Die gesellschaftliche Bedeutung und Wirkung des Bauens bis heute mit den jeweiligen Möglichkeiten von Technik und Technologie werden in fachlich orientierten Veröffentlichungen wenig behandelt. Bei den derzeitigen Bestrebungen, das Bauen in eine nachhaltigere Zukunft zu bringen, sollten grundsätzliche Aspekte der westlichen Baukultur aber nicht aus dem Blick geraten. Geschichte und Gegenwart zeigen, dass gesellschaftliche Entwicklung und die gebaute Umwelt eng aneinandergebunden sind. Nun müssen wir in kurzer Zeit vieles verändern, was zunächst nach Beschränkung, Verknappung und nach Erschwernis aussieht – und wir suchen nach Wegen, uns dabei dennoch weiter zu verbessern.

Von der Antike zur Gegenwart
Das Bauen mit einem Baustoff, der mit Wasser erhärtet und über und unter Wasser hart bleibt, wurde bereits im römischen Reich intensiv betrieben. Dort mischte man gebrannten Kalk mit bestimmten Vulkanaschen zu römischem Zement, dessen mineralischer Chemismus und Erhärtungscharakteristik den heutigen Zementen sehr nahekommt. Nahezu alle römischen Bauwerke, die ganz oder teilweise bis heute erhalten sind, enthalten diesen, Opus Caementitium genannten und unserem Beton sehr ähnlichen Baustoff, dessen Bindemittel dieser römische Zement war. Die Römer verbreiteten diese Bauweise über die von ihnen kontrollierten Gebiete. Besonders viele und eindrucksvolle Bauwerke entstanden dort, wo die erforderlichen Materialien gut verfügbar waren. Was davon übriggeblieben ist, belegt die Dauerhaftigkeit der Bauweise eindrucksvoll: das Pantheon in Rom wurde im Jahre 130 n. Chr. erbaut und steht noch heute Besuchern offen. Es hatte mit einem Innendurchmesser von 43 m mehr als 1.700 Jahre die größte freitragende Kuppel der Welt.

Auch die im römischen Reich in großem Umfang gebauten Straßen waren für die damalige Zeit von einer außergewöhnlichen Qualität in Konstruktion, in den verwendeten Baustoffen und in der Ausführung. Meist hatten diese Verkehrswege auch eine mit römischem Zement gebundene Trag- und/oder Deckschicht. An Resten einer römischen Straße zwischen Köln und Trier ist diese Bauweise noch heute erkennbar.

Der Zusammenhang zwischen einer hoch entwickelten, überlegenen Kultur und Gesellschaft und der Fähigkeit, mit besten Technologien zu bauen, wird am Beispiel des römischen Reichs besonders deutlich. Mit Straßen, Häfen, Viadukten und Aquädukten hat vor allem die Infrastruktur den hohen Status des römischen Machtbereichs und der römischen Gesellschaft unterhalten.

Die Technologie des römischen Zements und dessen konstruktive Anwendung gingen nach dem Untergang des römischen Reichs weitgehend verloren. Das Bauen mit Zement wurde in Westeuropa erst im Übergang vom 18. zum 19. Jahrhundert wiederentdeckt.

Nachdem die wachsende Motorisierung Anfang des 20. Jahrhunderts höhere Fahrgeschwindigkeiten und Transportleistungen ermöglichte, wurden festere, ebenere und dauerhaftere Straßenbefestigungen erforderlich. Bis zur Entwicklung einer leistungsfähigen Petrochemie nach dem Zweiten Weltkrieg war Beton im nationalen Straßen- und Fernstraßenbau der Baustoff der Wahl.

Heute ist der Baustoff Beton die Grundlage unserer nationalen und zum großen Teil auch der globalen Baukultur. In vielen Bereichen seiner Anwendung ist Beton nicht oder nicht gleichwertig substituierbar. Die Grundlage jeder kulturellen, technischen und technologischen Entwicklung ist die Fähigkeit zu bauen und deren Weiterentwicklung. Vom Pflasterstein über den Hoch-, Tief-, Ingenieur- und Straßenbau hat vor allem die Entwicklung des Betons in Technik und Technologie unsere zivile Entwicklung bedingt und befördert. Beton ist, frei nach Goethe, „der Stoff, der die gebaute Welt im Innersten zusammenhält“.

Dauerhaftigkeit ist auch Nachhaltigkeit
Im Straßenbau, vor allem im Fernstraßenbau, setzen viele unserer vor allem östlichen Nachbarländer mit großer Selbstverständlichkeit auf die Betonbauweise – einerseits, weil man der Bauweise aus Zeiten der früheren Mangelwirtschaft ohnehin nahesteht und sie gut beherrscht, aber natürlich auch, weil die einzigartige Dauerhaftigkeit der Bauweise überzeugt. Diese besondere Qualität und ihre positiven Folgeeffekte wurden in den zurückliegenden 60 Jahren bei der Entscheidung einer Bauweise im Straßenbau in Deutschland so gut wie nicht betrachtet.

