| Einleitung |
Mensch und Umwelt werden durch den Straßenverkehr zunehmend beeinflusst. Die Themen Emission von Lärm und klimaschädlichen Treibhausgasen stehen daher nicht nur national im Fokus der Gesellschaft. So wurden im Jahr 2013 allein in Deutschland ca. 953 Mio. t CO2-Äquivalente ausgestoßen, davon ca. 158 Mio. t im Sektor Straßenverkehr. Folglich ist dem Treibstoff- bzw. Energieverbrauch von Kraftfahrzeugen in der ökonomischen und ökologischen Gesamtbetrachtung des Straßenverkehrs ein hoher Stellenwert zuzuschreiben. Neben monetären Gründen sind es insbesondere die restriktiveren Emissionsgrenzwerte, die zum Handeln in den entsprechenden Gebieten führen.
Grundsätzlich gilt: Wenn ein Fahrzeug von A nach B bewegt werden soll, sind Widerstände zu bewältigen. Haupteinflussgrößen hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs sind neben dem Fahrzeuggewicht und dem Luftwiderstand, mechanische Kraftübertragungsverluste, der Fahrstil und der Rollwiderstand der einzelnen Reifen. Dieser beträgt ca. 1/3 der gesamten Treibstoffkosten eines Fahrzeugs. Die Bedeutung der Thematik ,,Rollwiderstand" lässt sich beispielweise an der EU-Gesetzgebung (EU-Reifenlabel v. 01.11.2012) für Reifen erkennen, die eine Klassifizierung hinsichtlich Kraftstoffeffizienz (Rollwiderstand), Nasshaftung und externem Rollgeräusch vorschreibt. Es ist belegt, dass durch den Einsatz rollwiderstandsarmer Reifen im Kontext mit einem optimalen Reifendruck ein signifikanter Beitrag zur Kraftstoffeinsparung (ca. 10 %) geleistet werden kann. Der Reifen-Rollwiderstand ist jedoch nur ein Bestandteil des Radwiderstandes, der sich in viele Nebenwiderstände, wie z. B. den Spurfehler oder die Lagerreibung unterteilen lässt. Ein weiterer wesentlicher Punkt ist der Kraftschlussbeiwert, der bei einer Gummireibung maßgeblich von Normalkraft, Berührungsfläche und Abrollgeschwindigkeit abhängt. Aufgrund der Viskoelastizität des Reifens (Feder-/Dämpfereigenschaften) besitzt dieser keine konstante Größe und wird in der Regel in Teilbeiwerte zerlegt. Bezogen auf die Fahrbahnoberfläche sind insbesondere die Komponenten Hysterese und Adhäsion von Bedeutung, die in ihrer Größenordnung maßgeblich durch die Mikro- und Makrorauigkeit der Straßenoberfläche beeinflusst werden. Neben allgemeinen Unebenheiten spielen die Megarauigkeit als auch die Ausprägung und Ausrichtung von Kornspitzen eine wesentliche Rolle. Ergänzend sind die Steifigkeit und das Verformungsverhalten der Straßenkonstruktion anzuführen, da sie u. a. die Größe der im Oberbau auftretenden Verformungsarbeit bei Radüberrollung beeinflussen. Infolge neuer technischer Möglichkeiten lassen sich Oberflächentexturen von Betondecken gezielt gestalten und mit einem hohen Maß an Genauigkeit reproduzierbar herstellen, so dass das Ziel verfolgt werden soll, Fahrbahndecken mit optimalem Rollwiderstand herzustellen. Allgemein kann konstatiert werden, dass Betonfahrbahndecken im Vergleich zu Asphaltbefestigungen eine hohe Steifigkeit und kein thermoplastisches Materialverhalten aufweisen. Zusammenfassend wird folgende Arbeitsthese aufgestellt: Betonfahrbahndecken besitzen im Hinblick auf die Texturierungsmöglichkeiten der Fahrbahnoberfläche und die Steifigkeit des Oberbaus ein sehr hohes Potenzial für eine Optimierung des Rollwiderstandes. Es ist anzunehmen, dass im Vergleich zu konventionellen Fahrbahnbefestigungen durch die Reduktion des Rollwiderstandes Kraftstoffeinsparungen von bis zu 5 % für Kfz und bis zu 10 % für schwere Lkw erzielt werden können. |
