| FGSV-Nr. | FGSV B 35 |
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| Ort | Bochum |
| Datum | 05.10.2021 |
| Titel | Nachhaltiger Betonstraßenbau – Der Weg in die Zu-kunft |
| Autoren | Dr.-Ing. Marko Wieland, Dipl.-Ing. Stephan Villaret |
| Kategorien | Betonstraßen |
| Einleitung | Wir leben in einer Welt der zunehmend begrenzten Ressourcen. Baustoffreserven, Energieverbrauch, Erhaltung der lokalen und globalen Umwelt sowie demografisch bedingter Arbeitskräftemangel erfordern neue Denk- und Handlungsansätze in fast allen Lebensbereichen. Oftmals werden diese neuen Ansätze unter dem Dach der Nachhaltigkeit zusammengefasst. In diesem Beitrag werden die Grundlagen, die erforderliche Systematik sowie konkrete Lösungsansätze und Lösungen für den Betonstraßenbau erörtert. Ein wesentlicher Schwerpunkt liegt dabei in der ganzheitlichen Lebenszyklusbetrachtung des Straßenoberbaus, die neben den Phasen zu Beginn (z. B. Planung, Dimensionierung, Herstellung und Erhaltung) auch jene am Ende eines Lebenszyklus (LZ) beinhaltet, um einen methodischen Übergang in die nachfolgenden Lebenszyklen zu schaffen. Bild 1: Einflussnahme auf die Nachhaltigkeit (exemplarische Darstellung) Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Entschleunigung von Lebenszyklen, um den Verbrauch von Primär- und Sekundärrohstoffen zu senken. Bild 2: Entschleunigung der Lebenszyklen |
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| Volltext | Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln.1 Globaler Rahmen und politische VorgabenDeutschland setzt sich seit langer Zeit auf internationaler und nationaler Ebene für Fortschritte bei der nachhaltigen Entwicklung ein und folgt somit den globalen Zielen der Weltkommission für Umwelt und Entwicklung (World Commission on Environment and Development, WCED). In diesem Zusammenhang ist der nach ihrer Vorsitzenden Brundtland bezeichnete Bericht anzuführen, in dem ein Leitbild zur nachhaltigen Entwicklung generiert wurde und der eine Strategie verlangt, die Entwicklung und Umwelt zusammenbringt. „Übergreifendes Ziel und Maßstab allen Handelns ist es, die natürlichen Lebensgrundlagen der Erde dauerhaft zu sichern und allen Menschen jetzt und in Zukunft ein Leben in Würde zu ermöglichen (Weltkommission für Umwelt und Entwicklung.“ (UNO, 1987). In Deutschland ist die nachhaltige Entwicklung (Nachhaltigkeit) ein Leitprinzip der Politik der Bundesregierung. So verfolgt Deutschland seit 2002 eine nationale Nachhaltigkeitsstrategie, die einen langfristigen Prozess der Politikentwicklung beschreibt bzw. hierfür eine Orientierung bietet. Zudem wird die nachhaltige Entwicklung in 38 Bereichen anhand von Schlüsselindikatoren identifiziert. In der 2018 aktualisierten Strategie werden u. a. nachfolgende Indikatorenbereiche bzw. Nachhaltigkeitspostulate benannt.
Die Messbarkeit wird dabei über entsprechende Indikatoren realisiert, so dass auch eine Überprüfung der Zielerreichung sowie die Steuerung der Nachhaltigkeit möglich sind. Für die Mobilität sind die Indikatoren Endenergieverbrauch im Güter- und Personenverkehr verankert. Als Zielstellung für diese Indikatoren, wird ein Zielkorridor von jeweils minus 15 bis minus 20 Prozent bis zum Jahre 2030 festgelegt. Anknüpfend an diese globale Strategie, sind Wissenschaft und Forschung gefordert, sich unter anderem den Zielen und den Herausforderungen einer nachhaltigen Entwicklung der Verkehrsinfrastruktur – Verkehrsträger Straße – zu stellen. Dabei sollten die Nachhaltigkeitsaspekte bei Innovationsprozessen konsequent berücksichtigt werden, um letztlich alle Möglichkeiten für eine nachhaltige Entwicklung auszuschöpfen. Im Bereich des Straßenbaus – insbesondere im Betonstraßenbau – wird seit einigen Jahren ein Weg beschritten, der systemisch und adaptiv der oben angeführten Strategie der Nachhaltigkeit folgt. Im nachfolgenden Artikel sollen das Vorgehen, der aktuelle Stand sowie weiter mögliche Schritte aufgezeigt werden. 2 Zielstellung BetonstraßenbauDas Hauptziel besteht in der systemischen Integration der Nachhaltigkeit bzw. des Nachhaltigkeitsgedankens im Bereich des Straßenbaus. Das hierfür entwickelte Vorgehen sollte sich weitgehend in die Systematik übergeordneter Nachhaltigkeitsstrategien eingliedern bzw. adaptierbar sein. Dies ist insofern von Bedeutung, als das die mit der Zielerreichung verbundenen Ergebnisse als grundlegende Bausteine eines Ganzen – z. B. der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie – zu sehen bzw. für die Erreichung dieser Ziele erforderlich sind. Weitere wesentliche abgeleitete Ziele sind:
Unabhängig von der konkreten Nachhaltigkeitsdefinition und den damit verbundenen Zielen, treffen folgende Aussagen stets zu:
3 NachhaltigkeitDer Begriff Nachhaltigkeit existiert schon seit dem frühen 18. Jahrhundert und findet spätestens mit der Agenda 21 der Vereinten Nationen in Rio de Janeiro 1992 (AGENDA 21, 1992) auch außerhalb wissenschaftlicher Diskussionen vermehrt Anwendung. Über die Jahre hat der Begriff eine starke semantische Aufladung erfahren und ist seit einigen Jahren im Mainstream mit variierenden Interpretationen angekommen. Im Allgemeinen sollten die Begriffe „Nachhaltigkeit“ und „nachhaltige Entwicklung“ mit einer normativen Aussage oder einer Zielstellung in Verbindung stehen, für die ein konkretes Konzept bzw. eine Handlungsstrategie vorliegt. Im Brundtland-Bericht heißt es hierzu: „Die Welt muss bald Strategien entwerfen, die den Ländern erlauben, aus ihren gegenwärtigen, oft destruktiven Wachstums- und Entwicklungsprozessen zu nachhaltigen Entwicklungswegen überzuwechseln.“ (UNO, 1987). Für die entsprechenden Wirkungsebenen – z. B. global, supranational und national – existieren gegenwärtig entsprechende Strategien. Für Deutschland wurde die Strategie für eine nachhaltige Entwicklung im April 2002 verabschiedet. In der Nachhaltigkeitswissenschaft werden im Zusammenhang mit einer nachhaltigen Entwicklung häufig folgende Strategieansätze verfolgt und diskutiert:
