Seit der Mitte der achtziger Jahre befassen sich die bautechnischen Arbeitsgruppen der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen schwerpunktmäßig mit der Qualitätssicherung. Der ad-hoc-Ausschuß „Qualitätssicherung“ der Arbeitsgruppe „Asphaltstraßen“ unter Leitung von Dr.-Ing. Urban hat vor etwa vier Jahren der interessierten Fachöffentlichkeit eine fundierte Analyse zum Thema „Qualitätssicherung“ vorgelegt [1]. Ziel einer jeden Qualitätssicherung ist danach neben der Aufrechterhaltung von Verkehrssicherheit und Fahrkomfort sowie der Berücksichtigung von Belangen des Umweltschutzes und der Wirtschaftlichkeit gleichrangig auch die Gewährleistung der Dauerhaftigkeit der Fahrbahnbefestigungen.
Als Dauerhaftigkeit werden der Widerstand gegen Witterungseinflüsse und der Widerstand gegen mechanische Beanspruchungen verstanden. Während sich unter dem Begriff Witterungsbeständigkeit solche Eigenschaften wie Haftverhalten, Durchlässigkeit, Alterungs-, Wasser-, Frost- und Raumbeständigkeit subsummieren lassen, ist der Widerstand gegen mechanische Beanspruchungen am umfassendsten durch den Begriff Festigkeit zu beschreiben (Bild 1). Dabei ist Festigkeit nicht nur als Widerstand gegen das Eintreten eines Trennbruches zu verstehen; vielmehr gehört zur erschöpfenden Definition des Begriffes Festigkeit ganz allgemein auch der Widerstand gegen das Auftreten großer, die Gebrauchstauglichkeit herabsetzender oder gefährdender Verformungen.

Bild 1: Die Dauerhaftigkeit bestimmende Eigenschaften von Asphalten (exemplarisch)

Im Asphaltstraßenbau manifestiert sich Festigkeit folglich als Verformungsbeständigkeit, Rißsicherheit, Ermüdungsresistenz, Verschleißresistenz und Schichtenverbund. Da die Verschleißresistenz mit dem Fortfall der Genehmigung zur Benutzung von Spikes-Reifen an Bedeutung verloren hat und der Schichtenverbund zu den strukturellen und nicht zu den mechanischen Eigenschaften zu zählen ist, sollen beide hier nicht betrachtet werden.
Nun zum Klima: Unter Klima wird die Gesamtheit der meteorologischen Erscheinungen verstanden, die den mittleren Zustand der Atmosphäre an irgendeiner Stelle der Erdoberfläche kennzeichnen [2]. Das Klima ist die Folge physikalischer Vorgänge, die infolge der Bestrahlung der Erde durch die Sonne in deren Lufthülle ausgelöst werden. Zur quantitativen Beschreibung des Klimas dienen im Wesentlichen die Klimaelemente: Globalstrahlung, Lufttemperatur, relative Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und Niederschläge (Bild 2).
Das Klima verursacht einige unmittelbare Auswirkungen. So kann beispielsweise das gleichzeitige Auftreten von Feuchte und Kälte bei Einsatz ungeeigneter Baustoffe oder unzweckmäßigen Schichtenfolgen vorzeitige Zerstörungen von Fahrbahnbefestigungen infolge mangelnder Frostbeständigkeit bewirken. Derartige korrosive und erosive Erscheinungen sind nicht Gegenstand dieses Beitrages, da sie durch gezielte Auswahl witterungsbeständiger Baustoffe für frostsichere – das heißt, nicht wasserstauende – Strukturen bei sachgerechtem Einbau zuverlässig zu vermeiden sind.

Diese Studie wird sich vielmehr mit dem Einfluß der Asphaltkörpertemperaturen auf die Dauerhaftigkeit von Asphaltstraßen befassen, wobei diese sich bei Kenntnis der erwähnten Klimaelemente unter Zuhilfenahme bekannter Algorithmen mit sehr guter Annäherung an die Wirklichkeit berechnen lassen. Die Asphaltkörpertemperaturen bestimmen zum einen das Stoffverhalten unter Last stehender Asphalte selbst und zum anderen aber auch das Auftreten von Zwängungsspannungen infolge verhinderten thermischen Schrumpfs. Die Asphaltkörpertemperaturen haben damit einen vielfach noch unterschätzten Einfluß auf die Dauerhaftigkeit von Fahrbahnbefestigungen.

Der Fachbeitrag ist im Volltext als PDF verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder, Formeln und Tabellen.