emissionen verstärken die europäischen Bemühungen die Temperatur bei der Herstellung und bei der Verarbeitung von Asphalt grundsätzlich zu reduzieren. Die bisherigen, auch in Deutschland angewendeten Verfahren und Produkte, z.B. mit viskositätsverändernden Zusätzen zeigen in diesem Zusammenhang klare Grenzen bei der Reduzierung der Temperaturen (max. 30 K). Ob diese Bauweisen unter Berücksichtigung der deutlichen Verschärfung der Arbeitsplatzbelastung bei der Heißverarbeitung von bitumenhaltigen Baustoffgemischen zum Jahr 2025 noch ohne eine erweiterte persönliche Schutzausrüstung umgesetzt werden können, wird zurzeit diskutiert. (AGW/MAK-Wert für die Heißverarbeitung).
Mittel- bis längerfristig hat die Kaltbauweise mit Bitumenemulsion unter Berücksichtigung dieser Szenarien sicherlich ein großes Anwendungspotential, wenn die dimensionierungsrelevanten Performance-Eigenschaften ein entsprechendes Niveau aufweisen und gleichzeitig eine hinreichende Dauerhaftigkeit nachgewiesen werden kann. Denn bisher können kaltgebundene Schichten, die durch entsprechende Steifigkeiten und Homogenität auch dauerhafte Tragfunktionen erfüllen, nur durch eine zusätzliche Zementzugabe hergestellt werden. In solchen Fällen sind die relaxierenden Eigenschaften für die Umsetzung einer fugenlosen Flächenbefestigung unter Berücksichtigung der Alterung des bitumen-haltigen Bindemittels zu beachten. Die Bindemittelkonzepte (Bitumen/Zement) solcher Kaltbauweisen wurden in der Vergangenheit primär auf die Gebrauchseigenschaften zu Beginn der Nutzung eingestellt. Inwieweit die Veränderung im Laufe der Nutzung (Zementhydratation, Alterung des bitumenhaltigen Bindemittels) Einfluss auf die Dimensionierungsgrundsätze hat (vorzeitige Rissbildung), stellt eine noch unbeantwortete Fragestellung dar, welche im Zuge dieses Projektes beantwortet werden soll. Hierzu soll der Zustand bestehender Strecken mit kaltgebundener, bitumen-dominanter Tragschicht erfasst und bewertet werden.
Zunächst werden Straßenabschnitte aus dem gesamten Bundegebiet mit kaltgebundenen Tragschichten zusammengestellt, zu denen Erstprüfungen sowie relevante Daten anhand vorliegender Dokumentationen (Baujahr, Verkehrsbelastung, Befestigungsaufbau, Zusammensetzung der Tragschicht) vorliegen. Aus diesen werden anschließend in Abstimmung mit dem forschungsbegleitenden Ausschuss zehn Untersuchungsstrecken ausgewählt, von denen die dimensionierungsrelevanten Eigenschaften der KRC-Schichten an Bohrkernen bestimmt werden, um unter Berücksichtigung der bisherigen Nutzungsdauer die rechnerische Gesamtnutzungsdauer zu ermitteln. Schwerpunktmäßig werden solche Strecken ausgewählt, die eine möglichst geringe Überbauungsdicke mit Asphalt aufweisen (Bauweisen mit geringerer Verkehrsbeanspruchung). Zudem müssen hinreichende Informationen über den Gesamtaufbau und die Zusammensetzung der Schichten vorliegen. Zusätzlich wird die Tragfähigkeit der Untersuchungsstrecken flächendeckend zerstörungsfrei mittels FWD ermittelt.
Die Erkenntnisse dieser Untersuchungen sollen letztendlich in die Bearbeitung/Überarbeitung der betreffenden FGSV-Regelwerke einfließen sowie eine Basis zur Beschreibung der Dimensionierungs-grundsätze für diese Bauweise liefern. Für folgende FGSV-Regelwerke wird eine unmittelbare Relevanz der Ergebnisse dieser Arbeit gesehen:
- Arbeitspapier zur Dimensionierung kaltgebundener Tragschichten im Oberbau für Bauweisen mit geringer Verkehrsbelastung (geplantes neues Regelwerk des AK 4.5.9)
- Merkblätter M VB-K und M KRC (Überarbeitung/Ergänzung) sowie MAFS-H.D. (als Orientierungshilfe)

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Bearbeitung: Dr.-Ing. Daniela Breddemann; Dr.-Ing. Sören Holzwarth

Asphaltstraßen erfüllen neben ihrem maßgebenden Beitrag zur Infrastruktur eine weitere wichtige Rolle. Sie stellen durch ihre Zusammensetzung aus Gesteinskörnung und auf Erdöl basierenden Bindemitteln ein „Lager“ für natürliche Ressourcen dar. Durch die thermoplastischen Eigenschaften des Asphaltes ist dieser ein Baustoff, welcher mit einem hohen Wiederverwendungsgrad dauerhaft eingesetzt werden kann.
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. Asphalt kann sowohl der Verwertung aber auch der Wiederverwendung zugeführt werden.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Ansprechpartnerin: Deborah Müller, M.Sc.