In diesem Zusammenhang ist stellvertretend das „magische Viereck“ der Nachhaltigkeit (siehe Bild 1) bekannt. Bild 1: Schematische Darstellung der Nachhaltigkeit „Magisches Viereck“ Unabhängig von der Strategie sind im Zusammenhang mit der Nachhaltigkeit die drei Aspekte Soziales, Ökonomie und Ökologie von Bedeutung. In Deutschland ist in diesem Zusammenhang das 3-Säulen-Modell bekannt. Wie im Bild 2 schematisch dargestellt, sind die o. g. Aspekte als Grundsäulen der Nachhaltigkeit zu verstehen. Für technische Bauwerke, also auch für Straßenverkehrsflächen, wurde das Modell um die Aspekte „Technische Qualität“ und „Prozessqualität“, die in Summe als Fundament verstanden werden können, erweitert. Bild 2: Prinzip der Nachhaltigkeit (BMI, 2019, Grafik wurde vom Verfasser modifiziert) 4 Nachhaltigkeit im Straßenbau – wichtige IntegrationsaspekteBezugnehmend auf das 3-Säulen-Modell (Bild 2) ist für Bauwerke neben der Einbeziehung der drei Dimensionen - Soziales, Ökonomie, Ökologie im Sinne einer holistischen Betrachtung, auch die Zeitdimension zu berücksichtigen. Dies ist insofern von Bedeutung, da das Bauwerk Straße in der Regel einen Nutzungszeitraum von mehreren Jahrzenten aufweist. Das Bild 3 zeigt vereinfacht den allgemeinen Lebenszyklus inklusive wichtiger Lebenszyklus- bzw. Prozessphasen für eine Straße bzw. den Straßenoberbau. Bild 3: Lebenszyklus einer Straße inklusive wichtiger Lebenszyklus- bzw. Prozessphasen Aufgrund der zeitlichen Abfolge wird unverkennbar deutlich, dass sich gegenwärtige Handlungen auf zukünftige Handlungsoptionen und Rahmenbedingungen auswirken. Wie in der Grafik im Bild 4 am Beispiel der Kosten zu sehen, können diese nur während der ersten Lebenszyklusphasen signifikant beeinflusst werden. Zudem ist allgemein bekannt, dass hierbei auch nachfolgende bzw. an den ersten Lebenszyklus anschließende Zyklen beeinflusst werden. Demnach ist für das Bauwerk Straße eine Betrachtung von der Wiege bis zur Wiege für mindestens einen Lebenszyklus anzustreben. Bild 4: Qualitativer Verlauf der Kosten (BMI, 2019, Grafik wurde vom Verfasser modifiziert) Abschließend ist anzumerken, dass der allgemeine Zusammenhang „Beeinflussbarkeit der Kosten“ aus der Grafik im Bild 4 uneingeschränkt auf die „Beeinflussbarkeit der Nachhaltigkeit“ übertragbar ist. Demnach ist im Rahmen der Integration der Nachhaltigkeit in den Lebenszyklus einer Straße, ein Hauptaugenmerk auf die Planungs-, Dimensionierungs- und Herstellungsphase zu legen sowie entsprechende Implikationen für die Akteure zu schaffen. Die Integration der Nachhaltigkeit in der Wirkungsebene „Straßenbau“ erscheint aus heutiger Sicht umso schwieriger, wenn hierbei ausschließlich die drei Dimensionen Soziales, Ökonomie und Ökologie Beachtung finden. So ist aufgrund der Mehrdimensionalität und der Gegensätzlichkeit der Aspekte davon auszugehen, dass theoretisch kein allgemeingültiges Optimum der Nachhaltigkeit definiert werden kann. Hinzu kommt, dass alle drei Dimensionen hinsichtlich ihrer Wichtung als gleichwertig anzusehen sind. Ähnlich dem theoretischen Drei-Säulen-Modell kann dieser Zusammenhang u. a. im sogenannten Nachhaltigkeitsdreieck verdeutlicht werden. Dies wird in der Regel als gleichseitiges Dreieck konzipiert, um zu verdeutlichen, dass allen drei Aspekten die gleiche Bedeutung zukommt. Im Bild 5 ist dieses Modell in modifizierter Form dargestellt. Es beinhaltet mögliche Diskrepanzen bzw. Zielkonflikte, die sich bei der Integration der Nachhaltigkeit zwischen Ökonomie – Ökologie – Soziologie für die verschiedenen Akteure ergeben. Diese Darstellung wird daher als Spannungsdreieck bezeichnet. Demnach ist davon auszugehen, dass – je nach Perspektive und den zum Betrachtungszeitpunkt vorliegenden Randbedingungen – ein mehr oder weniger guter Zustand der Nachhaltigkeit erreicht werden kann. Bild 5: Spannungsdreieck der Nachhaltigkeit (Eigene Darstellung in Anlehnung an (Dyllick; Hockerts, 2002)) Aus ingenieurtechnischer Sicht erscheint es angebracht, sich in Anlehnung an das erweiterte Drei-Säulenmodel der Nachhaltigkeit vorerst auf den Aspekt der Qualität zu beziehen, um sich dieser Problematik zu entziehen. Die Qualität besitzt demgemäß eine Schlüsselrolle bzw. stellt die Grundvoraussetzung für die Nachhaltigkeit eines Produktes dar. Dabei ist irrelevant, welche Wichtung dem jeweiligen Aspekt der Grundsäulen zugeschrieben wird. Aber auch für die Qualität existiert keine allgemeingültige Definition, Sichtweise oder ein allumfassendes Verständnis. Gemäß David A. Garvin werden beispielsweise die nachfolgenden fünf verschiedenen Sichtweisen unterschieden:
