Das deutsche Bundesfernstraßennetz umfasst ca.12.000 Kilometer Bundesautobahnen sowie über 41.000 Kilometer Bundesstraßen und ist die wesentliche Voraussetzung für eine hohe Mobilität und wirtschaftliche Leistungsfähigkeit in Deutschland. Der Erhalt der Bundesfernstraßen ist daher eine vordringliche Gegenwarts- und Zukunftsaufgabe. Ein wichtiger Baustein dafür ist die Erfassung des Fahrbahnoberflächenzustandes. In einem Turnus von vier Jahren werden daher durch die ZEB die Zustandsmerkmale Griffigkeit, Ebenheit und Substanzmerkmal Oberfläche auf Bundesfernstraßen systematisch erfasst. Dabei unterliegen sowohl der Erfassungsprozess selbst als auch die Messtechnik und die Ergebnisanalyse einer stetigen Weiterentwicklung. Ziel ist die Bereitstellung qualitätsgesicherter Zustandsdaten für Netzanalysen und die Erhaltungsplanung. Die Substanzmerkmale (Oberfläche) geben Aufschluss über die (oberflächennahe) Zerstörung der Substanz einer Straße. Sie werden mittels bildgebenden Messverfahren an schnellfahrenden Messfahrzeugen erfasst und manuell ausgewertet. Als Vorarbeit für noch zu erstellende technische Prüfvorschriften „Oberflächenbild“ läuft zurzeit ein Forschungsvorhaben, das den Einfluss der Fahrbahntemperatur und der Oberflächenfeuchte auf das Erfassungsergebnis untersucht. In insgesamt neun Messkampagnen werden sowohl Asphalt- als auch Betonoberflächen in ihren relevanten Merkmalen erfasst. Dabei erfolgen die Wiederholmessungen zu unterschiedlichen Jahres- und Tageszeiten. Mit großem Interesse werden von Seiten der BASt auch die jüngsten Entwicklungen im Bereich der Laserscanner beobachtet. Moderne Laserscanner liefern neben den herkömmlichen Abstandsinformationen auch Helligkeitsdaten der gemessenen Oberfläche. Wenn das Scanraster „eng“ genug ist, ermöglicht dies die Rekonstruktion eines Oberflächenbildes allein auf Basis der Scannerdaten. Die Texturerfassung nimmt in dem Forschungsportfolio der BASt eine wichtige Rolle ein. Dies liegt vor allem darin begründet, dass die Textur eine „Klammer“ darstellt die einen großen Bereich an klassischen Aufgabenbereichen in der ZEB abdeckt. Wohl ist die Erfassung der Textur zurzeit kein Bestandteil der ZEB, dies wird aber zukünftig angestrebt. Die Ausbildung der Textur bestimmt maßgeblich die Fahrbahnoberflächeneigenschaften wie Griffigkeit und Geräuschemission. Derzeit werden diese Eigenschaften mittels schnellfahrenden Messsystem nur funktional erfasst. Ursachen für Änderungen im Laufe der Liegedauer können so aber nicht eindeutig benannt werden. Über die Ermittlung der Änderungen der Texturkennwerte sind Auswirkung und Ursache besser herleitbar. Die Straßenunebenheit ist per Definition kein Bestandteil der Textur, sie ist aber mit sehr ähnlichen Erfassungssystemen mess- und auswertbar. Da in bauvertraglichen Abnahmemessungen immer noch berührende Verfahren, wie die 4-m-Latte oder der Planograph zur Anwendung kommen, ist das technisch machbare bzw. sinnvolle sicherlich noch nicht ausgeschöpft. Schnellfahrende Messsysteme, wie sie auch in der ZEB eingesetzt werden, ermöglichen eine zuverlässige Erfassung der Straßenunebenheiten und können u. a. auch höhere Wellenlängen mit abbilden. Daher läuft zurzeit ein Forschungsvorhaben, das eine Erweiterung des Einsatzes des bewerteten Längsprofils (WLP) auf bauvertragliche Anwendungen und den Vergleich mit dem herkömmlichen Abnahmeverfahren beinhaltet. Welche Anpassungen an das bisherige WLP dabei nötig sind, wird im Zuge des Projektes herausgearbeitet. Messtechnisch wird die Straßengriffigkeit zurzeit mit dem standardisierten Seitenkraft-Messverfahren (SKM) ermittelt. Der Kraftschlussbeiwert wird dabei an einem gegenüber der Fahrtrichtung um 20° schräg laufenden Messrad mit 0° Sturz und bei angenässter Fahrbahn ermittelt. Da die Textur Bereiche in der Größenordnung einer Reifenaufstandsfläche bis hinunter zur Kantenschärfe des Gesteins (wenige Mikrometer) umfasst, deckt sie die griffigkeitsrelevanten geometrischen Gesteinseigenschaften ab. Als Alternative zu der bisherigen Griffigkeitsermittlung wird darum an berührungslos messenden Sensoren geforscht, die über die Bestimmung der Textur eine Berechnung des Kraftschlussbeiwertes erlauben. Aktuell läuft hier die Vergabe von Projekten aus der 9. Förderbekanntmachung „Berührungslose Griffigkeitsmessung von Straßenoberflächen“. Als Herausforderung ist zum einen die sehr hohe nötige vertikale Auflösung von ca. 1 μm zu nennen. Zum anderen muss aber auch eine sehr hohe Messfrequenz erreicht werden, um die Gesteinsprofile bei einer Messgeschwindigkeit von ca. 80 km/h ausreichend genau abbilden zu können. Die klassische Sensoranordnung auf Basis von Triangulationslasern ist dafür nicht geeignet; nur eine spezielle Sensorik, eine Messnachführung bzw. stochastische Ansätze ermöglichen dies. Das Demonstrations-Untersuchungs- und Referenzareal duraBASt, das momentan im Autobahnkreuz A 3/A 4 errichtet wird, ist zukünftig ein wichtiger Bestandteil der Qualitätssicherung im ZEB-Prozess. Die Messfahrzeuge können dort Teile des Zulassungsverfahrens bzw. der Überwachung absolvieren und bis in ihre zu leistenden Grenzbereiche hinein getestet werden. Um zukünftig auch die Texturmessverfahren in ihrer Qualität zu sichern, werden auf dem Areal zudem geeignete Prüfoberflächen und Prüfplatten errichtet. Um die Weiterverarbeitung, Speicherung und Verschneidung von Planungs-, Zustands- und weiteren Daten weiter zu optimieren, wird unter dem Titel „Building Information Modeling (BIM) im Straßenbau unter besonderer Berücksichtigung der Erhaltungsplanung“ an neuen Datenmodellen und Methoden geforscht. Das besondere Augenmerk liegt in diesem Projekt in der Modellierung eines konkreten Straßenbauprojektes und der Umsetzung des Life Cycle Falles (Erhaltung). Genutzt werden dabei moderne computergestützte Informationssysteme die sowohl dreidimensionale Modelle als auch weitere „Dimensionen“, wie z. B. den zeitlichen Verlauf (Lebenszyklus) oder die Entwicklung der Kosten, abbilden können.

Die Kurzfassung zur Veranstaltung ist im PDF verfügbar.