Im „Stufenplan Digitales Bauen und Betreiben“ definiert das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) Ziele und Herangehensweisen für eine ganzheitliche und flächendeckende Anwendung von BIM. Im Rahmen dieser Initiative fordert der Gesetzgeber den Einsatz moderner, IT-gestützter Prozesse und Technologien bei Planung, Bau und Betrieb von öffentlichen Infrastrukturbauwerken ab 2020. Im Rahmen der „Wissenschaftlichen Begleitung der BMVI Pilotprojekte zur Anwendung von BIM im Infrastrukturbau“ wurde eine umfangreiche Materialsammlung erstellt, welche aktuelle Entwicklungen bezüglich der Anwendung von Building Information Modeling (BIM) im Infrastrukturbau zusammenfasst. Die Auswertung der Materialsammlung zeigt, dass die Anwendung der BIM-Methodik im Straßenbau bisher wenig verbreitet ist.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

In den vergangenen Wintern konnten vermehrt frühzeitige Schäden an Asphaltdeckschichten in Form von Rissbildungen beobachtet werden. Auffällig hierbei ist allerdings, dass evtl. nicht die Strenge der Winter (absolute Tiefsttemperaturen) Problemursache ist, sondern die Häufigkeiten von Frost-Tau-Wechseln und ggf. die Anzahl an Streuaktionen. Diese führen bekanntermaßen zu rissinduzierenden Zugspannungen in der Asphaltdeckschicht einer Straße.
Da die zurzeit in den verschiedenen Richtlinien verankerten performanceorientierten Prüfmethoden bzgl. des Kälteverhaltens große Mengen an Bindemittel benötigen, sind diese nicht für Kontrollprüfungen im Schadensfall geeignet. Aus diesem Grund soll im Zuge dieses Forschungsprojektes ein Prüfverfahren entwickelt werden, bei dem das Kälteverhalten von bitumenhaltigen Bindemitteln mit geringeren Probenmengen untersucht werden kann.

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Detektion der Identität bitumenhaltiger Bindemittel anhand einer Visualisierung in Netzdiagrammen ("Qualagon")

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Bearbeitung: Dr.-Ing. Daniela Breddemann

Die Produktionsart sowie die Behandlung bitumenhaltiger Bindemittel können zu schwanken­den Materialkennwerten führen. Zur Sicherstellung gleichmäßiger Performanceeigenschaften des Asphaltes werden möglichst gleichbleibende Materialkennwerte benötigt. Diese Kenn­werte werden gemäß den TL Bitumen-StB 07/13 vom Hersteller bestimmt. An den Asphalt­mischanlagen erfolgt eine regelmäßige Qualitätsüberwachung der Materialkennwerte in Form der Wareneingangskontrolle. Für eine umfassende Erfassung der Materialkennwerte reichen die konventionellen Prüfverfahren wie die Nadelpenetration und der Erweichungspunkt Ring und Kugel häufig nicht aus. Die chemische Analyse der Bindemittel ist hingegen sehr zeitauf­wendig. In diesem Projekt soll daher mittels dynamischem Scherrheometer (DSR) eine mög­lichst umfassende rheologische Charakterisierung der bitumenhaltigen Bindemittel erfolgen. Berücksichtigt wird neben einer hinreichenden Variation der Temperatur auch die Alterung der Bindemittel. Um den Geräte- und Arbeitsaufwand dabei so gering wie möglich zu halten, soll die Kurzzeitalterung (RTFOT) erweitert werden.
Es werden drei Ansätze zur Bestimmung der Materialkennwerte verfolgt. Im einfachen Ansatz erfolgt die Detektion mittels konventioneller Bindemitteluntersuchungen, im erweiterten Ansatz werden rheologische Kennwerte ermittelt und im komplexen Ansatz wird der Untersuchungs­umfang zur Bestimmung der rheologischen Kennwerte erweitert.
Untersucht werden sechs bitumenhaltige Bindemitte von drei unterschiedli­chen Anlieferungszeitpunkten je Raffinerie und jeweils drei verschiedenen Raffineriestandorten.
Die Ergebnisse der drei Ansätze werden in Netzdiagrammen zur Detektion der Identität der Bindemittel dargestellt. Dabei werden zur Überprüfung und Optimierung der Visualisierung die Kenndaten und Achsenskalierungen variiert.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Ansprechpartnerin: Deborah Müller, M.Sc.