Das kundenbezogene Qualitätsverständnis betrachtet die Qualität als die vollständige Verwirklichung aller vom Kunden/Auftraggeber gestellten Anforderungen an ein Produkt und entspricht im Wesentlichen der Qualitätsdefinition gemäß (ISO 9000, 2005). Demnach verschlechtert sich die Qualität eines Produktes, wenn nicht alle vom Kunden/Auftraggeber geforderten Merkmale oder Anforderungen an ein Produkt erfüllt werden. Das bedeutet aber auch, dass durch die Bereitstellung zusätzlicher Merkmale die Qualität nicht verbessert werden kann, da diese für den Kunden/Auftraggeber nutzlos sind. Im vorliegenden Zusammenhang erscheint es angebracht, die Unterscheidungen von Garvin, um das unternehmerische Qualitätsverständnis zu ergänzen. Unter der unternehmerischen Qualität wird im Allgemeinen der Deckungsgrad aus den Anforderungen des Auftraggebers („SOLL“) und der Qualitätsphilosophie des Unternehmers („WOLLEN“) sowie der Unternehmenskompetenz („KÖNNEN“), also der tatsächlich erreichten Schnittflächen („IST“) verstanden. Im Bild 6 sind diese Zusammenhänge beispielhaft dargestellt. Diesen Zusammenhang in einem Spannungsdreieck aufzuzeigen, erscheint opportun, da diese Differenzen zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer in der Praxis vermutlich nicht vollständig beseitigt werden können (siehe Bild 7). Bild 6: Unternehmerisches Qualitätsverständnis als Schnittflächendarstellung Bild 7: Spannungsdreieck der Qualität zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer Der Begriff Qualität dient häufig als Wertmaßstab, sodass ein Produkt mit hohem Deckungsgrad gemäß Bild 6 auch als Qualitätsprodukt bezeichnet wird. Im technischen Bereich lässt sich die Produktqualität in der Regel objektiv mit messbaren Größen bzw. in Form von Kennzahlen beschreiben. Das hat den Vorteil, dass die Qualität durch Übereinstimmung von SOLL und IST mittels Erfüllung von Spezifikationen oder Vorgaben überprüft werden kann. Eine bereichs- bzw. prozessübergreifende Betrachtung ist notwendig, um in Summe ein Qualitätsprodukt Straße zu erhalten. Nur wenn alle an der Produktentstehung beteiligten Prozesse eine hinreichende Qualität aufweisen, entsteht ein Qualitätsprodukt. Hierfür ist ein systemisches Vorgehen im Sinne eines ganzheitlichen Qualitätsmanagements notwendig, das die Kontrolle, Steuerung oder Regelung aller hierzu erforderlichen Vorgänge beinhaltet. Im Zusammenhang mit der Produktqualität einer Straße ist neben der Betrachtung der einzelnen Prozesse eine prozessübergreifende Betrachtung – über einen Lebenszyklus hinweg und darüber hinaus – notwendig. Auch für die Erreichung von Zielvorgaben im Sinne einer nationalen Nachhaltigkeitsstrategie, der nachhaltigen Entwicklung im Straßenbau ist eine Steuerung oder Regelung unumgänglich. Hinsichtlich der richtigen Einordnung der Begriffe Steuerung und Regelung sei angemerkt, dass diese keine Synonymie aufweisen. Gemäß den DIN IEC 60050-35, 2014 gelten folgende Kennzeichen.
Die Unterschiede zwischen „Steuern“ und „Regeln“ lassen sich sehr gut am Beispiel Backofen aufzeigen. Wie im Bild 8 ersichtlich, lässt sich die Herdplatte lediglich steuern, das bedeutet, die Platte ist je nach Schaltzustand heiß oder kalt. Die Temperatur des Backofens lässt sich hingegen regeln, das bedeutet, die Zieleingabe bzw. -temperatur (z. B. 200 °C) wird mithilfe eines geschlossenen Wirkungsablaufs erreicht. Bild 8: Beispieldarstellung gemäß zur Begriffserläuterung „Steuer“ und „Regeln“ (Quelle: www.4teachers.de, Zeichnung wurde modifiziert) Bild 9: Schematischer Ablauf der DMAIC-Methode Für die oben beschriebenen komplexen Aufgaben/Herausforderungen erscheint demnach die heuristische Methode Versuch und Irrtum (Trial and Error) als Werkzeug zur Problemlösung ungeeignet. In vielen Großunternehmen wird für die Prozessentwicklung und -neuentwicklung die sogenannte Six Sigma oder die DMAIC-Methode verwendet. Letztere soll im Zusammenhang mit dem Nachhaltigkeit-/Qualitätsgedanken im Straßenbau betrachtet werden. So bedeutet DMAIC:
Die Autobahnen und Bundesstraßen zählen zur Straßeninfrastruktur und sind gemäß § 1 Absatz 1 FStrG für den weiträumigen Verkehr bestimmt. Dabei erfüllt die Straße den Zweck, den stetig wachsenden Bedarf an Mobilität ihrer Nutzer zu stillen. Hierzu zählen im Bereich der Fernstraßen der motorisierte Verkehr zum Transport von Personen und Gütern. Demnach ist es mehr als legitim, die Anforderungen zum einen aus Sicht des Nutzers an die Straße zu betrachten und hieraus die Qualitätsansprüche einer Straße zu definieren. Zum anderen sind die Anforderungen des Betreibers – in erster Linie der deutsche Staat als finanzieller Träger der Straßenbaulast – zu beachten. In Anlehnung an die DMAIC-Methode sind hierfür das Definieren relevanter Kenngrößen x und das Messen geeigneter Qualitätsmerkmale y notwendig. Um im Ergebnis eine objektive Bewertung der Straßeninfrastruktur insbesondere des Straßenoberbaus zu ermöglichen, ist die Verwendung inhärenter Merkmale erforderlich. 5 Status quoDas allgemeine Interesse des Nutzers liegt in den Gebrauchseigenschaften einer Straße, zu denen neben diversen Oberflächeneigenschaften auch die Verfügbarkeit zählt. Als Basis werden langlebige und erhaltungsarme Oberbaukonstruktionen, die den Belastungen aus Verkehr und Witterung widerstehen, benötigt. Seit vielen Jahrzehnten werden solche Oberbauten nach den „ Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen“ (RStO) ausgewählt. Insbesondere legen die (RStO) Schichtenfolgen und -dicken zugrunde, die sich in der Vergangenheit als praktikabel erwiesen haben. Die Schichtdicken sind dabei grob nach Schwerverkehrsbelastungen abgestuft. Andere bedeutende Einflüsse auf die Langlebigkeit sind nur schwach bis gar nicht erfasst. Beim Aufstellen von Ausschreibungs- und Vergabeunterlagen stehen die „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton“ (ZTV Beton-StB) im Mittelpunkt, deren bauvertragliche Regelungen auf den (RStO) basieren. Der bisherige Erfahrungshintergrund mit der Betonbauweise erstreckt sich über mehrere Jahrzehnte. Eine umfassende Quantifizierung der Qualität von Straßenoberbauten – z. B. hinsichtlich der Nutzungsdauer – stellt jedoch nicht den Standard dar. Aus diesem Grund wurde eine Analyse an 91 ehemaligen Baulosen in Betonbauweise (nach RStO gebaut und abgenommen) vorgenommen. Das Bild 10 zeigt die formale statistische Auswertung. Das Ende der Lebensdauer eines Bauloses wird bei 10 % Ausfallrate angesetzt, die nach einer bestimmten