Dr.-Ing. Markus Clauß
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Dr.-Ing. Markus Clauß
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Professur für Straßenbau
Professur für Straßenbau
Besuchsadresse:
Von-Mises-Bau, Raum E06 Georg-Schumann-Straße 7
01187 Dresden
Publikationen
Abschlussarbeiten
Forschungsprojekte
umfangreiche thermische Simulationen und Dimensionierungsrechnungen
der Einfluss des
Klimawandels auf die Dauerhaftigkeit von Straßenbefestigungen
untersucht.
Die thermischen Zustände innerhalb der Straßenkonstruktion
werden mit Hilfe der Wärmebilanzgleichung
numerisch simuliert. Die projizierten
Klimadaten der REMO-UBA-Simulation für die
Emissionsszenarien A1B, B1 und A2 [Jaco 05]
bilden die klimatischen Eingangsgrößen der
thermischen Simulation. Die Analyse erfolgt an
sieben möglichst charakteristischen Regionen in
Deutschland, für die jeweils die simulationsrelevanten
projizierten Klimadaten in einer zeitlichen
Auflösung von 1 h zur Verfügung standen. Jede
Region entspricht einer Fläche von 67 km x 100
km. Der Untersuchungszeitraum erstreckt sich von
1960 - 2100.
Zusätzlich werden sowohl die thermophysikalischen
Materialeigenschaften wie auch die Befestigungsaufbauten
(Schichtenfolge, Schichtdicken)
variiert.
Aus den thermischen Simulationen erfolgt die
Ableitung der dimensionierungsrelevanten Temperaturbedingungen.
Für die rechnerische Dimensionierung
von Asphaltstraßenbefestigungen werden
diese dimensionierungsrelevanten thermischen
Bedingungen durch vertikale Temperaturverläufe
einschließlich einer zugeordneten
Auftretenswahrscheinlichkeit abgebildet.
Für die rechnerische Dimensionierung von Betonstraßenbefestigungen
können die maßgebenden
Temperaturgradienten aus den thermischen
Bedingungen abgeleitet werden.
Die Auswirkungen klimatischer Veränderungen auf
die Dauerhaftigkeit von Straßenbefestigungen wird
anhand der Ergebnisse umfangreicher Dimensionierungsrechnungen
gemäß den [RDO Asphalt 09]
bzw. den [RDO Beton 09] abgeschätzt.
Es konnte festgestellt werden, dass Asphalt- und
Betonbefestigungen unterschiedlich stark auf die
projizierten Klimaänderungen reagieren. Während
die Dauerhaftigkeit von Betonbefestigungen kaum
durch die Klimaverschiebungen beeinflusst wird,
zeigen sich bei den untersuchten Asphaltbefestigungen
deutliche Abhängigkeiten.
Demnach nimmt die prognostizierte Nutzungsdauer
der untersuchten Asphaltbefestigungsvarianten
innerhalb des Untersuchungszeitraums deutlich
ab. Die Intensität der Nutzungszeitverkürzung ist
dabei abhängig von dem Emissionsszenario, den
thermophysikalischen Materialeigenschaften und
den Bauweisenvarianten (Schichtdicken, Schichtfolgen).
Zusätzlich konnte eine regionale Abhängigkeit
festgestellt werden, die jedoch je nach
Wahl des Emissionsszenarios unterschiedlich
stark ausgeprägt ist.
Anhand der umfangreichen Variationen der Randbedingungen
konnten entsprechende Anpassungsstrategien
detektiert werden. Primär lassen
sich demnach die negativen Auswirkungen klimatischer
Veränderungen hinsichtlich der Dauerhaftigkeit
von Asphaltstraßenbefestigungen durch
Anpassungen der Asphaltpaketdicken teilweise
kompensieren.
Durch die gezielte thermophysikalische Mischgutoptimierung
besteht durchaus ein nicht unerhebliches
Potential, den Auswirkungen künftiger klimatischer
Veränderungen entgegenzuwirken.
Infolge des sehr geringen Einflusses klimatischer
Veränderungen auf die Dauerhaftigkeit von Betonstraßenbefestigungen
besteht nach derzeitigem
Kenntnisstand keine Notwendigkeit entsprechender
Anpassungsstrategien.
- Herr Univ. Prof. Dr.-Ing. habil. Frohmut Wellner
- Herr Dipl.-Ing. Markus Clauß
- Herr Dr.-Ing. Sascha Kayser
- Bundesanstalt für Straßenwesen