Im „Stufenplan Digitales Bauen und Betreiben“ definiert das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) Ziele und Herangehensweisen für eine ganzheitliche und flächendeckende Anwendung von BIM. Im Rahmen dieser Initiative fordert der Gesetzgeber den Einsatz moderner, IT-gestützter Prozesse und Technologien bei Planung, Bau und Betrieb von öffentlichen Infrastrukturbauwerken ab 2020. Zudem soll der Einsatz digitaler Methoden anhand von Pilotprojekten erprobt werden.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Ansprechpartnerin: Dr.-Ing. Nina Nytus

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Übertragung der positiven Laborergebnisse aus dem AiF-FV-15517-N in die Straßenbaupraxis. Es soll ermittelt werden, inwieweit die maximale Obergrenze der Zugabe von 40 M.-% Kalksandstein-Recycling-Material in ein Baustoffgemisch für Tragschichten ohne Bindemittel möglich ist. Dazu werden Teststrecken mit Zuageanteilen von 20, 30 und 40 M.-% Kalksandstein gebaut und der Zustand über zwei Winter dokumentiert.

Schädliche Gipsputzanteile sollen praxisgerecht auf der Abbruchbaustelle/Aufbereitungsanlage per Schnelltestmethode erkannt und separiert werden. Diese sind einem weiteren Aufbereitungsschritt in Form einer Abrasionsbehandlung zu zuführen.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Bearbeitung: Dr.-Ing. Sören Holzwarth

Gussasphalte sollen mit allen hierfür im Markt vorgesehenen viskositätsveränderten Bindemitteln bezüglich ihrer Kälteeigenschaften untersucht werden. In Sinne einer praktikablen Umsetzung der Laboruntersuchungen wird dies primär mit einem einfachen Prüfverfahren (Dreipunkt-Biegezug-Versuch) bei unterschiedlichen Temperaturen erfolgen. Ausgewählte Varianten, die dann den gesamten Ergebnisbereich hinreichend gut abdecken, werden für validierende Untersuchungen nach TP Asphalt-StB, Teil 46A ausgewählt.
Vor dem Hintergrund der Erarbeitung eines praxisbezogenen Instrumentariums werden sowohl im Labor hergestellte Gussasphalte, als auch Gussasphaltproben von der Baustelle untersucht. Zudem werden Gussasphaltflächen einbezogen,die Risse aufweisen und damit auf eine nicht ausreichende Kälteflexibilität hinweisen. Aus diesen Ergebnissen wird eine Aussage über mögliche Anforderungswerte für das Prüfergebnis erwartet.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Bearbeitung: Dr.-Ing. Sören Holzwarth

Durch die EU-Umgebungslärmrichtlinie kommt lärmmindernden Bauweisen in jüngster Vergangenheit eine zunehmende Bedeutung zu. Neben der lärmmindernden Bauweise des offenporigen Asphalt (Porous Asphalt, PA) wurden erstmals im Jahr 2008 lärmreduzierende Asphaltstraßen mit einer Asphaltdeckschicht aus Porous Mastic Asphalt (PMA) gebaut.
Hinsichtlich des Asphaltkonzeptes PMA existieren kontroverse Erfahrungen, diese Wirkungsweise im labortechnischen Maßstab wie auch beim Einbau auf der Baustelle prozesssicher abzubilden. Diese Problematik ist Teil dieser Forschungsarbeit und soll als Basis für die Entwicklung einer prozesssicheren Prüfsystematik dienen.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Bearbeitung: Dr.-Ing. Daniela Breddemann

Zur Reduzierung der Belastung durch Straßenverkehrslärm werden vermehrt lärmmindernde Asphaltdeckschichten eingebaut. Auf Autobahnen hat sich der Offenporige Asphalt (porous asphalt = PA) zur akuten Lärmminderung bewährt. ,
Trotz zahlreichen Vorteile steht offenporiger Asphalt aufgrund seiner reduzierten Nutzungsdauer gegenüber dichten Asphaltdeckschichten in der Kritik. Die Verlängerung der Nutzungsdauer kann nur erreicht werden, wenn die Zusammensetzung der Deckschicht ganzheitlich und zielgerecht neu bewertet wird.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Weiterentwicklung des Frosthebungsversuches hin zu einer standardisierten Prüfmethode. Dafür sind die Einbaubedingungen und ggf. das Frosthebungsgerät aufbauend auf den bereits vorhandenen Erfahrungen zu validieren. Durch ein geeignetes Verfahren kann das Frostverhalten z.B. von RC-Baustoffen und industriellen Nebenprodukten realitätsnah geprüft und bewertet werden.
Damit wird sowohl für die öffentliche Straßenbauverwaltung als auch für die ausführenden Firmen eine Möglichkeit geschaffen, mit noch zu entwickelnden Kriterien, die Gebrauchseigenschaft „Frost“ dieser Materialien besser zu beurteilen.