Nutzungsdauer erreicht oder die mithilfe des Substanzbewertungsverfahrens prognostiziert wurde. Ab einer Ausfallrate von 10 % ist bei Autobahnen davon ausgehen, dass der wirtschaftliche Nutzungsausfallzeitpunkt erreicht ist bzw. kurz bevorsteht. Nach diesem Zeitpunkt ist eine grundhafte Erneuerung gegenüber dem erforderlichen Einzelerhaltungsaufwand wirtschaftlicher. Bild 10: gekaufte Lebensdauer von Betonbaulosen nach RStO Die ausgewerteten Baulose in Betonbauweise haben eine mittlere Lebensdauer (Erwartungswert) von ca. 30 Jahren bei funktionsgerechter Nutzbarkeit. Dies entspricht der nach RStO vorgesehenen normativen Nutzungsdauer. Das ist im Bauweisenvergleich ein sehr gutes Ergebnis. Andererseits zeigt die Statistik auch, dass 50 % der Baulose die geplante Nutzungsdauer nicht erreichen, andere wiederum halten deutlich länger. Die bisher angewendete Methode des „Standardisierten Oberbaus“ (RStO) kommt offensichtlich an ihre Grenzen, wenn für jedes Baulos eine definierte Lebensdauer präzise erreicht werden soll. Dies ist jedoch für eine Nachhaltigkeitsbetrachtung und systematische Prozesssteuerung oder -regelung unabdingbar. Modernere Planungsmethoden basieren auf den Verfahren der rechnerischen Dimensionierung. Dabei werden die Belastungen aus Verkehr und Witterung genauer ermittelt und den Berechnungen in jedem Einzelfall zugrunde gelegt. Die rechnerische Dimensionierung berücksichtigt auch die Plattengeometrien exakter, ebenso die Art der Unterlage, die Anker und Dübel sowie die Betonqualität in Form der Spaltzugfestigkeit. Das Dimensionierungsverfahren ist im deutschen Regelwerk als (RDO Beton) seit 2009 verankert. Baulose, die nach den „Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung von Betondecken im Oberbau von Verkehrsflächen“ (RDO Beton) dimensioniert wurden, werden die Verteilungskurve der Lebensdauer nicht nur nach rechts verschieben, sondern auch „enger“ im Sinne einer geringeren Schwankungsbreite machen. Damit wird primär der Wirtschaftlichkeitsgedanke als Teilaspekt der Nachhaltigkeit bedient, in dem Über- aber vor allem Unterdimensionierungen vermieden werden. Dass Verfahren der rechnerischen Dimensionierung ist in der Planungsphase ein probates Mittel, Lebensdauern deutlich präziser prognostizieren zu können. Allerdings sind in dieser Phase gewisse Sicherheiten erforderlich, um die Schwankungen in der darauffolgenden Produktionsphase (Bauphase) zu berücksichtigen. Das Verfahren zur Bewertung und Prognose der strukturellen Substanz ist ein logischer Folgeschritt. Hierbei werden abschnittsweise Substanzzustandsgrößen ermittelt, um die tatsächlichen Werte und deren Streuung auszuwerten. Die Berechnungsmethoden basieren auf den gleichen Grundlagen wie bei der rechnerischen Dimensionierung, jedoch mit höherer Aussagekraft. Damit können nicht nur gute Prognosen zur Restnutzungsdauer aufgestellt werden, sondern auch eine Rückkopplung zur rechnerischen Dimensionierung, um diese Verfahren weiter zu verbessern. Für das Verfahren wird momentan ebenfalls ein Regelwerk (RSO Beton) erarbeitet. Für den Nutzer stehen die Fahrbahnoberfläche bzw. deren Gebrauchseigenschaften (Performance) im Vordergrund. Hinzu kommen die sich ändernden Randbedingungen (z. B. infolge Klimaschutz, Lärmschutz) die auf unterschiedliche Weise bewirken, dass sich die Anforderungen an Eigenschaften bzw. Performances von Straßenoberflächen stets erhöhen. In diesem Zusammenhang wird deutlich, dass das bisher praktizierte ingenieurtechnische Vorgehen, hinsichtlich der Neu- und Weiterentwicklung von Bauweisen, dieser Tatsache nicht gerecht wird. Hinzu kommt, dass auch der Oberfläche in den straßenbautechnischen Regelwerken nicht die dementsprechend erforderliche Aufmerksamkeit/Priorität beigemessen wird. Mit Bezug auf die steigenden Anforderungen an die Oberfläche oder deren Qualität ist festzuhalten, dass die straßenbautechnischen Regelwerke in diesen Punkten Defizite aufweisen. So werden beispielsweise in den (ZTV Beton-StB) nur für die Griffigkeit und Ebenheit direkte Anforderungen im Rahmen der bauvertraglichen Abwicklung gestellt und überprüft. Eine objektive Beurteilung bzw. Quantifizierung der Qualität ist somit nur stark eingeschränkt möglich. Im Betonstraßenbau wird daher seit einigen Jahren der Ansatz verfolgt, die Oberfläche mit einer Schlüsselfunktion zu besetzen bzw. diese einer performanceorientierten Betrachtung zu unterziehen. Da der Reifen das Fahrzeug und somit den Nutzer mit der Straße verbindet, wurden in einem ersten Schritt die drei Kriterien des Reifenlabels:
als mögliche Merkmale aufgegriffen (siehe Bild 11). Obwohl diese auch im Straßenbau betrachtet werden, sind die Kenngrößen nicht direkt miteinander vergleichbar. Eine abgestimmte Operationalisierung in Richtung Reifen und Straße ist daher nur bedingt möglich und sollte künftig verbessert werden. Das aktuell gültige Regelwerk des Straßenbaus beachtet derzeit die Merkmale Griffigkeit und Ebenheit, die auch bauvertraglich geschuldete Leistungen darstellen. Das Rollgeräusch bzw. der Geräuschpegel wird aktuell nicht im oben angeführten Sinne betrachtet, sondern pauschal über einen Korrekturwert für Straßenoberflächen (DSD) bewertet. Dieser ist den verschiedenen Fahrbahnoberflächen fest zugeordnet. Gemäß den „Richtlinien für Lärmschutz an Straßen“ (RLS-19) beachtet der Korrekturwert den Einfluss der Straßenoberfläche auf den sogenannten Mittelungspegel. Das Merkmal Rollwiderstand wird derzeit nicht verfolgt, gleichwohl hier eine direkte Verbindung zum Energieverbrauch im Güter- und Personenverkehr auf Straßen besteht. Bild 11: EU-Reifenlabel Bild 12: Fahrbahnoberfläche „Texturgrinding Typ S 2,4 / 2,2“ mit Effizienzklassen der