Bearbeiter: Nicolai Klein, M.Sc.
Förderer: BASt

Aus Beton hergestellte Fahrbahnbeläge gelten, im Vergleich zur Asphaltbauweise im Allgemeinen als „laute“ Bauweise, was die Verkehrslärmentwicklung anbelangt. Zwar wird mit der Herstellung von Waschbetonfahrbahnbelägen als derzeitige Beton-Regelbauweise eine regulative Pegelminderung um -2 dB(A) gegenüber einer Referenzoberfläche erreicht, einem Vergleich mit dem seit Jahren eingesetzten offenporigen Asphalt mit einer Pegelminderung von -5 dB(A) hält dieser jedoch nicht stand.

Demgegenüber weist die Betonbauweise signifikante Vorteile hinsichtlich ihrer Dauerhaftigkeit und des Lastabtrags auf. Um die Vorteile des Betonstraßenbaus auch in Bereichen nutzen zu können, bei denen ein erhöhtes Maß an Lärmschutz eingehalten werden muss, wurden in den letzten Jahren wiederholt Ansätze zum Bau von offenporigen Betonfahrbahnen gestartet. Zwei Beispiele hierfür stellen eine Versuchsstrecke auf der duraBASt [1] und die PWC-Anlage Silberbach (nahe Ansbach) dar. Bei der Herstellung beider Verkehrsflächen traten jedoch Probleme sowohl im Bereich der Betontechnologie (u.A. eine mangelnde Robustheit der Betonrezeptur) als auch der Prozesstechnik (z.B. die Notwendigkeit des Einsatzes alternativer Einbau- und Verdichtungsmethoden, ursächlich für Verzögerungen in Betoneinbau im Vergleich zur Bauablaufplanung) auf.

Die Erfahrungen bei den ersten Versuchsstrecken führten zur Erkenntnis, dass für die Herstellung dauerhafter offenporiger Betonfahrbahndecken zunächst ein fundamentales Wissen hinsichtlich geeigneter Betonrezepturen als auch hinsichtlich eines Bauablaufprozesses gewonnen werden müssen. Dies war der Ausgangspukt für das hier beschriebene Projekt. Dieses wurde als Kooperationsvorhaben der Arbeitsgruppe Betontechnologie des cbm mit dem Lehrstuhl für Verkehrswegebau durchgeführt. Während das cbm mit der Optimierung der Betonrezeptur betraut war, oblag es dem Lehrstuhl für Verkehrswegebau im Wesentlichen, auf Basis einer umfassenden Literaturstudie ein Konzept für den Bau einer im Projekt geplanten weiteren Versuchstrecke nahe München zu erarbeiten sowie diesen bei der Umsetzung der Maßnahme zu koordinieren.

Im Rahmen der Laboruntersuchungen am cbm wurde, basierend auf einer in den vorherigen Versuchsstrecken eingesetzten Betonrezeptur, durch u. A. den Einsatz alternativer Betonzusatzstoffe eine Verbesserung sowohl der Frisch- als auch der Festbetoneigenschaften erreicht. Es konnte eine Betonrezeptur entwickelt werden, welche im Labor eine ausreichend lange Konsistenzhaltung, bei gleichzeitig ausreichend hohen Festigkeits- und Dauerhaftigkeitseigenschaften aufwies, um die Herstellung einer dauerhaften offenporigen Betonfahrbahndecke zu ermöglichen. Auch der Hohlraumgehalt, als wichtigster Parameter zur Verkehrslärmminderung, lag innerhalb der vom Auftraggeber vorgegebenen Grenzen, sodass eine ausreichende Lärmreduktion bei Verwendung dieser Betonrezeptur zu erwarten war. Unter Praxisbedingungen, wie sie bei der Herstellung der Versuchsstrecke vorlagen, konnten die geplanten Betoneigenschaften jedoch nicht zielsicher erreicht werden, sodass die hergestellte Versuchsstrecke keine ausreichende Dauerhaftigkeit aufwies. Dies hatte vielfältige Gründe.

So ist unklar, ob die geplante Laborrezeptur auf einem Abschnitt der Teststrecke verbaut wurde. Aufgrund von unzureichender Überwachung der Gesteinsfeuchte wurde zu Beginn der Maßnahme fälschlicherweise von feuchter Körnung ausgegangen, wodurch der ohnehin schon geringe w/z-Wert des Betons drastisch gesenkt wurde. Aufgrund der daraus resultierenden trockenen Konsistenz des Betons wurde von Seiten des Auftraggebers sukzessive die Menge an Zugabewasser erhöht. Dies hatte, zusammen mit der im Laufe der Baumaßnahme angepassten Kornfeuchte, im späteren Verlauf der Baustelle einen sehr fließfähigen Zementleim zur Folge, welcher sedimentiert ist und die unteren Bereiche des Betons verschlossen hat. Des Weiteren konnte eine erwähnenswerte Veränderung der Konsistenz während des Transports vom Betonwerk zur Baustelle festgestellt werden, welche vermutlich auf eine Austrocknung aufgrund des Fahrtwinds zurückzuführen ist. Zusätzlich kam es aufgrund technischer Probleme des Mischwerks zu Verzögerungen im Bauablauf. Hierdurch sind Betone teilweise bei Lufttemperaturen von über 30 °C eingebaut worden. Zusätzlich konnte durch eine spätere Bohrkernentnahme festgestellt werden, dass mit der eingesetzten Verdichtungsintensität die gelieferten Betone unterschiedlicher Konsistenz nicht auf die angestrebte Packungsdichte der Gesteinskörnung verdichtet werden konnten.