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Bestimmung der Kenndaten zur sicheren Charakterisierung von Fugenvergussmassen

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

In den letzten Jahren sind vermehrt Schäden an der Fugenabdichtung von Betonfahrbahndecken aufgetreten. Die festgestellten Mängel in Form von Ablösungen von den Fugenflanken bzw. Reißen des Fugenfüllstoffes selbst werden insbesondere bei Fugenmassen der Sorte N2 beobachtet. Schäden treten sowohl bei der turnusmäßigen Fugenpflege in Bestandsstrecken als auch bei der Fugenabdichtung in Neubaustrecken auf.
Vor diesem Hintergrund soll ein praxisorientiertes Prüfverfahren entwickelt werden, das die maßgeblichen in situ-Beanspruchungsszenarien von Fugenmassen abbildet. Dabei soll der Schwerpunkt der Untersuchungen nicht in der Ansprache der Fugenmasse allein, sondern vielmehr in der Abschätzung der Dauerhaftigkeit des Fugenfüllsystems als Gesamtheit liegen.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Mit dem Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau (ARS) 11/2012 wurden die TL Bitumen-StB, die TL Asphalt-StB sowie die ZTV Asphalt-StB in einzelnen Abschnitten geändert oder ergänzt. Die Änderungen und Ergänzungen des Technischen Regelwerkes im Asphaltstraßenbau sehen unter anderem neue und zusätzliche Prüfverfahren am Bindemittel zur Beschreibung des Verformungsverhaltens mittels DSR und MSCRT, des Verhaltens bei tiefen Temperaturen mittels BBR sowie Prüfungen zur Ansprache des Alterungsverhaltens (RTFOT, PAV) vor.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

In Deutschland hat sich der dynamische Spaltzugversuch vor dem Hintergrund der Prüfgenauigkeit und Praktikabilität als geeignet zur Bestimmung des E-Moduls und des Ermüdungsverhaltens von Asphalten erwiesen. In Frankreich wird hingegen die Zwei-Punkt-Biegeprüfung zur Ermittlung der Beständigkeit gegen Ermüdung angewandt.
Auch die Dimensionierungsberechnung wird in Deutschland und Frankreich unterschiedlich durchgeführt. In Deutschland erfolgt die Prognose der Nutzungsdauer mit Hilfe des Programms Pavement Design Tool (PaDesTo). In Frankreich hingegen findet das Programm Alizé Verwendung. Da sich PaDesTo nach den RDO-Asphalt richtet und Alizé nach der europäsichen Norm NF P98 086, unterscheiden sich beide Berechnungsverfahren in den Eingangsparametern, der Berechnungsmethodik und auch der Ergebnis-Auswertung.
Ziel des Forschungsprojektes ist es, einen belastbaren deutsch-französischen Vergleich der durch unterschiedliche Laborprüfungen ermittelten dimensionierungsrelevanten Materialkenndaten der Asphalte eines Straßenoberbaus aufzustellen. Dazu sollen von französischer und deutscher Seite sowohl die eigenen als auch die vom Vergleichspartner bereitgestellten nationalen Asphaltkonzepte geprüft werden. Anschließend werden mit den im Labor ermittelten Kenndaten rechnerische Dimensionierungen mit der jeweiligen länderspezifischen Berechnungsmethodik vorgenommen. Als Ergebnis dieser werden berechnete Spannungen, Dehnungen sowie Ermüdungsprognosen ausgegeben, welche vergleichend aufgestellt werden und deren Unterschiede quantifiziert werden sollen.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Die Wiederverwendung von Ausbauasphalten im gebundenen Straßenoberbau erfolgt in Deutschland seit etwa drei Jahrzehnten. Nach wie vor kann dabei das im Ausbauasphalt vorhandene Bindemittel aufgrund seiner Alterung nur in begrenztem Maße bei der Herstellung eines neuen Asphaltmischgutes eingebracht werden. Darüber hinaus wurden in den letzten Jahren bzw. werden in den kommenden Jahren verstärkt Ausbauasphalte gewonnen werden, die bereits mit Asphaltgranulat hergestellt worden sind und damit einen besonders hohen Alterungsgrad aufweisen.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Der Haftverbund zwischen Bitumen und Gesteinskörnung stellt einen signifikanten Einflussfaktor für die Nutzungsdauer einer Straße dar. Die hohe Bedeutung einer dauerhaften Adhäsion liegt darin begründet, dass die Verdrängung des Bindemittelfilms von der Gesteinskörnung zu irreparablen Schäden mit progressiver Schadensentwicklung des Straßenaufbaus führt. Aktuell besteht kein eindeutiges Prüfverfahren zur direkten, quantifizierten Beschreibung des Haftverhaltens mittels Untersuchungen an Asphaltprobekörpern in Deutschland. Bisher wird in den Regelwerken ein ausreichendes Haftverhalten zwischen den einzelnen Materialien als ausreichend vorhanden angenommen. Trotz dieser Annahmen kommt es immer wieder zu gravierenden Schadensbildern in Form von Kornausbrüchen o.