Performanceindizes (Oberflächenlabel) Abschließend ist anzumerken, dass der Straßenbau im Bereich von Bundesfernstraßen historisch über viele Jahrzehnte gewachsen und entsprechend konservativ geprägt ist. Systembedingt findet folglich im Allgemeinen ein verzögertes Reagieren auf neue Gegebenheiten statt. Die Einführung einer neuen Technologie im Regelwerk kann daher Zeiträume von 10 bis 20 Jahre einnehmen. So wird beispielsweise seit 7 Jahren, basierend auf den Erkenntnissen der letzten Jahre, das wichtigste Regelwerk (ZTV Beton-StB) für den Bereich Betonstraßenbau überarbeitet. Nach der Einführung in ein zwei bis zwei Jahren wird dieses theoretisch für ca. 10 Jahre Gültigkeit besitzen. In Anlehnung an die bisherigen Überarbeitungszyklen werden in den Jahren 2023 bis 2033 jene Straßen gebaut, die auf den Erkenntnissen und Forschungsergebnissen der letzten 5 bis 10 Jahre basieren. Setzt man eine Nutzungsdauer von Bild 13: Allgemeine Darstellung der Zeithorizonte im Kontext mit der Erstellung und Gültigkeitsdauer von Regelwerken im Straßenbau, Beispiel (ZTV Beton-StB) Resümierend sind insbesondere im Bereich der Grundlagen Verbesserungen anzustreben, die im Ergebnis ein zielorientiertes Handeln bzw. Reagieren in den ersten beiden Prozessphasen des Lebenszyklus ermöglichen. Hinzu kommt, dass das aktuelle Regelwerk keine systematische Rückmeldung der im Laufe eines Lebenszyklus ermittelten Kennwerte vorsieht und keinem ganzheitlichen performanceorientierten Ansatz folgt. Somit ist die „Steuerung“ oder gar „Regelung“ hinsichtlich einer Optimierung/Weiterentwicklung der Qualität vorhandener Oberbauvarianten nicht möglich. Dementsprechend kann auch nicht auf veränderte globale Zielvorgaben und deren Zielerreichung direkt reagiert werden. Es bleibt die Frage: Wie lassen sich die konventionell verwendeten Systeme an die Herausforderungen des modernen Straßenbaus anpassen, um Straßen im Sinne eines nachhaltigen Handelns weiterentwickeln zu können? 6 Ausgewählte Schritte auf dem Weg zur NachhaltigkeitIm Rahmen der oben angeführten Regelwerksüberarbeitung (ZTV Beton-StB) und der systematischen Weiterentwicklung der Betonbauweise wird angestrebt, diesen Zustand sukzessive zu beseitigen bzw. zu verbessern. So wurden und werden beispielsweise zur Beurteilung der Qualität und Leistungsfähigkeit des Straßenoberbaus – im Rahmen von speziellen Netzuntersuchungen – verschiedene Kenngrößen der Straßenoberfläche, der Konstruktion und der Baustoffe aufgenommen und auf eine mögliche Verwendung im Zusammenhang mit der DMAIC-Methode (Bild 9) getestet. Im Ergebnis soll künftig eine flexible und zielorientierte Ausrichtung der Leistungsfähigkeit/Qualität des Straßenoberbaus mittels eines „Top-down-Modells mit implementierter Schnittstellenkommunikation“ (Wieland, 2019) ermöglicht werden, bei dem die Oberflächenperformance im Vordergrund steht (siehe Bilder 14 und 15). Dabei werden die zur Steuerung herangezogenen Kenngrößen nachfolgend als sogenannten KPI (Key Performance Indicator) bezeichnet. Bild 14: Allgemeines KPI-Modell (Wieland, 2019) Für die Kommunikation in und zwischen den einzelnen Lebenszyklusphasen (LZP) im Kontext mit dem Straßenoberbau ist eine entsprechende Operationalisierung der einzelnen Leistungskennzahlen notwendig. Im Bild 15 wird das oben angeführte KPI-Modell für die Oberflächenperformance Griffigkeit exemplarisch spezifiziert. An dieser Stelle ist anzumerken, dass hier nur jene Kenngrößen aufgeführt sind, die derzeit in der Praxis Anwendung finden bzw. den Stand der Technik abbilden. Bild 15: Exemplarische Darstellung der operationalisierten Oberflächenperformance „Griffigkeit“ mit dem straßenbauspezifischen KPI µSKM für Waschbetonoberflächen (Wieland, 2019) Für die Waschbetonoberfläche, die derzeit den Standard in der Betonbauweise (Bereich BAB) darstellt, lassen sich hieraus folgende wichtige Zusammenhänge ableiten.
Das heißt, die Oberflächentextur kann in der Planungsphase nur über das verwendete Gestein (z. B. Größtkorn, Korngrößenverteilung, SI- und PSV-Wert) beeinflusst werden. In der Herstellungsphase ergibt sich die Textur einbautechnologisch in ihrer Ausprägung und Homogenität durch die Fertigung und durch die beim Ausbürsten erzielte mittlere Profiltiefe. Eine direkte Steuerung oder Regelung des Ausbürstprozesses in Hinblick auf die Oberflächenperformance Griffigkeit mithilfe der Kenngröße MPD ist nur begrenzt möglich. Das liegt im Wesentlichen darin begründet, dass die geometrische Feingestalt (Rauheit) der Oberfläche, die als Primärgröße für die Performances Griffigkeit, Lärmminderung, Sprühfahnenbildung und dem Roll-widerstand gilt, mit dem MPD-Wert nicht hinreichend abgebildet wird. Im Ergebnis ist daher eine gezielte Steuerung der Oberflächentextur bzw. der Oberflächenperformances nur in begrenztem Umfang möglich. Diese Aussage kann im Grundsatz auch auf andere Standard-texturen des Straßenbaus übertragen werden. Für die Qualitätsbewertung von Straßenoberflächen wurde ein erster Modellansatz entwickelt, der hierfür einen sogenannten Effektivitätsindex für Straßenoberflächen (EStrO) generiert (Wieland, 2019; Wieland; Jungen, 2020). Er ist ein Maß für die Gesamtwirksamkeit, welches das Verhältnis von erreichtem Ziel zu definiertem Ziel zum jeweiligen Betrachtungszeitpunkt oder über einen gewählten Zeitraum beschreibt. Das Ziel setzt sich dabei aus den gewählten Einzelzielen zusammen, deren Leistungsgrad aus den Verhältniswerten der inhärenten Merkmale des Objektes bestimmt wird. In diesem ersten Ansatz sind die Performanceeigenschaften der Straßenoberfläche als ein Satz inhärenter Merkmale des Objekts „Oberfläche“ auch im Sinne der DMAIC-Methode zu verstehen. Der