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Straßenbau

Europas größtes Testgelände für Straßenbautechnik

Ohne Straße keine Mobilität - das macht den Straßenbau für unsere Gesellschaft so wichtig. Aktuell baut die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) im Kölner Osten das größte Testgelände für Straßenbau in Europa. Technikjournal war vor Ort und hat erfahren, wie die Straßen von morgen aussehen und was sie können müssen.// von Hannah Weigelt und Vanessa Weinhold

07.07.2017//Alle zwei Meter wird das Baustellenfahrzeug kräftig erschüttert, ein Schlagloch nach dem nächsten macht ein entspanntes Fahren unmöglich. Dazu ist es auch noch heiß. Eine Reifenpanne bei über dreißig Grad, im Normalfall wäre das jetzt eine Katastrophe. Doch zum Glück gehört diese Buckelpiste nicht zu den vielen kaputtgefahrenen Straßen in Deutschland, sondern zu einem Testgelände. Hier am Autobahnkreuz Köln-Ost wird den Spurrillen und Co der Kampf angesagt, denn die sind nicht nur unkomfortabel für den Autofahrer, sondern auch gefährlich. Roman Suthold, ADAC-Verkehrsexperte und Dozent an der Hochschule Bochum erklärt: "Geplatzte Reifen, ein verbogener Felgenrand oder eine beschädigte Karkasse sind häufig die Folge von Rissen und Löchern im Asphalt. Die Unfallgefahr steigt durch solche plötzlichen Geschehnisse enorm." Allerdings sind Fahrbahnschäden nicht nur die Folge einer hohen Verkehrsbelastung, sondern hängen auch mit der Witterung und Fehlern beim Straßenbau zusammen.

Um die Mobilität der Gesellschaft auch zukünftig gewährleisten zu können, hat das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur das Forschungsprogramm "Straße im 21. Jahrhundert" initiiert. So sollen innovative Lösungen für den Straßenbau erarbeitet werden. In diesem Zusammenhang wird aktuell das Demonstrations-, Untersuchungs- und Referenzareal der Bundesanstalt für Straßenwesen - kurz duraBASt - als Referenzstrecke gebaut, um dort realitätsnahe Untersuchungen im Maßstab 1:1 zu ermöglichen. Auf diesem Testgelände können die Tests fernab von Idealbedingungen in Laboren, unter realen Witterungs- und Umweltbedingungen durchgeführt werden.

Noch während der Fahrt zum duraBASt verdeutlicht Bauingenieur Stefan Höller, Projektkoordinator duraBASt, dass "dieses Testgelände europaweit einzigartig ist. Es ist mit der Größe von fünf Fußballfeldern das größte Testareal für Straßenbautechniken". Angekommen an der Baustelle fällt gleich die architektonische Besonderheit des Kreuz Köln-Ost auf. Hier kreuzen sich vier Straßenebenen.

Angekommen am duraBASt fallen die vier Straßenebenen gleich ins Auge. (Foto: Hannah Weigelt)

Angekommen am duraBASt fallen die vier Straßenebenen gleich ins Auge. (Foto: Hannah Weigelt)

Dieser Fakt ist für das Testareal besonders von Vorteil. Die unterschiedlichen Bauten dienen der BASt als Brücke, Tunnel und Straßenfläche, denn das gesamte Areal befindet sich unmittelbar neben der Autobahn 3, auf der zweiten Ebene. Funktional ist es in drei Bereiche aufgeteilt: Referenzstrecke, Untersuchungsgelände und Demonstrationsfläche.

Erprobung von neuen Technologien

Jeder, der die Baustelle betritt, muss eine auffallend orangene Warnweste anziehen, egal wie heiß die Sonne vom Himmel brennt. Und um Sicherheit für den Menschen geht es auch bei der ersten Station auf dem Testgelände. An der Demonstrationsfläche, die zur Präsentation abgeschlossener Neuentwicklungen dient, sind auf den ersten Blick nur meterlange Kabelschächte und eine Wust aus orangenen, grauen und weißen Kabeln zu sehen, die aus dem Asphalt ragen.  Höller erklärt, dass hier eine Pilotanlage zur "Temperierten Straße" errichtet wird. "Mithilfe von Erdwärme soll die Oberfläche einer Straße bei Frost geheizt werden, um Glatteis an Gefahrenstellen wie Brücken oder Tunneleinfahrten zu vermeiden.

