Fugenlose Tragschicht aus Beton – Nachhaltig, dauerhaft, funktionalisiert (Oberbautyp Beton)

Stetig wachsender Güterverkehr und ansteigende gesellschaftliche Mobilität zeigen der Straßeninfrastruktur in Deutschland die Grenzen auf. In Kombination mit den zunehmenden jahreszeitlichen Temperaturbelastungen verursachen die ausgeprägten Verkehrslasteinwirkungen enorme volkswirtschaftliche und ökologische Schäden. Ein wesentlicher Bestandteil vieler hochbelasteter Straßensysteme ist die Betontragschicht mit Quer- und Längsfugen.

Im Teilprojekt A05 werden multifunktionale, dünne, hochbelastbare und dauerhafte Betontragschichten entwickelt. Zementarme oder zementfreie Betonmatrices mit geringer Umweltwirkung werden mit mineralisch getränkten Carbonfasern (MCF) bewehrt. Die MCF zeichnet sich sowohl durch ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit als auch ihre ausgezeichneten Verbundeigenschaften zu Betonmatrices aus. MCF verfügt über gute elektrische Leitfähigkeit und ist für den Einsatz als sensorische und thermisch aktivierbare Komponente prädestiniert. Die hervorragenden mechanischen Wechselwirkungen zwischen der kontinuierlichen MCF-Bewehrung und den nachhaltigen Betonmatrices führen zu einer feinen, multiplen Rissbildung und erlauben eine fugenlose Bauweise. Die sehr gute elektrische Leitfähigkeit der Carbonfasern ermöglicht die Erkennung von Last- und Feuchtezuständen als auch die thermische Aktivierung der Fahrbahn. Darüber hinaus bietet die gute elektrische Leitfähigkeit der MCF vielfältige Möglichkeiten die Betonfahrbahn sensorisch zu aktivieren und so mit dem Digitalen Zwilling zu vernetzen. Die thermische Aktivierung ermöglicht zudem eisfreie Fahrbahnen und, bei Verwendung von GP-basierten Matrices, eine beschleunigte Festigkeitsentwicklung sowohl der Bewehrung als auch der Betontragschicht.