Effektivitätsindex erschafft somit ein objektives Beurteilungskriterium, mit dem sich die Qualität visualisieren lässt. Das Bild 17 zeigt an einem frei gewählten Fallbeispiel den entwickelten Modellansatz für die Qualitätsbewertung einer Straßenoberfläche. Hierzu wurden in einem ersten Schritt vier identifizierte Hauptmerkmale (Oberflächenperformances) – mit einem exemplarisch festgelegten Wichtungsanteil – zum Ansatz gebracht (siehe Tabelle 1). Tabelle 1: Exemplarisch gewählte Eingangswerte für die Beispieldarstellung im Bild 17 Die Qualität der Straßenoberfläche hängt auch von anderen Kriterien ab, demnach ist zu prüfen, ob eine Erweiterung des Modells zweckmäßig bzw. zielführend ist. Jeder Performance ist ein zeitlich bezogener Leistungsgrad zugeteilt, der auch Werte > 1 annehmen kann. Als Bewertungszeitpunkte wurden beispielhaft der Anfang und das Ende im Lebenszyklus (LZ) sowie ein Orientierungspunkt in der Mitte festgelegt. Das Bild 17 zeigt die grafische Ergebnisdarstellung. Die vorderste Fläche (Summe aller farbigen Rechteckflächen) der Grafik beschreibt die erzielte Effektivität der Oberfläche zu Beginn des LZ (z. B. direkt nach Herstellung der Fahrbahndecke). Der Flächeninhalt dieser Fläche ist im Vergleich zu jenem der schwarz gerahmten Fläche zu sehen, die einer 100 %-igen Ziel-erreichung entspricht. Flächenanteile – die aus einem Leistungsgrad > 1 resultieren – werden nicht beachtet und sind als Reserve oder unnötiger Überschuss an Qualität zu werten. Die zu evaluierende Oberfläche weist zum Anfangszeitpunkt einen Effektivitätsindex EStrO von 0,92 auf. Die mittlere und hintere Fläche in der Grafik zeigen die zum Betrachtungszeitpunkt (tx,i – im LZ und t1 – Ende des LZ) vorliegenden Effektivitätsindizes. Gemäß dem allgemeinen Wissen, dass sich der jeweilige Leistungsgrad im Zuge der Nutzung ändert, sind hier Szenarien der Ab- und Zunahme dargestellt. Aus der Praxis ist bekannt, dass insbesondere für die Oberflächenperformances Griffigkeit, Ebenheit und Geräuschpegel mit einer Veränderung des Leistungsgrades bzw. des EStrO-Wertes zu rechnen ist. Für die Beschreibung der Effektivität über den gesamten Lebenszyklus wird das entstandene Hüllvolumen zwischen Anfang und Ende des Lebenszyklus (EStrO,ges) ermittelt. Die Approximation der Hüllgeometrie erfolgt dabei unter Berücksichtigung weiterer Stützpunkte und ist somit hinreichend genau bzw. kann als polygonales Objekt beschrieben werden. Das Gesamtvolumen wird letztlich mit Integralen berechnet. Für den im Bild 17 dargestellten Musterfall beträgt EStrO,ges = 0,82. Der Effektivitätsindex gibt keine grundsätzliche Aussage über die Nachhaltigkeit des Straßenoberbaus und ist nicht in Verbindung mit der „Zustandserfassung und -bewertung der Fahrbahnoberflächen von Straßen“ (ZTV ZEB-StB) zu sehen. Der Effektivitätsindex für Straßenoberflächen dient dazu, künftig die Produktqualität über die verschiedenen Lebenszyklusphasen hinweg, konsistent bewerten, vergleichen bzw. steigern zu können. Er stellt für die zielgerichtete Weiterentwicklung des Betonstraßenbaus eine wichtige Ergänzung dar. Bild 16: Gelabelter Reifen auf einer Fahrbahnoberfläche mit Waschbetontextur Bild 17: Ansatz für die gesamtheitliche Bewertung der Qualitätsmerkmale von Straßenoberflächen mittels Effektivitätsindex EStrO (Wieland; Jungen, 2020) Der Effektivitätsindex soll künftig für die systemische Weiter- und Neuentwicklung von Technologien zur Oberflächengestaltung von Fahrbahndecken für Bundesfernstraßen genutzt werden. Dies gilt auch im Zusammenhang mit dem Top-Down-Modell (Wieland, 2019), welches seit einiger Zeit im Betonstraßenbau genutzt wird, um den Gedanken „performanceorientierte Fahrbahnoberflächen mittels Texturgrinding“ in die Praxis umsetzen zu können. In einer analogen Vorgehensweise kann die Darstellung der Qualitätsmerkmale aus Konstruktion und Baustoff erfolgen. In einem ersten Schritt wird hierzu die Betonfahrbahndecke isoliert betrachtet. Grundsätzlich ist die Qualität einer Betonfahrbahn voll gegeben, wenn sie die Anforderungen an die Oberfläche erfüllt und die einzelnen Fahrbahnplatten keine Schäden bzw. Versagenszustände aufweist. Da die Qualität der Oberfläche gesondert betrachtet wird, erfolgt die Bewertung allein über das Merkmal „Ausfallrate“. Im Bild 18 ist der qualitative Verlauf der Ausfallrate von Betonfahrbahndecken beispielhaft dargestellt (Wieland; Villaret et. al, 2017). Diese kann basierend auf dem aktuellen Wissenstand auch prognostiziert werden, so dass die erwartete Effektivität schon nach der Herstellung sowie über den Nutzungszeitraum hinweg dargestellt werden kann. Dabei ist die Qualität der Reziprokwert des Integrals (Flächeninhalt unter der Kurve) der Funktion der Ausfallrate. Wenn am Ende der geplanten (normativen) Nutzungsdauer der betrachtete Streckenabschnitt eine Ausfallrate von 10 % besitzt, wird die Qualität hinsichtlich der strukturellen Substanz 1,0 gesetzt. Bild 18: Modellansatz für die ganzheitliche Bewertung der Materialperformance Beton Bild 19: Entwicklung der Ausfallrate über die Nutzungszeit Wie im Abschnitt 4 (Bild 4) angeführt, kann die Nachhaltigkeit und auch die Produktqualität insbesondere in der Planungs-, Dimensionierungs- und Herstellungsphase beeinflusst werden. Demnach sind schon zu diesem Zeitpunkt entsprechende Kenngrößen (KPI) erforderlich, die gemäß dem Top-Down-Modell und der DMAIC-Methode eine Steuerung der Qualität zulassen bzw. praktisch auch ermöglichen. Aufgrund des Wissenstandes und gemäß dem gültigen Regelwerk (hier RDO Beton und ZTV RDO Beton-StB), kommen als primäre Kenngrößen für den Baustoff die Spaltzugfestigkeit und für die Konstruktion die Deckendicke in Frage. Basierend auf zahlreichen