Daten- und risikobasierte Entwicklung innovativer Bauweisen für eine klimaadaptierte Verkehrsinfrastruktur
Inhaltsverzeichnis
Kurzbeschreibung
Motivation
Der Klimawandel ist Realität und verursacht wetterbedingte Naturkatastrophen infolge von Starkregen und Sturzfluten, Überschwemmungen, Stürmen oder auch Dürren und Hitze. Zukünftig ist zudem eine Verschärfung der Risikolage für lokal begrenzte Starkregenereignisse verbunden mit Hochwasserzuständen zu erwarten, die je nach Topographie und Oberflächenbeschaffenheit zu starken Oberflächenabflüssen mit hohen hydraulischen Belastungen (Überflutungen, Überströmungen, Unterspülungen, Kolkbildungen, etc.) auf die straßenbauliche Verkehrsinfrastruktur führen. Im Kontext des Risikomanagements spielt auch die Nutzbarkeit der Verkehrsinfrastruktur vor, während und nach einem Hochwasser- oder Starkregenereignis eine große gesamtgesellschaftliche Rolle (z. B. Gewährleistung von Versorgungs- und Evakuierungswegen im Ereignisfall). Dies spiegelt sich in einer konkreten Resilienz der Verkehrsinfrastruktur gegenüber Naturereignissen dahingehend wider, bestimmten Einwirkungen zu widerstehen bzw. sich diesen anzupassen oder im Nachgang zügig zu regenerieren.
Zielstellung und Methodik
Das Projekt Pave4Climate zielt darauf ab, Methoden und Maßnahmen zum Bau und Erhalt klimaresilienter Straßeninfrastruktur zu entwickeln. Der Fokus liegt auf risikobasierten Anpassungsmaßnahmen gegenüber klimawandelbedingten Extremwetterereignissen wie Hochwasser und Hitze. Durch die Identifikation von Ursache-Wirkungs-Ketten werden klimaangepasste Ertüchtigungsmaßnahmen abgeleitet und risikobasierte priorisierte Streckenabschnitte für Anpassungsmaßnahmen identifiziert. Das Projekt orientiert sich am Stand der Forschung und nutzt Laborexperimente, Simulationen und Künstliche Intelligenz, um komplexe Ursache-Wirkungs-Ketten von Hochwasserschäden zu untersuchen. Zusätzlich werden innovative Baustoffe und Bauweisen entwickelt, die nicht nur die Auswirkungen von Starkregen und Hochwasser minimieren, sondern auch den steigenden Temperaturen infolge des Klimawandels standhalten. Das Vorhaben berücksichtigt den Einfluss des Klimawandels auf Naturkatastrophen und hebt die Bedeutung der Resilienz der Verkehrsinfrastruktur hervor.
Unterziele
- Zusammenstellen von Schadensinformationen zu unterschiedlichen Straßenoberbauten infolge hydraulischer sowie thermischer Belastungen
- Beurteilen der Schadensanfälligkeit unterschiedlicher Straßenaufbauten im physikalischen Laborversuch für die maßgebenden hydraulisch bedingten Schadensprozesse
- Identifikation von Schadensmechanismen und Bewertung der Erosionsbeständigkeit bei Strömungsangriff auf Straßenbaumaterialien
- Risikobewertung für Schadensfälle an der Straßeninfrastruktur unter Beachtung eines übergeordneten Ursache-Wirkungs-Modells
- Aufbau und Anwendung semantischer digitaler Modelle und Erfassung von Straßeninfrastrukturen mit erhöhtem Schadensrisiko unter Verwendung von KI-Techniken
- Konzeption und Bewertung temperaturadaptierter Asphalte und Bauweisen, Identifikation von temperaturbedingten kritischen Beanspruchungszuständen in Betonfahrbahnen
- Bewertung von Straßenaufbauten hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit bei hohen Wassergehalten
- Dimensionierungsvorschläge für klimaadaptive und resiliente Straßeninfrastrukturen; Empfehlungen für die Wahl von Baustoffen und Baustoffgemischen
Medien
© Die Autobahn GmbH
© Ringo Rocha Reboucas
Projektdaten
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Kerninformation |
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Zeitraum |
06/2024 – 05/2027 |
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Art der Finanzierung |
Drittmittel |
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Fördermittelgeber |
Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) |
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TUD Forschungsprofillinien |
Energie, Mobilität und Umwelt › Wasserforschung |
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Ziele für Nachhaltige Entwicklung (SDGs) |
SDG 6 – Sauberes Wasser und sanitäre Einrichtungen SDG 9 – Industrie, Innovation und Infrastruktur SDG 11 – Nachhaltige Städte und Gemeinschaften SDG 13 – Maßnahmen zum Klimaschutz SDG 17 – Partnerschaften zur Erreichung der Ziele |
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Schlagwörter |
Klimaresilienz, Verkehrsinfrastruktur, Modellentwicklung |
Projektleitung
© Andrè Terpe
Professor
NameHerr Prof. Dr.-Ing. Jürgen Stamm
Institutsdirektor, Professur Wasserbau, Bereichssprecher
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Besuchsadresse:
Haus 116, Raum 04-22 August-Bebel-Straße 30
01219 Dresden
Sprechzeiten:
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Projektbearbeitung
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameHerr Dr.-Ing. Ulf Helbig
Leiter Hubert-Engels-Labor
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© Gabriela Nande
Wissenschaftliche Mitarbeiterin
NameFrau Alejandra Gabriela Orozco Nande M.Sc.
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Deutschland
© Ringo Reboucas
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameHerr Ringo Rocha Reboucas M.Sc.
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Projektpartner:innen
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Partner:in |
Typ |
Website |
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Institut für Stadtbauwesen und Straßenbau (ISS), TUD |
Intern |
https://tu-dresden.de/bu/bauingenieurwesen/isb |
Publikationen
Aktuell keine Publikationen vorhanden.
Weitere Informationen
Notfallaktionsplan „Hochwasser-, Starkregen- und Temperaturereignis“ (Datei im Ordner verfügbar).
Förderung
Das Forschungsvorhaben FE 88.0180/2023/IE01 wird gefördert durch die Bundesanstalt für Straßenwesen im Auftrag des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr. Die Verantwortung für den Inhalt liegt allein beim Autor.
