Potenziale für künftige Infrastrukturmaßnahmen
Die deutsche Bundesfernstraßeninfrastruktur umfasst rund 13.000 km Bundesautobahnen und 39.000 km Bundesstraßen. Die Mobilität von Personen und Gütern wird zukünftig immer stärker eine wesentliche Voraussetzung für eine leistungsfähige Wirtschaft sein [1]. Doch nehmen die Anforderungen an den Straßenbau schon heute wie auch zukünftig deutlich zu. Eine wichtige Rolle kommt hier der Betonbauweise zu, die beim Bau von Bundesautobahnen immer stärker zum Einsatz kommt. Dies setzt aber voraus, dass die Straße der Zukunft dauerhafter, sicherer, ressourceneffizienter, ökologischer und ökonomischer wird. Zudem muss sie den künftigen Megatrends Individualisierung, Konnektivität, Urbanisierung und Neo-Ökologie Rechnung tragen [2]. So wird die digitale Vernetzung zu neuen und vermehrten Mobilitätsangeboten führen. Im Personen- und Gütertransport werden Fahrzeuge in Zukunft eher genutzt als besessen. Dies bietet neuen Geschäftsmodellen Chancen. Doch fordern solche Mobilitätskonzepte eine hohe Verfügbarkeit und einen reibungslosen Übergang zwischen Transportmitteln. Dies ist nicht nur für die Verkehrsplanung eine Herausforderung, sondern auch für die Straßeninfrastruktur. Diese wird sich zu einer High-Tech-Plattform entwickeln müssen. Allerdings kann der traditionsbehaftete Straßenbau heute nur in Ansätzen den rasanten Entwicklungen der Fahrzeugtechnologien folgen [3]. Die Fugen der in Deutschland üblichen nichtbewehrten Betonbauweise stellen eine der größten Schwachstellen der Betonbauweise dar, schließlich muss die Straße von morgen immer höhere Anforderungen an Ebenheit, Lärmschutz, Griffigkeit, Belastbarkeit und Verfügbarkeit erfüllen. Es werden aber dauerhafte, lage- und formstabile wie auch rissfreie Fahrbahnaufbauten benötigt, um mit funktionalisierten Deckschichten künftigen Fahrzeug-, Kommunikations- und Sensortechnologien Rechnung tragen zu können. Hier könnten durchgehend bewehrte Betonfahrbahndecken Abhilfe leisten. Doch muss der Einbau des erdfeuchten Betons mit dem Gleitschalungsfertiger in die bewehrte Fahrbahn mit hohen Qualitätsanforderungen sichergestellt werden. Zudem gilt es, die Potenziale von Offset-Schalungsfertigern zu nutzen, um längs der Fahrbahn benötigte Energie- und Kommunikationsinfrastrukturen im Zuge des Baufortschritts zu schaffen. Voraussetzung sind verlässliche Herstell-, Förder-, Einbau- und Nachbearbeitungsprozesse. Rohstoffliche (Verknappung und Qualitätsschwankungen der Betonausgangsstoffe) und verfahrenstechnische (komplexe Prozessketten der Fahrbahnherstellung mit teils hochtechnisierten, aber bislang kaum vernetzten Anlagenkomponenten) Aspekte bedingen material- und bauweisenspezifische Weiterentwicklungen. Das Verbundforschungsvorhaben „Betonfahrbahn 4.0“ [4] verfolgt daher die prozesssichere Herstellung und Verarbeitung von Fahrbahnbetonen. Hier kommt den rheologischen Eigenschaften des Betons nicht nur beim Mischen, sondern auch beim Einbau mit dem Gleitschalungsfertiger wie auch beim Nachbearbeiten der Fahrbahnoberfläche eine Schlüsselrolle zu [5]. Letztlich können Gleitschalungsfertiger erst dann ihre enormen Potenziale entfalten, wenn es gelingt, Fahrbahnbetone in einer für die Bauweise und Einbausituation optimalen Zusammensetzung, Verdichtbarkeit und Bearbeitbarkeit bei immer gleichbleibender Konsistenz bereitzustellen.
Danksagung
Der Autor dankt dem Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur für die finanzielle Förderung des Verbundforschungsvorhabens und der Bundesanstalt für Straßenwesen für die stets unterstützende fachliche und verwaltungstechnische Betreuung im Verbundforschungsvorhaben „Betonfahrbahn 4.0“. Im intensiven Austausch mit Dr. Wieland, Referatsleiter für Betonbauweisen bei der BASt, streben die Projektpartner aus Wissenschaft, Bauwirtschaft, Maschinen- und Anlagenbau an, die Betonbauweise trotz der komplexen Herausforderungen bei der Fahrbahnherstellung (Rohstoffmassenströme, Witterungseinflüsse, verfügbare Technologien etc.) prozesssicherer ausführen zu können. So gilt der Dank den beteiligten Unternehmenspartnern der Bauwirtschaft, so der Heinz Schnorpfeil Bau GmbH und der Otto Alte-Teigeler GmbH, sowie den Partnern der Baumaschinen herstellenden Industrie, so der Liebherr-Mischtechnik GmbH und der Wirtgen GmbH, wie auch dem Maschinenbauunternehmen CAVEX und der Firma Lehmann + Partner GmbH, die sich der Bewertung des Straßenvermögens annimmt. Die Betonherstellung und Sicherstellung der Verarbeitbarkeit der Frischbetone mit dem Gleitschalungsfertiger ist Forschungsgegenstand des IWB. Dank gilt daher den Herren Dr. Baumert, Hampel, Lisin und Lazik wie auch Frau Hein, die sich der ökologischen Bewertung der Betonbauweise annimmt.