Untersuchungen sowie durchgeführter Parameterstudien mittels FEM hat sich gezeigt, dass beispielsweise für den Baustoff ergänzend noch der E-Modul als auch die Wärmedehnzahl des Betons als derartige Kenngrößen anzuführen sind. Aufgrund fehlender allgemeingültiger Prüfverfahren aber auch, um die Handhabbarkeit des Systems besser überprüfen zu können, bleiben diese vorerst unbeachtet. Auch bei einer Betrachtung der gesamten Oberbaukonstruktion wären noch weitere KPI erforderlich, um beispielsweise die Tragfähigkeit oder die Auflagerungsbedingungen der Fahrbahndecke auf der Unterlage/ Tragschicht beschreiben zu können. Im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung ist letztlich sicher zu stellen, dass die aufgestellten KPI über den gesamten Lebenszyklus hinweg für die Prozess- und Schnittstellenkommunikation geeignet sind. Für einzelne Prozesse können gegebenenfalls zusätzliche Kenngrößen (sekundäre KPI) von Nöten sein, um letztlich Einfluss auf die primären KPI bzw. die Produktqualität nehmen zu können. Mit den oben angeführten primären KPI Deckendicke und Spaltzugfestigkeit wurden in der Praxis schon zahlreiche Erfahrungen in den verschiedenen Lebenszyklusphasen gesammelt. So zeigt die Anwendung in der Herstellungs- und Abnahmephase im Ergebnis, dass die Qualität von Fahrbahndecken – die in konventioneller Vorgehensweise hergestellt worden – stark divergiert (siehe Bild 10). Untersuchungen, die zu einem späteren Zeitpunkt im Lebenszyklus im BAB Netz erfolgten und mit einer umfangreichen Beprobung einhergingen, bestätigten diese Ergebnisse in ihrer Aussage. Sie haben aber gezeigt, dass eine durchgängige und widerspruchsfreie Anwendung auch im Sinne des Systems „Steuerung der Qualität“ möglich ist. Zudem erfolgte eine vor- als auch rückwärts gerichtete Verwertung im Lebenszyklus. Demnach dienten die ermittelten Werte der Spaltzugfestigkeit u. a. zur Berechnung der Restnutzungsdauer im Kontext mit der Erhaltungsplanung als auch zur Erfahrungssammlung im Kontext mit der Ableitung einer Anforderung für das künftige Regelwerk. Die Darstellung im Bild 20 zeigt exemplarisch den Informationsfluss bzw. die Kommunikationsrichtungen zwischen den Phasen als auch über den Lebenszyklus hinweg. Zudem wird aufgezeigt, dass für den ganzheitlichen Ansatz eine zentrale Sammlung und Analyse dieser Werte erfolgen muss. Bild 20: Schematische Darstellung der Kommunikationsrichtungen primärer KPI innerhalb des Lebenszyklus Mit Hilfe der RDO Beton lassen sich diese Kenngrößen gegenwärtig in der Planungs- und Ausschreibungsphase verankern und durch die Vereinbarung der neuen ZTV RDO Beton-StB bauvertraglich umsetzen. Damit sind die Grundlagen für eine signifikante Verbesserung der Qualität in diesen Phasen gelegt. Die Qualitätsverbesserung ist in erster Linie in einer geringeren Streuung der Kenngrößen zu sehen, wodurch Unterdimensionierungen (Ressourcenverschwendung durch vorzeitiges Versagen) und Überdimensionierungen (gegebenenfalls Ressourcenverschwendung, wenn z. B. die Tragschicht eine kürzere Lebensdauer hat als die Betondecke) vermieden werden. Also wäre es wünschenswert, die Betondecke beispielsweise für 30 bis 40 Jahre zu konzipieren und die Tragschicht in ihrer Nutzungsdauer so abzustimmen, dass diese entweder genauso lang oder doppelt so lang hält. In der Bauausführungsphase sollte der Qualitätsgedanke im Vordergrund stehen. Dazu sind besondere Anstrengungen der Auftragnehmer erforderlich, um die Schnittmenge zwischen „sollen“, „wollen“ und „können“ zu erhöhen (Bild 6). Für die gezielte Erreichung der KPI in einem gewünschten Konfidenzbereich sollten daher monetäre Anreize geschaffen werden, da dies dem allgemeinen Interesse hinsichtlich der Nachhaltigkeit dient. Eine ganze Reihe von ehemaligen Autobahnbaulosen wurde bereits einer Substanzbewertung unterzogen, um den benötigten Erfahrungshintergrund aufzubauen. Auch bei einem Teil neu gebauter Abschnitte wurden die relevanten Eingangsgrößen als Startwerte ermittelt. Für eine strategische Netzbewertung ist jedoch die Untersuchung aller Abschnitte im Netz erforderlich, die Aussagen über den Zeitpunkt der zu erwartenden grundhaften Erneuerungen geben können. 7 ZusammenfassungDeutschland verfolgt eine nationale Nachhaltigkeitsstrategie, die eine nachhaltige Entwicklung in definierten Bereichen anstrebt und über Schlüsselindikatoren identifiziert. Für das Ziel einer systematischen Adaption der Wirkungsebene Straßen- bzw. Betonstraßenbaus, sind dabei die Nachhaltigkeitspostulate Luftbelastung, Ressourcenschonung und Mobilität von besonderem Interesse. In diesem Beitrag wird über den wissenschaftlichen Stand im Bereich des Betonstraßenbaus berichtet und mögliche Wege und Praxistools beschrieben. Nachhaltigkeitskonzepte im Straßenbau gründen zwangsläufig auf der „Technischen Qualität“ und der „Prozessqualität“, da ohne sie eine Steuerung der Nachhaltigkeitsaspekte Soziales, Ökonomie und Ökologie nicht möglich ist. Die Nachhaltigkeitskonzepte können im Straßenbau nur unter Berücksichtigung der Zeitdimension integriert werden, da eine Abbildung der Lebenszyklen gemäß dem „Cradle to Cradle Prinzip“ inklusive wichtiger Lebenszyklus- bzw. Prozessphasen erfolgen muss. Nur in den Lebenszyklusphasen Planung/Dimensionierung und Herstellung kann eine signifikante Beeinflussung der Nachhaltigkeit erfolgen. Aus ingenieurtechnischer Sicht muss ins-besondere der Nachhaltigkeitsaspekt „Qualität“ verfolgt werden, da nur so auf veränderte Wichtungen der Nachhaltigkeitsaspekte Ökonomie – Ökologie – Soziologie reagiert werden kann. Eine objektive Beschreibung und Bewertung der Qualität/Produktqualität ist zwingend erforderlich, da das Qualitätsverständnis