ä., welche sich durch klassische und performanceorientierte Asphaltuntersuchungen nicht vollständig erklären lassen.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Die Dauerhaftigkeit unserer Straßen hängt maßgeblich von dem Haftverhalten des Bitumens und der Gesteinskörnung ab. Seit Jahrzehnten wird das Haftverhalten unterschiedlicher Gesteine und Bitumen mit diversen Prüfverfahren untersucht. Eine Quantifizierung der Einflussfaktoren konnte bisher nicht erreicht werden, jedoch scheint das Gestein den größeren Einfluss auf die Adhäsion zu haben als das Bitumen.
Im Rahmen dieses Projektes soll die Komponente Gestein genauer untersucht werden und der Einfluss der verschiedenen Gesteinseigenschaften auf die Adhäsion quantifiziert werden.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Die für die Qualität und Dauerhaftigkeit eines Straßenoberbaus mit entscheidende Tragfähigkeit ungebundener Schichten wird bisher ausschließlich punktuell durch statische oder dynamische Plattendruckversuch nachgewiesen, dessen Ergebnisse nicht als maßgebend für die gesamte Schicht angenommen werden können. Durch zerstörungsfreie und möglichst flächendeckende Messungen kann die Aussagekraft einer solchen Prüfung erheblich verbessert werden.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Der größte Teil der Lärmbelästigung in Deutschland wird durch Straßenverkehr verursacht. Um den Verkehrslärm zu reduzieren, werden neue Fahrbahnbeläge entwickelt, die darauf abzielen, das Reifen-Fahrbahn-Geräusch zu minimieren. Zur Entwicklung dieser Fahrbahnbeläge bedarf es aufwendiger Laboruntersuchungen und dem Bau von Demonstratoren, bevor die tatsächliche Lärmentwicklung des neuen Belags beurteilt werden kann. Um diesen Aufwand zu reduzieren, sollen neue Fahrbahnbeläge bereits bei der Konzeptionierung hinsichtlich ihrer akustischen Eigenschaften bewertet werden können.
Das Simulationsmodell SPERoN 2020 (Statistical Explanation of Rolling Noise) ermöglicht durch Eingabe bestimmter Fahrbahnbelagsparameter die Modellierung des Reifen-Fahrbahn-Geräusches. Mit diesem lässt sich eine Geräuschprognose für den Belag und entsprechend auch sein Geräuschminderungspotential im Vorfeld der Umsetzung berechnen. Um das Simulationsmodell hinsichtlich der Genauigkeit der Ergebnisse zu optimieren, bedarf es einer Erweiterung der Eingangsdatenbank.
Im Rahmen dieses Projektes sollen zwei Materialmodelle entwickelt werden, um SPERoN 2020 um die Eingabe von textur– und dämfungsrelevanten Eigenschaften des Fahrbahnbelags zu erweitern.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Der Straßenverkehrslärm ist in Deutschland die stärkste Quelle der Lärmbelästigung. Einen großen Einfluss auf den Straßenverkehrslärm hat die Gestalt der Straßenoberfläche. Mit den Asphaltdeckschichtarten LOA 5 D und PMA 5 sind in jüngster Vergangenheit neue Bauweisen mit lärmminderndem Potential sehr erfolgreich umgesetzt worden. Beide Deckschichten sind auf Basis einer "dichten" Asphaltzusammensetzung entwickelt worden, so dass deren lärmtechnische Wirkung nach bisherigem Erkenntnisstand nur durch die Oberflächentextur (Plateau mit Schluchten) geprägt wird.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Viele Städte und Gemeinden streben in den nächsten Jahren aufgrund der EU-Umgebungsrichtlinie den Einsatz lärmtechnisch optimierter Straßenkonstruktionen an. Durch die wachsende Verkehrsbelastung und die damit verbundene erhöhte lärmtechnische Belastung der anwohnenden Bevölkerung steigen auch die Anforderungen an diese Konstruktionen.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Seit den 90er Jahren wird in den USA und auch in Deutschland gummimodifizierter Asphalt erfolgreich eingebaut. Das Einsatzgebiet beschränkt sich in Deutschland bisher in erster Linie auf offenporigen Asphalt und Splittmastixasphalt.

