FE 08.0214_2011_LRB Futurum – Baustoff Straßenbeton

Bundesanstalt für Straßenwesen

Problem / Ziel / Nutzen:
Fahrbahndecken aus Beton zeichnen sich durch eine hohe Verformungsbeständigkeit aus und werden vor allem in Bereichen mit sehr hoher Verkehrsbelastung eingesetzt. In den letzten Jahrzehnten wurde die Bauweise hinsichtlich Konstruktion, Betontechnologie und Einbautechnik ständig weiterentwickelt, so dass diese den stetig wachsenden Anforderungen (z.B. zunehmende Verkehrsbelastung) gerecht wurde.
Ein in den letzten Jahrzehnten nicht zufriedenstellend gelöstes Problem ist die schädigende Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) im Bereich des Betonbaues. Auf Grund einiger AKR-Schäden auf deutschen BAB Anfang der 2000er Jahre wurden die Anforderungen an die zu verwendenden Gesteine und Zemente im Betonstraßenbau neu formuliert, um das Auftreten einer schädigenden AKR zu verhindern.
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt kann jedoch der Schadensmechanismus der AKR, insbesondere die Komplexität der AKR an Betonfahrbahndecken, nicht hinreichend - und vor allem nicht wissenschaftlich begründet - geklärt werden. Dies gilt auch für die derzeit zur Anwendung kommenden AKR-Prüfverfahren.
Um den Baustoff Beton, der hinsichtlich seiner Nachhaltigkeit einen wichtigen Baustoff für die Zukunft darstellt, künftig sicher anwenden zu können, ist eine Klärung der angeführten Schadensproblematik von größter Bedeutung. Die durchzuführenden Untersuchungen stellen somit die Grundvoraussetzung für die Weiterentwicklung des Baustoffes Beton im Straßenbau dar.
Ziel des Forschungsprojektes ist die Erhöhung der Nachhaltigkeit für die Betonbauweise durch Ausschluss einer schädigenden AKR. Auf der Basis bestehender Kenntnisse auf dem Gebiet des Alkalitreibens im Betonbau sind gezielt weiterführende Grundlagenforschungen durchzuführen. Im Ergebnis soll der sich im Straßenbau sehr komplex darstellende Schadensmechanismus für den Lastfall "Straße" (Beanspruchung durch Verkehr und Klima, Einbau- und Herstellungstechnologie, konstruktive Randbedingungen, Alkalizufuhr) detailliert geklärt sein, um darauf aufbauend Anforderungen zur dauerhaften Vermeidung einer schädigenden AKR abzuleiten bzw. festzulegen.
Durch die gewonnenen Erkenntnisse über die Ursachen bzw. den Schadensmechanismus einer AKR soll es möglich sein, zukünftig derartige Schäden auszuschließen.
Vorgehen:
Im ersten Schritt der Projektbearbeitung soll eine Übersicht (Datenbank) erstellt werden, in der die Ergebnisse der bundesweiten visuellen AKR-Oberflächenzustandserfassung einzuarbeiten sind. Zusätzlich sind relevante Daten zu den betroffenen Streckenabschnitten zu recherchieren und einzupflegen.
Parallel dazu sollen anhand einer Analyse der ZEB-Rohdaten (Zustandserfassung- und Bewertung 2009/2010) für Längs- und Querebenheiten die vorhandenen Verformungen der Betonplatten (Aufschüsselung/Aufwölbung) detektiert werden. Dies ist insofern von Bedeutung, da ungünstige Plattenverformungen zu erhöhten Beanspruchungen in den Querfugen führen, wodurch die Dauerhaftigkeit der Betonplatte beeinträchtigt wird. Durch eine solche Schwachstelle im Bereich der Querfuge kann der Schadensfortschritt einer AKR deutlich erhöht werden.
Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen sind Bohrkernentnahmen an ausgewählten Streckenabschnitten durchzuführen. An den entnommenen Probekörpern ist zunächst labortechnisch nachzuweisen, ob die Schädigung tatsächlich mit einer AKR in Zusammenhang zu bringen ist. Darüber hinaus sind vertiefende Laboruntersuchungen durchzuführen, die Aufschluss und weiterführende Erkenntnisse über den Schädigungsmechanismus und den Ablauf der AKR-Schädigung geben sollen.
Resümierend sind wirtschaftliche und zugleich ressourcenschonende sowie praxisorientierte präventive Maßnahmen zur dauerhaften Vermeidung einer schädigenden AKR bei Betonfahrbahndecken zu formulieren.
Zeitrahmen: 48 Monate.
Kostenrahmen (inkl. MwSt.): 950 000,00 EUR.

Deadline
Die Frist für den Eingang der Angebote war 2012-03-26. Die Ausschreibung wurde veröffentlicht am 2012-02-02.

Anbieter
Die folgenden Lieferanten werden in Vergabeentscheidungen oder anderen Beschaffungsunterlagen erwähnt:

• • Bauhaus-Universität Weimar

Wer?

• • Bundesanstalt für Straßenwesen

Wie?

• • Forschungs- und Entwicklungsdienste und zugehörige Beratung

Wo?

• • Köln › Rheinisch-Bergischer Kreis