Bautechnik - Versuchstechnik

  Grafik: Stadtansicht mit Baufahrzeugen Urheberrecht: © ISAC

Die Forschungsgruppe Versuchstechnik im Bereich der Bautechnik gliedert sich in drei eng miteinander verknüpfte Arbeitsbereiche: die Prüftechnik, der Bauprozess/Einbautechnik und die Oberflächeneigenschaften.

 
 

Forschungsschwerpunkte in der Bautechnik - Versuchstechnik

Prüftechnik

Die Forschungsschwerpunkte der Prüftechnik liegen in den Bereichen der Asphalt- und Betontechnologie. Im Zentrum der Forschung stehen die Entwicklung von Untersuchungsmethoden für performance-basierte Bitumen- und Asphaltprüfungen sowie die Optimierung der Gebrauchseigenschaften von Bitumen und Asphalt. Dabei erfolgt der Entwicklungsprozess auf makroskopischer als auch molekularer Ebene. Darüber hinaus werden mittels interdisziplinärer Kooperationen Untersuchung und Optimierungen von hydraulisch gebundenen Baustoffen durchgeführt.

Multifunktionale Straßenbaustoffe fallen ebenfalls in den Aufgabenbereich der Prüftechnik: die Entwicklung von wasserdurchlässigen Fahrbahnaufbauten aus alternativen Baustoffen, die Marktplatzierung neuartiger Straßenbaustoffe auf Polyurethanbasis oder die Erweiterung der Funktion von Verkehrsflächen. Mit Blick aufzunehmend steigende Anforderungen an Verkehrsinfrastrukturen und sich verändernde klimatische Randbedingungen ist eine entsprechende Anpassung der Baustoffe unerlässlich.

Eine institutseigene Materialprüfstelle beherrscht die vollumfassende Analytik der Baustoffe Bitumen und Asphalt. Bei der Untersuchung von Asphalten stehen Verformungs-, Ermüdungs- und Tieftemperatureigenschaften gleichwie das Verdichtungsverhalten im Vordergrund. Beider Betonbauweise (hier z.B. durchgehend bewehrte Betonfahrbahnen) wird der Lebenszyklus umfassend analysiert.

Bauprozess / Einbauprozess

Mit dem Einbauprozess und den Qualitätskriterien von Straßenbelägen befasst sich der Arbeitsschwerpunkt Bauprozess / Einbautechnik. Dabei sind unter anderem die Optimierung von Einbau- und Verdichtungsverfahren von Asphalt sowie die Optimierung von Asphaltbefestigungen unter Einbeziehung des Einbau- und Verdichtungsprozesses von Interesse. Gleiches gilt für die Entwicklung von Verfahren zur zerstörungsfreien Tragfähigkeitsmessung und Bewertung des Fahrbahnoberbaus.

Zur Optimierung von Einbauverfahren forciert das ISAC die Digitalisierung, Automatisierung und Optimierung von Bauprozessen. Eine häufige Fehlerquelle liegt in der Interaktionvon Mensch, Maschine und Material, eine Verbesserung derselben hat nachhaltige Auswirkungen auf die Qualität des Straßenaufbaus. Zudem sind digitalisierte Einbauverfahren erheblich prozesssicherer, Fehler werden frühzeitig detektiert und können durch geeignete automatisierte Steuerungsalgorithmen abgestellt werden. Auf diese Weise bleiben aufwendige und kostenintensive Nachbesserungen, gegebenenfalls sogar ein kompletter Neubau der Asphaltfläche, erspart.

Oberflächeneigenschaften

Die Oberfläche einer Fahrbahn ist in ständiger Interaktion mit den unterschiedlichen Verkehrsteilnehmern, seien es motorisierte Fahrzeuge, Fahrräder oder Fußgänger. Sämtliche Nutzer haben individuelle Anforderungen an die Fahrbahn. Diese Anforderungen überschneiden sich stellenweise, können aber auch sehr unterschiedlich ausfallen.

Die Ebenheit von Fahrbahnoberflächen ist aus verschiedenen Gründen von zentraler Bedeutung. Eine unebene Straße wirkt sich negativ auf den Fahrkomfort im Fahrzeug aus und kann langfristig dem Rücken schaden, sie beansprucht auch Achse und Karosserie des Fahrzeugs und wirkt auf das Ladegut/Transportgut aus. Unebenheiten beanspruchen auch die Straße, z.B. treten bei Senken zusätzliche dynamische Achslasten auf.

Die berührungslose Erfassung der Griffigkeit eine Fahrbahnoberfläche steht wie die Entwicklung einer sensitiven, funktionalen Deckschicht im Fokus der Entwicklung. Die Entwicklung wasserdurchlässiger Deckschichtsysteme mit dem Ziel einer dezentralen Entwässerung bei gleichzeitiger Reduzierung des Hitzeinsel-Effektes stehen in Verbindung mit der bereits eigetretenen Klimaveränderung. Die Emission von Mikroplastik ist in die Nachhaltigkeitsbetrachtungen des modernen Straßenbaus einzubeziehen. Entsprechende Prüfverfahren wurden am Institut für Straßenwesen entwickelt und erprobt.