Verkabelung für die Sensorik der „Temperierten Straße“ (Foto: Hannah Weigelt)

Verkabelung für die Sensorik der "Temperierten Straße" (Foto: Hannah Weigelt)

Damit dies funktioniert, wird die Oberflächentemperatur des Asphalts mit darunter liegenden Sensoren gemessen. Sinkt die Temperatur unter fünf Grad ab, wird der Straßenbelag mit Hilfe von Geothermie, also der Nutzung von Erdwärme, erhitzt und somit dafür gesorgt, dass erst keine Gefahrenstellen entstehen.

An einer anderen Stelle fungiert das Testareal als Brücke. Höhenangst ist hier nicht angebracht, denn um die kleinen grünen Zapfen zu betrachten, die Sensoren für die "Intelligente Brücke" abdecken, muss man ganz nah an das Geländer herangehen. Durch den stetigen Verkehr auf der danebenliegenden Autobahn, ist es ganz schön wackelig am Rand der Strecke. Die Schwingungen der Straße sind hier besonders stark zu spüren. Deswegen ist diese Stelle auch ein geeigneter Platz für die Sensoren des Pilotprojekts "Intelligente Brücke". Dabei handelt es sich um ein System zur Datenerfassung von Tragfähigkeits- und Dauerhaftigkeitsparametern für die ganzheitliche Bewertung von Brücken. "Die Sensoren sind unmittelbar in die relevanten Bauteile der Brücke eingebaut", beschreibt Höller. "Die Datenübertragung erfolgt online an die BASt, die dann eine Visualisierung der Messergebnisse in Modellen vornehmen kann." Aus den gewonnenen Informationen über die Dehnung, Achslast, Verdrehung und den Materialzustand können Bewertungen des Brückenzustands abgegeben werden.

Permanente Überwachung des Brückenzustandes mit Hilfe von Sensoren. (Foto: Hannah Weigelt)

Permanente Überwachung des Brückenzustands mit Hilfe von Sensoren. (Foto: Hannah Weigelt)

 

Risse und Schlaglöcher bewusst eingebaut

Der stetige Motorenlärm der vorbeifahrenden Autos dröhnt in den Ohren, denn die kleine Lärmschutzwand an der Fahrbahn kann ihn kaum dämmen. Am oberen Ende des Geländes befindet sich die Referenzstrecke, auf der Messfahrzeuge getestet werden, um deren Qualitätserhaltung zu gewährleisten. Überraschenderweise besteht die Referenzstrecke aus Rissen und Schlaglöchern, Spurrinnen und Fahrbahnverformung.

Schlagloecher und Risse stellen reale Strassenverhaeltnisse dar. (Foto: Hannah Weigelt)

Schlaglöcher und Risse stellen reale Straßenverhältnisse dar. (Foto: Hannah Weigelt)

"Für uns war es besonders schwierig realitätsgetreue Schlaglöcher zu bauen, denn dies widerstrebt unserem grundsätzlichen Auftrag", bedauert Höller. "Es war aber zwingend notwendig, denn nur durch Unebenheiten und Schäden weist die Strecke Merkmale einer realen Straßenoberfläche auf."

In ganz Deutschland erfassen Messfahrzeuge in regelmäßigen Zyklen den Zustand von Fahrbahnoberflächen. Um die Eichung der sensiblen Messtechnik möglichst real durchführen zu können, bietet der Referenzabschnitt verschiedenste Oberflächeneigenschaften in Bezug auf die Ebenheit, Griffigkeit und Textur. Dies ermöglicht eine genaue Kalibrierung der Messgeräte, damit sie im Einsatz allen Straßengegebenheiten standhalten können.