zwischen Auftraggeber („SOLL“) und Auftragnehmer („WOLLEN“ und „KÖNNEN“) systembedingte Diskrepanzen aufweist. Im technischen Bereich wird dies mit messbaren Größen bzw. in Form von Kennzahlen ermöglicht, so dass die Qualität durch Übereinstimmung von SOLL und IST mittels Erfüllung von Spezifikationen oder Vorgaben überprüft werden kann. Dabei sind alle an der Produktentstehung beteiligten Prozesse einzubeziehen. In Anlehnung an die DMAIC-Methode können Steuerung und Regelung der Prozesse so erfolgen, dass die übergeordneten und prozessbezogenen Anforderungen sowie Ziele erreicht werden. Die dafür erforderlichen Kenngrößen und Qualitätsmerkmale wurden aus den Anforderungen des Straßennutzers und des Betreibers abgeleitet. Bezogen auf die Straßeninfrastruktur bzw. den Straßenoberbau stehen demnach die Oberflächeneigenschaften und die Verfügbarkeit im Fokus. Es muss ein Lösungsansatz verfolgt werden, bei dem neben der Oberflächenqualität, die Langlebigkeit und die Erhaltungsarmut von Oberbaukonstruktionen im Vordergrund stehen. Die Ergebnisse durchgeführter Untersuchungen an BAB zeigen jedoch, dass die in den letzten Jahrzehnten verwendete Vorgehensweise des Straßenbaus Defizite aufweist. 50 Prozent aller gemäß dem aktuellen Regelwerk hergestellten Fahrbahndecken erreichen die theoretisch angesetzte Lebens-/Nutzungsdauer von 30 Jahren nicht und weisen somit eine unzureichende Produktqualität auf. Auch in der Entwicklung der technischen Regelwerke ist ein Paradigmenwechsel notwendig, um die notwendige Dynamik und Anpassungsfähigkeit an gegenwärtige sowie künftige Herausforderungen zu gewährleisten. Seit einigen Jahren wird in Theorie und Praxis daher ein neuer Weg verfolgt, der davon ausgeht, dass die Straßenoberfläche eine Schlüsselrolle einnimmt. Der Ansatz des Top-Down-Modells geht davon aus, dass primär die Anforderung an die Oberfläche zu erfüllen ist und der Baustoff und später die Konstruktion, aus den Anforderungen (Lastenheft) der Oberfläche abzuleiten sind. Dabei baut er auf bestehende Teillösungen auf, die bereits als technische Regelwerke für den Straßenbau vorliegen. Zur Beurteilung der Qualität und Leistungsfähigkeit der Straßenoberfläche bzw. des -oberbaus wurden entsprechende inhärente Merkmale abgeleitet. Zudem konnten im Rahmen von speziellen Netzuntersuchungen relevante Kenngrößen erörtert werden, die im Zusammenhang mit der DMAIC-Methode eine Steuerung der Leistungsfähigkeit/Qualität des Straßenoberbaus ermöglichen sollen. Außerdem können diese KPI (Key Performance Indicator) zur transparenten Kommunikation über den gesamten Lebenszyklus hinweg oder auch für die Schnittstellen zwischen benachbarten Lebenszyklusphasen oder Prozessen verwendet werden. Für die Bewertung der Produktqualität im Sinne des Nutzers und des Betreibers wurde ein Grundmodell entwickelt, dass eine ganzheitliche und objektive Bewertung zu einem beliebigen Zeitpunkt im Lebenszyklus aber auch über den gesamten Lebenszyklus hinweg ermöglicht. Aktuell kann damit die Qualität der Fahrbahnoberfläche und der Substanz (Baustoff – Konstruktion) dargestellt/bewertet werden. Im Ergebnis wird die erreichte Effektivität der hergestellten Betonfahrbahndecke als Zahlenwert zwischen 0 und 1 abgebildet. Somit lassen sich Defizite und Überschüsse in Bezug auf die Produktqualität aufzeigen. Ferner ist eine weiterführende Verwendung im Sinne einer objektiven Nachhaltigkeitsbewertung in der Wirkungsebene Straßenbau (hier Betonstraßenbau) als auch in übergeordneten Wirkungsebenen möglich. 8 AusblickMit den beschriebenen Ansätzen und Werkzeugtools gilt es nunmehr, künftig eine schnelle Weiterentwicklung des traditionellen Betonstraßenbaus sowie bestehender Technologien wie beispielsweise das „Texturgrinding“ (insbesondere Texturtyp A) sicher zu erzielen aber auch neue Oberbausysteme (z. B. Hybridbauweise, insbesondere Vertikalhybrid) zu entwickeln. Dabei können die Ziele – allen Anforderungen an den Straßenoberbau gerecht zu werden und insbesondere die Nutzungsdauer von Straßenkonstruktionen zu optimieren – erreicht werden. Vielmehr sollte der neu eingeschlagene Weg jedoch dafür genutzt werden, die Umsetzung der im Rahmen der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie fixierten Ziele im Wirkungsbereich Straßenbau zu unterstützen. Es gilt entsprechend das Ziel, die Indikatorenbereiche
zu bedienen. Da der Mobilität die Indikatoren „Endenergieverbrauch“ im Güter- und Personenverkehr zugeschrieben sind, erlangen diese im Kontext mit der im Artikel vorgestellten Vorgehensweise eine Sonderstellung. Als Zielstellung für diese Indikatoren wurde ein Zielkorridor von jeweils minus 15 bis minus 20 Prozent bis zum Jahre 2030 fixiert. An dieser Stelle kann der Straßenbau einen signifikanten Betrag leisten. So kann zum einen durch die Erhöhung der Produktqualität die Verfügbarkeit gesteigert und das Stauaufkommen minimiert werden. Zum anderen kann die Oberflächenperformance „Rollwiderstand“ von Straßen gezielt verbessert werden. Weitere Möglichkeiten bestehen darin, durch die allgemeine Erhöhung der Produktqualität von Betonfahrbahndecken Ressourcen zu schonen. Oder den lebenszyklusübergreifenden Gedanken in die Planung und Dimensionierung bzw. dieser in den zugehörigen Regelwerken zu verankern. So sollte beispielsweise schon bei der Konzipierung des Oberbaus auf die Rückbaufähigkeit, Recyclingfähigkeit oder Wiederverwendbarkeit geachtet werden. Gemäß dem Ausspruch von Alexander Graham Bell: „Geh nicht immer auf dem vorgezeichneten Weg, der nur dahin führt, wo andere bereits gegangen sind.“ gilt es den Mut aufzubringen, neue Wege zu beschreiten. Literaturverzeichnis
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