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Im Rahmen dieses Projektes wurden die chemischen Eigenschaften der Baustoffkomponente Bitumen, die Zusammensetzung der wesentlichen Stoffgruppen und deren Schwankungen, quantifiziert. Hieraus wurden die Einflüsse auf die physikalischen und rheologischen Grundeigenschaften und deren Folgen auf das Affinitätsverhalten sortengleicher Bitumen abgeleitet. Dazu wurden eine Vielzahl bekannter Prüfverfahren verwendet und ggf. modifiziert. Ergänzend wurden aber auch neue Ansätze (z.B. direkter Adhäsionsversuch durch oszillierende Systembeanspruchung unter Wasser) erprobt.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg,

Die Verwendung von RC-Baustoffen in ungebundenen Schichten eines Straßenoberbaus bietet eine kostengünstige und umweltschonende Alternative im Straßenbau. Durch die Wiederverwendung von rezyklierten Baustoffen und z.B. industriellen Nebenprodukten, die sonst als Abfall deklariert würden, wird der Einsatz ungebrauchter Gesteinskörnungen reduziert.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Viele Städte und Gemeinden streben in den nächsten Jahren aufgrund der EU-Umgebungsrichtlinie den Einsatz lärmtechnisch optimierter Straßenkonstruktionen an. Durch die wachsende Verkehrsbelastung und die damit verbundene erhöhte lärmtechnische Belastung der anwohnenden Bevölkerung steigen auch die Anforderungen an diese Konstruktionen.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Mit den Asphaltdeckschichtarten LOA 5 D und PMA 5 / PMA 8 sind in jüngster Ver­gangenheit neue Bauweisen mit lärmminderndem Potential sehr erfolgreich umgesetzt worden. Die grundsätzliche lärmtechnische Wirksamkeit konnte messtechnisch nachgewiesen werden. Beide Deckschichten sind auf Basis einer "dichten" Asphaltzusammensetzung entwickelt worden, so dass deren lärmtechnische Wirkung nach bisherigem Erkenntnisstand nur durch die Oberflächentextur geprägt wird.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Der Zeitraum zwischen Herstellung und Verkehrsfreigabe einer Asphaltdeckschicht beträgt nach ZTV Asphalt-StB 07 wenigstens 24 Stunden. Durch den stetig wachsenden Zeitdruck wird diese Zeitspanne – oftmals als Sonderbauweise beispielsweise unter Verwendung viskositätsverändernder Zusätze – immer häufiger unterschritten. Die so verkürzten Zeitspannen sind jedoch weitestgehend willkürlich. Daher wurden im Rahmen dieses Forschungsprojektes drei Verfahren zur Bestimmung des frühestmöglichen Zeitpunktes der Verkehrsfreigabe nach dem Asphalteinbau erprobt.

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In Kooperation mit der Firma RCO Recycling-Centrum GmbH
Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Das Primärziel der geplanten Entwicklung besteht darin, dass Additive gesucht und gefunden werden sollen, mit denen die Versprödung von Bitumen, resultierend aus der Alterung, rückgängig gemacht werden kann. Ferner muss das zugehörige Verfahren entwickelt werden, durch das die Additive das gealterte Bitumen revitalisieren. Diese Entwicklung bildet die Voraussetzungen für den stofflichen Wiedereinsatz des versprödeten Bitumens. Untersucht wird gealtertes Bitumen hauptsächlich stammend aus der Dachbahnindustrie.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Eine ausreichende Griffigkeit auf Fahrbahnen ist zur Gewährleistung der Verkehrssicherheit von großer Bedeutung. Aus Gründen der Verkehrssicherheit muss nicht nur nach der Abnahme einer Straßenbefestigung, sondern auch während des Betriebes die Griffigkeit erfasst und ggf. wiederhergestellt werden. Dies geschieht im Rahmen der messtechnischen Zustandserfassung und Bewertung (ZEB) und der Erhaltungsplanung.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Eignung weniger fester Gesteinskörnungen (SZ > 28) für eine Verwendung in Tragschichten ohne Bindemittel zu untersuchen.

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Das Forschungsprojekt wurd zusammen mit der Technischen Universität Dresden durchgeführt.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Asphalte unterliegen beim Herstellungsprozess, beim Transport, beim Einbau und während der Nutzungszeit einem irreversiblen Alterungsprozess. Insbesondere die Auswirkungen der Asphaltalterung auf das mechanische Verhalten von Asphaltstraßenbefestigungen kann nur unzureichend abgeschätzt werden.

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Entwicklung eines Laborverfahrens zur Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit für Tragschichten ohne Bindemittel

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

In der Praxis fallen zunehmend größere Mengen an rückgebautem Kalksandstein-Mauerwerk zur Verwertung an. Derzeitige Schätzungen gehen von einer jährlich anfallenden Menge in Höhe von ca. 6 Mio. t Kalksandstein-Mauerwerk (Mauerwerk insgesamt ca. 20 Mio. t/a) in Deutschland aus. Diese Mengen können aber derzeitig im Erd- und Straßenbau nur für untergeordnete Verfüllmaßnahmen verwendet werden.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Im ersten Teil dieser Veröffentlichung werden die Ergebnisse der Auswertung aus drei Umfragen behandelt, die sich mit Anfall- und Verwertungsmengen von Bauschutt, Baumischabfällen und Ausbauasphalt einschließlich teerhaltiger Straßenausbaustoffe befassen. Im zweiten Teil werden der Anfall, die Aufbereitung und die Verwertung von industriellen Nebenprodukten behandelt. Ergebnisse der Umfrage über den Anfall, die Aufbereitung und die Verwertung von Hausmüllverbrennungsasche und andere industriellen Nebenprodukte werden ausgewertet.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Der GripTester ermöglicht mit dem Prinzip des teilgebremsten Messrades linienhafte Griffigkeitsmessungen. Damit stellt das Verfahren eine Ergänzung zu den Verfahren SRT / AM, das nur punktuelle Aussagen erlaubt, und SKM, das aufgrund seiner Größe im kommunalen Bereich nur bedingt einsetzbar ist, dar. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes konnte anhand von 326 getätigten Messungen die generelle Handhabbarkeit des GripTesters im kommunalen Raum nachgewiesen werden.