Auf dieser Wank Strecke werden Messfahrzeuge mit Hilfe von Unebenheiten und unterschiedlichen Neigungen der Straße kalibriert. (Foto: Hannah Weigelt)

Auf dieser Wank Strecke werden Messfahrzeuge mit Hilfe von Unebenheiten und unterschiedlichen Neigungen der Straße kalibriert. (Foto: Hannah Weigelt)

Ein Spielplatz für Wagemutige

Bei dem weiteren Rundgang über das große Gelände steigt der Geruch von frischem Asphalt in die Nase. Der tiefschwarze Belag der neugebauten und noch unbenutzten Untersuchungsflächen glänzt regelrecht in der Sonne. Auf diesem Untersuchungsgelände können Projekte und Ideen realitätsnah erprobt werden und auf ihre Einsatztauglichkeit getestet werden. "Dies ist unsere Spielwiese. Hier kann man sich mal etwas trauen und testen, ohne dass es große Folgen mit sich trägt", schwärmt der Projektkoordinator. Insgesamt sechs Untersuchungsflächen mit je 100 Metern Länge ermöglichen es, neu entwickelte Baustoffe, Bauweisen und -verfahren, sowie Sensoren zur Zustandsüberwachung zu testen. Auch zukünftige Projekte finden hier einen Platz, um ausgiebig auf Herz und Nieren geprüft zu werden. Die Untersuchungsflächen können von der Industrie, der Verwaltung und der Forschung gleichermaßen genutzt werden und dienen nicht ausschließlich der BASt als Testgelände.

Einengung durch das Straßenbauregelwerk

Unter, neben und über dem Testgelände fahren die Autos im Sekundentakt vorbei, ohne zu bemerken, was für Ideen und Innovationen sich auf diesem abgetrennten Bereich verbergen.
Bleibt die Frage, weshalb ein so großes, aufwendiges und teures Areal nötig ist, denn das Straßennetz bietet dieselben Gegebenheiten. Verkehrsexperte Roman Suthold erklärt: "In Deutschland ist die Weiterentwicklung der Straßenbautechniken durch viele Vorschriften gebremst." Um Ideen und Neuheiten im Straßenbau einzusetzen, müssten in Deutschland eine Vielzahl an Vorschriften beachtet werden und neue Richtlinien geschaffen werden. Dies sei oftmals ein Prozess von über 20 Jahren, der in anderen EU-Ländern  nicht notwendig sei. "Unsere niederländischen Nachbarn sind viel innovativer. Wenn es dort ein gutes Projekt gibt, dann bauen sie einfach Testareale im regulären Straßenbetrieb mit ein", erklärt Suthold. So wurde im nordholländischen Krommenie beispielsweise der erste Fahrradweg aus Solarmodulen gebaut, die sogenannte SolaRoad. Zu Beginn war der Weg lediglich eine 70 Meter lange Teststrecke, mit der Option diesen zu erweitern, sollten die gewünschten Ergebnisse erreicht werden. 

Suthold resümiert: "Mit einem Testgelände wie duraBASt können viele Richtlinien umgangen werden, um unter realen Bedingungen zu forschen und testen. Das ist wichtig, um im Vergleich zu unseren Nachbarländern aufzuholen." Die gewonnenen Forschungsergebnisse auf dem Testareal könnten beweisen, dass sie dem hohen Sicherheitsbedürfnis genügen und Verbesserungen zu den bisherigen Standards böten. Auf diese Weise beschleunigen sie den Richtlinienprozess zur Umsetzung im Straßennetz maßgeblich. 

Bidlergalerie Fotos: Foto: Hannah Weigelt

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Die Autoren

  

Hannah Weigelt & Vanessa Weinhold

duraBASt

Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurde 1951 gegründet und ist die praxisorientierte, technisch-wissenschaftliche Forschungseinrichtung des Bundes im Bereich Straßenwesen. Ihre Aufgabe ist es, die Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass die Straßen in Deutschland den aktuellen und den zukünftigen Herausforderungen standhalten können. Dafür betreibt die BASt zahlreiche Projekte, Teststände und Referenzstrecken in ganz Deutschland. 

Straße im 21. Jahrhundert

"Straße im 21.Jahrhundert" ist ein innovatives Forschungsprogramm des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung und der Bundesanstalt für Straßenwesen, das dabei helfen soll, die Straße im Sinne des Gemeinwohls funktional weiterzuentwickeln.

Weitere Informationen zum Forschungsprogramm finden Sie hier.