Referenznr.: FE 04.0355/2023/MGB

Förderung: Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV)

Forschungspartner: VILLARET Ingenieurgesellschaft mbH

Laufzeit: 01.12.2024 bis 28.02.2027

Beschreibung: Mit einem Anteil von ca. 30 % der Autobahnen machen Verkehrsflächen in Betonbauweise einen großen Teil der Verkehrsinfrastruktur in Deutschland aus. Eine effiziente und zerstörungsfreie Bewertungsmethodik des strukturellen Zustandes dieser Straßen, welche ein ökonomisch und ökologisch sinnvolles Erhaltungsmanagement ermöglicht, stellt folglich einen wichtigen Baustein für die Leistungsfähigkeit der Verkehrsinfrastruktur dar.
Ziel des vorliegenden Projektes ist es, einen ersten Bewertungshintergrund für die Tragfähigkeit von Verkehrsflächenbefestigungen in Betonbauweise durch das schnellfahrende Messsystem „Traffic Speed Deflectometer“ (TSD) zu entwickeln. Ein besonderes Augenmerk soll dabei auf der Querkraftübertragung zwischen den Betonplatten, d. h. auf der Funktionalität der Fugen liegen. Vorangegangene Studien zeigen, dass die Plattenbewegungen an den Fugen beim Überfahren Unstetigkeiten in den TSD-Messdaten verursachen, die in ihrer Größe vom Zustand der jeweiligen Fuge abhängen. Es ist zu prüfen, ob auf diese Weise der Zustand einer Fuge durch TSD-Messungen bestimmt werden kann.

Referenznr.: 57808126

Förderung: DAAD - Deutscher Akademischer Austauschdienst, Auswärtiges Amt (AA)

Forschungspartner: Indian Institute of Technology (BHU) Varanasi, Indien

Laufzeit: 01.05.2025 bis 31.03.2026

Beschreibung: 
Das Projekt adressiert die globalen Herausforderungen für einen nachhaltigen Straßenbau, insbesondere vor dem Hintergrund knapper Mittel, steigender Umweltanforderungen und begrenzter Verfügbarkeit von Rohstoffen.

Ziel ist eine intensive Kooperation zwischen der Bergischen Universität Wuppertal (BUW), „Lehr- und Forschungsgebiet Straßenbau und Straßenerhaltung“ und dem „Indian Institute of Technology Banaras Hindu University“ (IIT-BHU), „Transportation Engineering“ in Varanasi, Indien, um sich über innovative und ressourcenschonende Ansätze für den Straßenbau auszutauschen und diese weiterzuentwickeln.

Kerninhalt des Projekts ist der Austausch über Asphaltrezepturen mit hohem Anteil an Ausbauasphalt (RAP), der Einsatz multifunktionaler Additive zur Verbesserung der Materialeigenschaften und zur Senkung der Herstell- und Einbautemperaturen sowie die Bewertung der strukturellen Substanz von Straßen unter Einsatz moderner Technologien wie dem Traffic-Speed-Deflectometer (TSD) und dem Ground Penetration Radar (GPR) zur effizienten Bestimmung nachhaltiger Erhaltungsmaßnahmen.

Das Projekt zielt darauf ab, wissenschaftlich tätige Personen und Studierende beider Institutionen und weitere Interessierte in einer praxisnahen Winterschool sowie in einem Workshop zusammenzubringen. Ein besonderes Ziel ist es, Studierenden aus Indien und Deutschland die Möglichkeit zu geben, interkulturelle Erfahrungen zu sammeln und durch Studienaufenthalte ihre akademischen und praktischen Kompetenzen zu erweitern. Mittel- und langfristig wird angestrebt, eine nachhaltige und strukturelle Partnerschaft zwischen beiden Universitäten zu etablieren, die durch gemeinsame Forschungsanträge, Veröffentlichungen und Netzwerkarbeit die wissenschaftliche Zusammenarbeit stärkt und einen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung des Straßenbaus weltweit leistet.

Referenznr.: FE 07.0312/2021/ERB

Förderung: Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV)

Laufzeit: 01.11.2022 bis 31.10.2025

Beschreibung:  Im November 2019 wurde in Deutschland aus Arbeitsschutzgründen ein Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) für Dämpfe und Aerosole aus Bitumen bei der Heißverarbeitung von 1,5 mg/m³ festgelegt. Dieser Wert wurde zunächst für 5 Jahre ausgesetzt. Um eine Einhaltung des Grenzwertes sicher zu stellen, müssen in diesem Zeitraum konkrete Maßnahmen umgesetzt werden, da die Messwerte der letzten Jahre diesem AGW nicht genügen. Eine maschinentechnische Maßnahme, die bei den neuen Asphaltfertigern bereits zum Einsatz kommt, ist die Absaugung der Bitumendämpfe und Aerosole an der Einbaubohle. Dadurch lassen sich die Emissionen signifikant reduzieren, jedoch besteht die Vermutung, dass die Absaugung allein nicht ausreicht, um den AGW einzuhalten. Daher kann es notwendig sein, zusätzlich eine Absenkung der Asphaltmischguttemperaturen bei der Herstellung und Verarbeitung von Heißasphalt vorzunehmen. Im Rahmen des Forschungsprojektes soll eine vom Forschungsgeber benannte Erprobungsstrecke während des Asphalteinbaus messtechnisch begleitet werden und die Asphalte im Hinblick auf die Performance untersucht werden. Im Rahmen der Erprobungsstrecke sollen vier verschiedene Additive mit maschinentechnischen Maßnahmen kombiniert und untersucht werden. Die Ergebnisse werden einem konventionellem Asphalteinbau gegenübergestellt und hinsichtlich der Emissionsminderung und der Asphaltperformance bewertet.

Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, die kombinierten Auswirkungen von abgesenkten Asphaltmischguttemperaturen und maschinentechnischen Maßnahmen auf die Emissionsbildung bei der Verarbeitung und die Performance der nach diesem Verfahren hergestellten Asphaltschichten zu beurteilen und so konkrete Maßnahmen zur Umsetzung des Arbeitsplatzgrenzwertes voranzutreiben.

Referenznr.: 22438 BG

Förderung: Industrielle Gemeinschaftsforschung (iGF); Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)

Forschungspartner: Zentrum für angewandte Forschung und Technologie e.V. (ZAFT e.V.) an der HTW Dresden

Laufzeit: 01.05.2022 bis 31.08.2025

Beschreibung: In den letzten Jahren ist die Wiederverwendungsrate von Ausbauasphalten rückläufig. Innerhalb dieses Forschungsvorhabens sollen technische Maßnahmen zur Steigerung der Wiederverwendungsrate unter Verwendung einer innovativen Aufbereitungsmethode der Asphaltgranulate untersucht werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, ca. 2,5 Mio. Tonnen Ausbauasphalt in der Zukunft mehr zu wiederverwenden.Die innovative Methode „Aufspaltung der Ausbauasphalte in bindemittelreichen Asphaltmörtel und in bindemittelarme grobe Gesteinskörnungen“ ermöglicht bei Verwendung eines Rotorschleuderbrechers eine gesteinskörnungsschonende Aufbereitung im Vergleich zur Standardmethode „Brechen und Granulieren“. Die bindemittelarmen groben Gesteinskörnungen können anschließend in beliebige Fraktionen durch Absieben aufgeteilt und wie frische Gesteinskörnungen über die Weißtrommel unter Berücksichtigung der besonderen Anforderungen der Sieblinie zur Herstellung nachhaltiger und resilienter Asphalte hinzugegeben werden. Eine Zugabe des bindemittelreichen Asphaltmörtels von 30 M.-% ermöglicht eine Reduzierung des Frischbitumens um bis zu 90 %. Bei Verwendung dieser Aufbereitungsmethode können KMU eine Wiederverwertungsrate von RA bis zu 100 % ohne eine zusätzliche Ausstattung der Asphaltmischanlagen mit Paralleltrommeln deutschlandweit erreichen. Durch den Verzicht der Paralleltrommel kann die CO2 Ausstoß an der Asphaltmischanlage deutlich reduziert werden. Darüber hinaus sollen den KMU Handlungshilfen bezüglich der Aufbereitungsmethode und des Qualitätsmanagements zur Gewährleistung der bauvertraglichen Sicherheit auf Grundlage des Standes der Technik zur Verfügung gestellt werden, damit sie sowohl bei kleinen als auch bei großen Baumaßnahmen wettbewerbsfähig bleiben können. Für einen anwendungsbezogenen Forschungsansatz ist eine großtechnische Herstellung und Einbau vorgesehen.

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Referenznr.: 01DG21037

Förderung: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Laufzeit: 15.06.2021 - 30.06.2025

Beschreibung: Namibia gehört zu den am dünnsten besiedelten Gebieten der Welt. Die Bevölkerung verteilt sich auf eine sehr geringe Anzahl von städtischen Ober- und Mittelzentren, welche nur begrenzt durch asphaltierte Straßen miteinander verbunden sind. Große Teile des Landes, insbesondere die für die Landeswirtschaft wichtigen touristischen Attraktionen und Farmen sind nur über teilbefestigte Straßen erreichbar. Diese degenerieren sowohl durch das Befahren als auch durch Witterungseinflüsse wesentlich schneller als asphaltierte Straßen und hat zur Folge, dass Fahrzeuge einem höheren Verschleiß ausgesetzt sind und die Unfallgefahr steigt. Sich selbst verstärkende Effekte wie Wellenbildung und Schulterabbrüche können dazu führen, dass innerhalb von kurzer Zeit die Fahrbahn nicht mehr passierbar ist und große Umwege in Kauf genommen werden müssen. Um die bestehenden Wartungsressourcen effizient einzusetzen, bedarf es daher eines möglichst genauen Lagebilds des Straßenzustands. Da eine kontinuierliche empirische Überwachung der Straßenqualität durch Untersuchungen an der Strecke jedoch auf Grund der Größe des Streckennetzes sowie der Abgelegenheit zu Oberzentren nicht umsetzbar ist, müssen neue technologische Möglichkeiten erschlossen werden, um dieses Problem zu lösen. Ziel des Projektes ist es, große Mengen sensorisch angereicherter Floating Car Daten (FCD), welche durch Fahrzeugtracker u.a. im Rahmen der Unfallprävention und Pannenhilfe von touristischen Mietwagen gesammelt werden, nutzbar zu machen. Durch Verknüpfung mit punktuell empirisch erhobenen Fahrbahnparametern an Schotterstraßen soll es ermöglicht werden, Rückschlüsse aus den FCD über den Straßenzustand zu ziehen und diese auf das gesamte Netz zu extrapolieren. Mit Hilfe von über den gesamten Projektzeitraum gesammelten Parameterzeitreihen sollen Prognosemodelle entwickelt werden, welche einen effizienteren Ressourceneinsatz für den Erhalt der Infrastruktur ermöglichen.

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