CARPET

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Konfektionierter, aufrollbarer, polymerbasierter Straßenbelag

Beispielbild Urheberrecht: isac

Die hohe Dichte und die große Qualität des Straßennetzes haben großen Anteil an der heutigen wirtschaftlichen Stärke Deutschlands. Die Bedeutung seiner Leistungsfähigkeit und Verfügbarkeit wird angesichts der Wachstumsprognosen insbesondere des Straßengüterverkehrs weiter zunehmen. Dabei haben sich eingesetzte Materialien, Fertigungs- und Einbauverfahren im Straßenbau in den vergangenen fünf Jahrzehnten nicht wesentlich verändert. Die Qualität konventionell erstellter Straßenabschnitte schwankt zum Teil erheblich, die Grenzen von Bitumen als Bindemittel werden heute insbesondere bei der Bildung von Spurrinnen deutlich, der Zeitaufwand für Erneuerungsarbeiten ist hoch und die personalintensiven Arbeiten nahe des laufenden Verkehrs sind gefährlich.

Ziel dieses Vorhaben ist eine Straßendeckschicht, die mit modernen Methoden industriell reproduzierbar gefertigt wird, in der neue Materialien gezielt unter anderem für verbesserte Griffigkeit, Schallabsorption und Wasserableitung verarbeitet werden und welche zukünftig ein Sensorsystem beherbergen soll, das relevante Verkehrs- und Umweltzustände aus der Straße heraus detektiert, zu erforschen.

Carpet: Funktionalitäten und Einbaukonzept

Erste Erfahrungen mit neuen Fertigungs- und Einbauverfahren liegen mit einer stationär gefertigten, aufrollbaren Straßendeckschicht aus den Niederlanden vor, die vor Ort wieder ausgerollt und auf den Untergrund aufgeklebt wird. Diese Deckschicht wird jedoch weiterhin auf Bitumen-Basis hergestellt und die Gesteinskörnung in der Fabrik konventionell aufgewalzt. Doch die Möglichkeit industrieller, reproduzierbarer Fertigung von Deckschichten eröffnet die Aussicht auf andere grundsätzliche Neuerungen im Straßenbau. So wird im hier verfolgten Ansatz auf Bitumen verzichtet, da eigene Voruntersuchungen gezeigt haben, dass andere, polymer-basierte Bindemittel u.a. bessere mechanische Eigenschaften aufweisen. Das Design der neuartigen Deckschicht erfolgt zudem modellgestützt mit dem Ziel der Verbesserung von Griffigkeit, Schallabsorption, Wasserableitung sowie der Dauerhaftigkeit dieser Merkmale unter Praxisbedingungen (Verkehr, Witterung, Verschmutzung) und bei Gewährleistung der Standfestigkeit.

Aufrollbaren Straßendeckschicht aus den Niederlanden

Der zu entwickelnde aufrollbare Fahrbahnbelag („CARPET“) wird zunächst für den Einsatz auf einem offenporigen Asphalt im Rahmen des Straßenneubaus und grundhafter Erneuerung konzipiert.

In diesem Projekt erfolgt die Entwicklung des CARPET sowie die Fertigung von Prototypen und deren mechanische und rasterelektronenmikroskopische Charakterisierung vom DWI an der RWTH Aachen e.V.. Am Institut für Straßenwesen ISAC wird die Theorie der Gummireibung für die Anwendung auf den CARPET weiterentwickelt, um im Anschluss eine optimale Textur für diesen vorgeben zu können. Die Auswahl und Anordnung der mineralischen Zuschlagstoffe bei der Herstellung des CARPET erfolgt mit dem Ziel der Erforschung einer Oberfläche, die bei Abarbeitung oder Ausbruch von Gesteinskuppen gleich griffig bleibt, durch das Lehr- und Forschungsgebiet Ton- und Grenzflächenmineralogie CIM als Teil des durch das ISAC beantragten Projektes.

Auftraggeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Kooperation:

Lehr- und Forschungsgebiet für Ton- und Grenzflächenmineralogie (CIM)

Prof. Dr. rer. nat. Helge Stanjek

Dr. Oliver Weichold

Bearbeiter:

Dr.-Ing. Dawei Wang, Dr.-Ing. Andreas Ueckermann, Dipl.-Ing. Andreas Schacht

Publikationen:

"Die Straße der Zukunft - Konzepte und Potentiale der Straßenbautechnologie der Zukunft"