Smart Minerals GmbH

Optimierter Verkehrsflächenbeton für den innerstädtischen Bereich - Stadtverkehrsflächen

Das Forschungsprojekt "Optimierter Verkehrsflächenbeton für den innerstädtischen Bereich" beschäftigte sich mit Möglichkeiten zur Reduktion der Oberflächentemperaturen in Relation des gewählten Straßenoberbaus. Charakteristisch für diese Flächen sind ein hoher Anteil von Schwerverkehr, eine vielseitige Nutzung und beengte Platzverhältnisse. Ein bisher wenig beachtetes Phänomen im urbanen Verkehrsraum ist dabei die Ausprägung von urbanen Wärmeinseln, den sogenannten "Heat Islands". Da Straßen etwa einen Anteil von 10 % der Gesamtfläche einer Stadt in Anspruch nehmen, können hier effiziente, langfristige Maßnahmen gesetzt werden. Ein Ziel des Projektes war, dass schon bei der Planung Baustoffe mit geeigneten Oberflächenhelligkeiten ausgewählt werden. Da ein kompletter Tausch des gesamten Fahrbahnaufbaues in vielen Fällen nicht sinnvoll ist, wurden Untersuchungen für die Ausführung der White-Topping-Bauweise (Einbringen einer dünnen Betonschichte auf die bestehende Asphaltkonstruktion) durchgeführt. Der Einsatz dieser Baumethode ermöglicht neben einem höheren Reflexionsvermögen auch die Erhöhung der Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit der Straßenkonstruktion.

Zur Durchführung der Untersuchungen wurden in Wien sechs unterschiedliche Versuchsfelder mit Abmessungen von je 8 x 8 m samt zugehörigem Unterbau hergestellt. Als Flächen wurden die Aufbauten White-Topping mit Weißzement, White-Topping mit Weißpigment, White-Topping mit Normalzement, eine herkömmliche Betondecke, eine herkömmliche Asphaltfahrbahn sowie ein Gussasphalt für den Gehsteigbereich gewählt.

Eine spezielle Herausforderung stellt das System White-Topping dar, da in Österreich diesbezüglich nur sehr wenige Erfahrungen vorliegen. Die Herstellung dieser Versuchsfelder White-Topping erfolgte grundsätzlich in zwei Schritten. Als erster Schritt wurde der Unterbau inkl. Asphaltschichte eingebaut. Nach der Oberflächenprofilierung erfolgte das Einbringen des Aufbetons für das System White-Topping. Ein wesentliches Kriterium der Untersuchungen war, eine Festlegung hinsichtlich der erforderlichen Oberflächen- und Verbundeigenschaften zu definieren. Es zeigte sich, dass erwartungsgemäß die unbehandelten Oberflächen die geringsten und die längs und quer gefrästen Oberflächen die höchsten Verbundkennwerte liefern. Durch die Ergebnisse war es möglich, praxisrelevante Anforderungen für eine zukünftige Ausführung von White-Topping Flächen zu liefern.

Um die Auswirkungen der unterschiedlichen Oberflächen auf das Erwärmungsverhalten festhalten zu können, erfolgte die Messung der Temperatur an der Oberfläche sowie in unterschiedlichen Tiefenstufen an verschiedenen Zeitpunkten im Jahreszyklus. Beispielsweise zeigten Messungen im August (siehe Grafik), dass durchwegs die höchsten Oberflächentemperaturen von bis zu 53 °C bei der Gussasphalt- bzw. Asphaltfahrbahnoberfläche gemessen wurden, während die Betonoberflächen um bis zu 10 K geringere Maxima aufwiesen.

 Tabelle Oberflaeche August jpg
  Oberflächentemperatur der Testflächen im August

Auf Basis der durchgeführten Versuche kann zusammengefasst werden, dass einerseits die Oberflächentemperatur durch Ausführung heller Verkehrsflächen deutlich reduziert und andererseits auch die Sichtbarkeit von Verkehrsteilnehmern bei gleicher Ausleuchtung in der Nacht deutlich verbessert werden kann. Als effiziente Sanierungsmethode eignet sich hier das System White-Topping besonders gut, da mit dieser Methode sowohl die Tragfähigkeit als auch die Helligkeitseigenschaften von urbanen Verkehrsflächen einfach und kostengünstig verbessert werden können. Auf Basis der Versuchsergebnisse an den Testflächen konnten darüber hinaus Anforderungen für die zukünftige Ausführung solcher Fahrbahnaufbauten definiert werden.

Lesen Sie mehr über die positiven Effekte heller Betonfahrbahnen im städtischen Verkehr im folgenden Artikel aus der quartalsweise erscheinenden Publikation "update": pdfupdate 44, Jänner 20161.2 MB

Falls Sie an diesem Thema interessiert sind, können sie gerne gegen einen Druckkostenbeitrag den Gesamtbericht dieses Forschungsvorhabens beziehen.
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DI Dr. Martin Peyerl, Mag (FH) DI Dr. Stefan Krispel, Smart Minerals GmbH

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