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Lehrstuhl für Straßenplanung und Straßenbau

Forschung

An welchen Projekten arbeiten wir gerade? Unsere aktuellen Forschungsschwerpunkte in der Straßenplanung und im Straßenbau im Überblick.

Mehrskalen-Mehrphasensimulation der funktionalen Eigenschaften von Straßenoberflächen

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Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Wolfram Ressel

Bearbeiter: Dipl.-Math. Irmgard Rucker, Dipl.-Ing. Rebekka Kienle

Gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

DFG-Forschergruppe: Prof. Dr.-Ing. Michael Kaliske (ISD, TU Dresden), Prof. Dr.-Ing. Markus Oeser (ISAC, RWTH Aachen), Prof. Dr.-Ing. Wolfram Ressel (ISV, Universität Stuttgart), Prof. Dr.-Ing. Frohmut Wellner und Dr.-Ing. Sabine Werkmeister (ISS, TU Dresden), Prof. Dr.-Ing. Lutz Eckstein (ika, RWTH Aachen)

Sprecher der DFG-Forschergruppe: Prof. Dr.-Ing. Michael Kaliske (ISD, TU Dresden)

Mehr Informationen finden sich unter der Projektbeschreibung DFG-Forschergruppe FOR 2089.

 

Das Teilprojekt „Mehrskalen-Mehrphasensimulation der funktionalen Eigenschaften von Straßenoberflächen“ wird im Rahmen der DFG-Forschergruppe „Dauerhafte Straßenbefestigungen für zukünftige Verkehrsbelastungen, Gekoppeltes System Straße – Reifen – Fahrzeug“ (FOR 2089) bearbeitet.

Den Kern des Teilprojektes bildet die Betrachtung der funktionalen Eigenschaften von Straßenoberflächen und deren modellmäßige Beschreibung. Die Erhöhung der Verkehrssicherheit ist dabei eine wesentliche Motivation.

Ziel ist die Entwicklung eines kombinierten 3D-Entwässerungsmodell. Hierbei soll sowohl der Oberflächenabfluss als auch die Infiltration in den Fahrbahnaufbau abgebildet werden. Neben der Entwässerung wird außerdem die funktionale Eigenschaft Griffigkeit näher untersucht. Hauptziel ist es hierbei, die Griffigkeit auf Grundlage von gemessenen oder virtuell erzeugten Fahrbahntexturen mit unterschiedlichen Modellen anhand von Textur- und Reifenparametern modellieren bzw. prognostizieren zu können.

Die Forschergruppe zielt darauf ab, die physikalischen Zusammenhänge und Wechselwirkungen des Gesamtsystems Straße-Reifen-Fahrzeug besser zu verstehen, um aufbauend darauf Straßenbefestigungen und Straßenbaumaterialien insbesondere hinsichtlich deren Dauerhaftigkeit verbessern zu können.

Wirtschaftlichkeitsuntersuchung an Bauweisen mit Betondecke der Belastungsklasse Bk 100

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Die Wirtschaftlichkeit von Verkehrsbauwerken im Allgemeinen und Straßen im Speziellen ist ein Thema, das Wissenschaft und Praxis schon seit Langem beschäftigt. Der Aspekt der Wirtschaftlichkeit bezieht sich dabei auf volkswirtschaftliche Kosten und Nutzen von Straßen. Die Investitions- und Erhaltungskosten sind dabei zentraler Teil der Wirtschaftlichkeitsbewertung. Insbesondere die Erstellung technisch sinnvoller und wirtschaftlich effizienter Erhaltungsprogramme für bestehende Straßen ist hierbei ein sehr wichtiger Aspekt.

In diesem Projekt ist geplant, für die Asphaltbauweise etablierte Methoden der Nutzungsdauerprognose (z.B. bezüglich Ermüdung des gebundenen Aufbaus) und der Schadensverlaufsprognose (z.B. Spurrinnenbildung) anzuwenden, sowie diese hinsichtlich einer nicht-deterministischen Nutzungsdauerprognose (Unsicherheit des Ausfallzeitpunkts aufgrund der Streuungen in Materialparametern) weiterzuentwickeln.

Für die Betonbauweise sind hingegen teilweise gänzlich neue Verfahren und Methoden zu entwickeln. Bei einer betonschädigenden AlkaliKieselsäure-Reaktion (AKR) ist bisher eine systematische Erhaltungsplanung nicht möglich, da sich der Schadensverlauf nur sehr schwer prognostizieren lässt.

Speziell für Fahrbahndeckenbetone soll deshalb in diesem Forschungsprojekt eine Methodik zur Prognose der Restnutzungsdauer bei einer auftretenden AKR entwickelt werden. Ein entsprechendes Verfahren existiert bisher nicht. Hierzu sind materialseitige Untersuchungen (zerstörend/zerstörungsfrei) an AKR-geschädigten Fahrbahndeckenbetonen durchzuführen.

Aus den so gewonnenen Erkenntnissen zum AKR-Schadensverlauf und den Auswirkungen auf dimensionierungsrelevante Parameter, soll eine Methodik zur Prognose der (Rest-)Nutzungsdauer entwickelt werden, um so auch technisch und wirtschaftlich sinnvolle Eingriffszeitpunkte bzw. Erhaltungsmaßnahmen bei AKR-Schädigungen abschätzen zu können.

Kontakt

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Prof. Dr.-Ing.

Wolfram Ressel

Institutsleiter und Inhaber des Lehrstuhls für Straßenplanung und Straßenbau

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Dr.-Ing.

Stefan Alber

Akademischer Oberrat