FOR 2089:  Dauerhafte Straßenbefestigungen für zukünftige Verkehrsbelastungen Gekoppeltes System Straße-Reifen-Fahrzeug

• Fachliche Zuordnung: Bauwesen und Architektur ; Maschinenbau und Produktionstechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2022
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239224712

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 wird, 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 bei Bau und Erhaltung von Straßenverkehrsinfrastrukturen nicht oder nur sehr selten mit den Konzepten und methodischen Ansätzen progressiver Ingenieursdisziplinen 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.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Koordinationsfonds (Antragsteller Kaliske, Michael )
• Multikriterielle Bewertung und Auslegung der Fahrbahndeckschicht als Interaktionspartner des Reifens (Antragsteller Eckstein, Lutz )
• Multiphysikalische und mehrskalige theoretisch-numerische Modellierung der Reifen-Fahrbahn-Interaktion (Antragsteller Kaliske, Michael )
• Numerische Simulation des Verdichtungsprozesses und des Schichtenverbunds mit der multiskalen Modellierung (Antragsteller Oeser, Markus )
• Vertiefende Betrachtungen zur Charakterisierung des Materialverhaltens von Asphalt mit differenziertem Verformungsverhalten als Grundlage für eine Mehrskalenmodellierung (Antragstellerinnen / Antragsteller Leischner, Sabine ;  Wellner, Frohmut )
• Weiterentwicklung von Mehrskalen-Mehrphasen-Ansätzen als Grundlage für Fragestellungen zum Langzeitverhalten von Fahrbahnen (Antragsteller Ressel, Wolfram )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Michael Kaliske