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Untersuchungen zur Wasserdurchlässigkeit von Pflasterflächen

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Untersuchungen zur Wasserdurchlässigkeit von Pflasterflächen

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Die schadensfreie Ableitung der bei hohen Verkehrsbelastungen entstehenden Reibungskräfte setzt bei Pflasterdecken eine hohe mechanische Beständigkeit des Fugen- und Bettungsmaterials voraus. Das Regelwerk empfiehlt daher die Verwendung von Körnungen 0/5 mm oder 0/8 mm mit einem ausreichenden Abriebwiderstand. Unklar bleibt, wie der Abriebwiderstand bestimmt und bewertet werden kann.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Der Anspruch unserer globalen Gesellschaft an Mobilität hat das Verkehrsaufkommen in den letzten Jahrzehnten in erheblichem Maße ansteigen lassen. Dieses Verkehrsaufkommen und der damit verbundene Straßenverkehrslärm belastet die Umwelt, insbesondere die anwohnende Bevölkerung.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Um die Tragfähigkeit von Pflasterdecken für höher belastete Bereiche zu optimieren, kann möglicherweise eine Asphalttragschicht statt der bisher am häufigsten verwendeten Tragschichten ohne Bindemittel verwendet werden. Diese Bauweise ist in den RStO vorgesehen, obwohl keine wissenschaftlich fundierten Kenntnisse über die Konzeption dieser Oberbauvariante vorliegen. Zu klärende Fragen sind dabei die Einhaltung der Filterstabilität zwischen den einzelnen Schichten und für die Asphalttragschicht die gleichzeitige Erfüllung der Anforderungen an Versickerungsfähigkeit und Tragfähigkeit unter der teildurchlässigen Pflasterdecke.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Ziel des Vorhabens war einerseits die Klärung der Frage, welche mögliche Veränderungen der Polierresistenz von Gesteinen durch die Herstellung von Asphaltmischgut, durch die Einwirkung des Bindemittels und durch den Einfluss der Extraktion bzw. des Lösungsmittels zu erwarten sind. Andererseits sollte auch die mögliche Veränderung des PSV bei porösen Gesteinen durch Absorption des Bindemittels erfasst werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu dienen, Gesteine mit kritischen Strukturen hinsichtlich der Griffigkeit zu erkennen. Diese Untersuchungen wurden an der normgerechten Prüfkörnung 8/10 mm durchgeführt.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

SAMARIS ist ein Projekt innerhalb des GROWTH-Programms im „5th Framework Programme“ für Forschung und Entwicklung der Europäischen Union.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Bei der Bemessung eines frostsicheren Straßenaufbaus wird davon ausgegangen, dass in Straßen in geschlossener Ortslage mit einer verminderten Frostgefährdung zu rechnen ist. Inwieweit die Frostgefährdung vermindert wird, ist aber bisher nicht geprüft worden.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Dem Fugenmaterial kommt in der Pflasterbauweise eine große Bedeutung zu. Es gewährleistet den Verbund zwischen den Steinen und leitet auftretende horizontale Beanspruchungen weiter. Für diese Aufgabe ist eine kontinuierliche Fugenfüllung unumgänglich.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Der Einsatz von Recycling-Baustoffen und industriellen Nebenprodukten in Erdbauwerken ist in den ZTV E-StB nicht umfassend geregelt. Ein Großteil der anfallenden Recycling-Baustoffe und industriellen Nebenprodukte, die stofflich verwertet werden können, entsprechen keiner Technischen Lieferbedingung. Für einen derartigen Einsatz in Erdbauwerken wird ein einzelfallspezifischer Eignungsnachweis erforderlich, der in erdbautechnischen Regelwerken nicht weiter erläutert wird.

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Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass / Prof. Dr.-Ing. Martn Radenberg

Obwohl das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz seit Oktober 1996 in Kraft ist, ist die Definition der Begriffe „Abfall“ und „Produkt“ sowie des Begriffs „Verwertung“ mit der Abgrenzung zur „Beseitigung“ nach wie vor umstritten. Die jetzige Situation, in der von Bundesland zu Bundesland, oder sogar innerhalb eines Landes, unterschiedlich entschieden wird, ist äußerst unbefriedigend. Dieser für die Praxis gravierende Missstand behindert die Verwertung und sollte möglichst schnell durch bundeseinheitliche Regelungen beseitigt werden.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Ziel des Verbundvorhabens ist die Verbesserung der Verfahrens-, Prozeß- und Maschinentechnik, um das Kaltrecycling-Verfahren mit Zugabe von Schaumbitumen als Bindemittel für die Straßensanierung nutzbar zu machen.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Gemäß den RStO 01 dürfen Pflasterdecken bis einschließlich Bauklasse III gebaut werden. In dem ARS Nr. 34/2001 zu den RStO 01 werden für Bundesstrassen, auch in Ortsdurchfahrten, Bauweisen mit Pflasterdecke vollständig ausgeschlossen. Im Rahmen einer Umfrage sollte überprüft werden, ob dieser Ausschluss aufgrund der Erfahrung der Kommunen gerechtfertigt ist.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Zur Zeit werden im Betonbereich von der Naturstein-Industrie ca. 3 Mio. t Betonzuschlag eingesetzt, allerdings fast ausnahmslos nicht im Sandbereich, der in einer üblichen Betonzusammensetzung im Mittel 30 bis 40 % ausmacht. Zur Herstellung von Asphalt werden pro Jahr über 20 Mio t Sande benötigt. Der Anteil der Brechsande liegt z.Zt. bei etwa 50 %. Er ließe sich – geeignete Qualität vorausgesetzt – deutlich steigern.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass
Sachbearbeiter: Ing. grad. Jan Kollar

