Einführung/Ziele

Dauerhafte Straßenbefestigungen für zukünftige Verkehrsbelastungen Gekoppeltes System Straße - Reifen - Fahrzeug

Straßenverkehrsinfrastrukturen sind eine wesentliche Voraussetzung und ein zentraler Bestand­teil einer wett­bewerbsfähigen und erfolgreichen Industriegesellschaft. Sie stellen zudem einen sehr gro­ßen volkswirtschaftlichen Wert dar.

Während die Entwicklung neuer Fahrzeuge und intelligenter Transportkonzepte in Deutschland vor al­lem von der Industrie vorangetrieben werden, sind aus dem Bereich der Straßenverkehrs­infrastruktur in den letzten Jahrzehnten kaum größere Innovationen bekannt. Dieses De­fizit liegt einerseits an fehlenden Forschungsmitteln, die – anders als bei den vermarktungs­fähigen Produkten des Automobilbaus – nicht von der Industrie, sondern hauptsächlich aus öffentlichen Ressourcen zu leisten sind und anderer­seits an relativ starren Vorschriften, die kaum dazu geeignet sind, die Kreativität und Inno­va­tions­kraft der deutschen Industrie, Ingenieure und Wissenschaftler zu stimulieren.

Diese Umstände haben dazu beigetragen, dass beim Bau und der Erhaltung von Straßenver­kehrsin­fra­­struktur nicht oder nur sehr selten mit den Konzepten und methodischen Ansätzen progressiver In­ge­­nieurdisziplinen gearbeitet wird. Deshalb werden oft unzureichende und wenig dauerhafte Lösungen er­halten. Um dieses Problem zu bewältigen und die Straßeninfrastruktur auf die Anforderungen der Zukunft vorzubereiten, wird ein Paradigmenwechsel bei der Dimensionierung, baulichen Umsetzung und Erhaltung angestrebt, für den die Forschergruppe die wissenschaftlichen Grundlagen erarbeiten soll.

Übergeordnetes Ziel der Forschergruppe ist die Bereitstellung eines gekoppelten ther­mo-me­cha­ni­schen Modells zur umfassenden physikalischen Analyse des Systems Straße-Rei­fen-Fahr­zeug. Mit die­sem Modell kön­nen Straßenbefestigungen und Stra­­ßen­­baumaterialien so optimiert werden, dass die neuen Anfor­derungen mit dem Hauptziel der Dauerhaftigkeit der Struk­turen und Materi­alien vereinbar werden. 

Die wissenschaftliche Basis für diese neuen und qualitativ verbesserten Modellierungsansätze können nur dann entwickelt werden, wenn ein ganz­heitliches Vorgehen durch Kopplung der theoretisch-nu­me­ri­schen und experimentellen Ansätze wie auch ein die Disziplinen übergreifendes eng vernetztes Arbeiten für das ganze System bestehend aus Straße-Reifen-Fahr­zeug entwickelt wird. Durch interdisziplinäres Forschen wird ein vertieftes Verständnis der Physik des Gesamtsystems erzielt und ein Fortschritt im Sinne verbesserter, dadurch dauerhafter und nachhaltiger Strukturen erreicht.

Ziele:

• Erforschung wissenschaftlicher Grundlagen zur Lösung gegenwärtiger und zukünftiger materieller, struktureller und wirtschaftlicher Fragestellungen des konstruktiven Straßenbaus
• Schonung der Energie-, Rohstoff- und Finanzressourcen
• Verständnis der physikalischen Zusammenhänge und Wechselwirkungen des gekoppelten komplexen Systems und seiner Teilsysteme
• umfassende experimentelle und theoretisch-numerische Betrachtung der gekoppelten Vorgänge auf verschiedenen Ebenen (Skalen)
• Beschreibung der Längen- und Zeitskalen übergreifenden Zusammenhänge
• Entwicklung intelligenter Methoden zur Charakterisierung von Belastungsparametern, Oberflächen- und Materialeigenschaften