Die Aufbereitung von Baurestmassen zu Recycling-Baustoffen erfolgt nahezu mit gleich großen Mengen an Bauschutt aus der Straße und aus dem Hochbau. Hochbauabbruch enthält häufig Ziegel bzw. Ziegelmauerwerk. Die Mengen sind regional unterschiedlich. Die TL Min-StB 2000 begrenzen die zulässigen Anteile an dichten hartgebrannten Ziegelauf max. 25 M.-% sowie an porösen, weichgebrannten Ziegeln auf max. 5 M.-%. In bisherigen Laboruntersuchungen wurde festgestellt, dass höhere Anteile an Ziegeln in einem RC-Baustoff möglich scheinen.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Pflaster mit seiner langen und wechselvollen Geschichte als Verkehrsflächenbefestigung weist insbesondere in den letzten zehn Jahren eine starke Zunahme bei Produktion und Verlegung auf, wobei der größte Anteil gepflasterter Flächen nach wie vor im kommunalen Bereich eingebaut wird. Bei in jüngerer Zeit vermehrt auftretenden Schadensfällen an Pflasterbefestigungen wird deutlich, dass die Haltbarkeit von Pflasterbefestigungen maßgeblich vom horizontalen Verschiebungswiderstand der Pflasterdecke beeinflusst wird, ein Bereich der noch viele offene Fragen aufweist.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg

Im Jahr 1995 fielen in der Bundesrepublik Deutschland insgesamt ca. 183 Mio t industrielle Nebenprodukte und Recycling-Baustoffe an. Davon wurden im selben Jahr etwa 55 % verwertet. Mit dem Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz vom September 1994, das im Oktober 1996 in Kraft getreten ist, hat die Bundesregierung ihren politischen Willen zum Ausdruck gebracht, die Verwertungsraten weiter zu steigern. Für den Straßenbau bedeutet dies auch, die anfallenden Reststoffe auf einem hohen bautechnischen Niveau zu verwerten.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Ein wesentliches Kennzeichen einer TOB ist eine ausreichende Verdichtung. Nach derzeitigen Vorschriften ist die erreichte Verdichtung anhand des Verdichtungsgrades DPr, der aus dem Quotienten von Lagerungsdichte und Proctordichte berechnet wird, nachzuweisen. Beide Dichten sind in der Regel mit relativ großen versuchsbedingten Streuungen behaftet, die sich so stark bei der Berechnung des Verdichtungsgrades auswirken, dass bei Abnahme einer Bauleistung immer wieder Streitfälle auftreten. Auch das Verfahren des Nachweises des Verhältniswertes Ev2/Ev1 ist unbefriedigend.

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Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Martin Radenberg
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Neben der Asphaltbauweise kommt im kommunalen Straßenbau Deutschlands der Flächenbefestigung mit Pflasterdecken die größte Bedeutung zu. Das Regelwerk zur Ausbildung der Pflasterbefestigungen beruht jedoch immer noch im wesentlichen auf Erfahrungswerten, die allerdings auf heutige Verhältnisse aufgrund veränderter Rahmenbedingungen nur noch bedingt anwendbar sind. Daher treten derzeit vermehrt Schadensfälle auf, deren Ursachen nicht immer eindeutig geklärt werden können.

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Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Klaus Krass

Werden industrielle Nebenprodukte und Recycling-Baustoffe im Straßenbau eingesetzt, so ist die wasserwirtschaftliche Verträglichkeit dieser Stoffe nachzuweisen. Dies geschieht zur Zeit durch standardisierte Laborversuche. Die notwendige Übertragbarkeit der Ergebnisse zeitraffender Laborverfahren auf den realen Anwendungsfall ist bisher allerdings noch nicht sicher bewiesen.

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In der Bundesrepublik Deutschland fallen bei der Verbrennung von Hausmüll und hausmüllähnlichen Gewerbeabfällen derzeit rund 2,4 Mio. t Hausmüllverbrennungs-Asche (HMV-Asche) an. Die Verwertungsrate lag 1995 bundesweit bei knapp 60 %. Da im Erdbau in der Regel erhebliche Mengen an Material Verwendung finden, besteht großes Interesse, HMV-Asche als Dammbaustoff einzusetzen. Eine Umweltbelastung kann in erster Linie durch Sickerwässer entstehen, die zu Belastungen von Boden oder Grundwasser führen können.

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