Das soll sich nun durch eine stärke Einbeziehung der Nachhaltigkeit in atemberaubender Geschwindigkeit ändern. Das geht nicht ohne eine gewisse Verunsicherung bei den beteiligten Gruppen, was stets unvermeidlich ist, wenn man große, lange gewachsene Strukturen in sehr kurzer Zeit verändern möchte.

Für die Vertreter der volkswirtschaftlichen Interessen, also Politik, Planung und Betrieb unserer Infrastruktur, werden sich die bisherigen Entscheidungswege verändern. Sie werden ersetzt und erweitert durch neue, oft noch unklare Auswahlparameter, deren Relevanz, Wirkung und Umsetzung erst noch beschrieben und realisiert werden müssen. Dies bedingt eine ungewohnte Verkürzung der prognostischen Sichtweiten.

Die Marktteilnehmer sehen für ihre Bauweisen neue Beurteilungsgrundlagen heraufziehen und können derzeit nicht einschätzen, was das für ihre zukünftigen Marktchancen bedeutet.

Regelwerke müssen schneller angepasst werden
Die Regelwerksarbeit in der FGSV hat sich vor allem im letzten Jahr in lobenswerter Weise auf den Weg gemacht, strukturelle und informative Grundlagen zu schaffen, um die beiden Hauptbauweisen im Straßenbau in ihrer Nachhaltigkeit zu beurteilen. Es gilt, dies schnell und vor allem aufrichtig und fair zu tun, diese Erkenntnisse den technischen Kriterien beizustellen und Einsatzempfehlungen zu entwickeln. Die Marktteilnehmer versuchen ihrerseits, ihre Bauweisen in diesem Sinne zukunftsfähig zu machen – womit diese Bestrebungen zumindest in die gleiche, gute Richtung zeigen.

Wie jeder Beton enthält auch Straßenbeton Zement, und nicht wenig davon: Qualität braucht einen gewissen Zementgehalt – so ist die derzeitige Technologie. Die Zementherstellung emittiert bekannterweise eine große Menge des Treibhausgases CO₂, was der Betonbauweise in dieser verkürzten Betrachtung derzeit in allen Bereichen des Bauens wie ein schweres Gewicht anhängt und in bestimmten Kreisen der Politik und bei Baustoffentscheidern immer wieder stirnrunzelnde Zurückhaltung auslöst.

Man kann eine Bauweise bei Beurteilung ihrer Nachhaltigkeit aber nicht auf einen beteiligten Baustoff reduzieren. Vielmehr ist eine ganzheitliche, strecken- und nutzungsdauerbezogen CO₂- Bilanz zu betrachten. Die langen möglichen Nutzungsdauern und die sehr gute Streckenverfügbarkeit durch den geringen Erhaltungsaufwand der Betonbauweise können das ohnehin zurückgehende CO₂-Gewicht des Zements mehr als kompensieren. Daneben gibt es weitere Potenziale zu untersuchen und zu heben, wie z. B. den eingesparten Energieverbrauch durch den geringeren Rollwiderstand der unverformbaren Betondecke.

Nachhaltigkeit ist aber nicht nur CO₂, auch wenn es derzeit vielfach so verstanden wird, da es akut vor allem darum geht, einen galoppierenden Klimawandel aufzuhalten. Nachhaltigkeit ist auch Schonung und möglichst Verbesserung der Ressourcen, national und global. Und Nachhaltigkeit muss nicht nur Beschränkung, Verteuerung und Erschwernis bedeuten, auch wenn solche Effekte in machen Lebensbereichen nicht ausgeschlossen werden können. Wir müssen die Dinge neu durchdenken und erschließen.

Für den nationalen Straßenbau bedeutet dies, dass wir unsere Betrachtungsräume weiten und neue Beurteilungsparameter entwickeln müssen. Wir müssen Lebensdauer sinnvoll definieren, müssen Dauerhaftigkeit in Verfügbarkeit umrechnen und die Sekundäreffekte der erforderlichen Instandhaltung genauer analysieren. Zwar stimmt auch hier die Binsenweisheit, dass etwas, das lange hält und in dieser Zeit wenig repariert werden muss, ganz sicher ein sehr nachhaltiges Produkt ist, allerdings geht die Summe der zu betrachtenden und zu bewertenden Aspekte zur Entscheidung einer Bauweise deutlich über diesen Blick hinaus. Es wird stets auch zu betrachten sein, in welchem Umfeld und unter welchen Bedingungen ein Verkehrsweg gebaut werden muss.

Die beteiligten Akteure an der Entwicklung der Betonbauweise sind derzeit intensiv damit befasst, die Nachhaltigkeit der Bauweise gleich in mehreren wichtigen Aspekten deutlich zu verbessern. So verfolgt die Zementindustrie die Selbstauflage, spätestens 2050 Zemente ohne CO₂-Emissionen herzustellen. Die zu erwartende Verknappung der Emissionszertifikate für diese Branche wird voraussichtlich ein wesentlich früheres Eintreten einer emissionsfreien Produktion erzwingen. Eine CO₂-freie Zementproduktion wird nur durch das sogenannte Carbon Capture möglich werden. Dies bedeutet die völlige Isolierung des in der Zementproduktion anfallenden CO₂ mit nachfolgender Weiterverwertung oder geologischer Einlagerung. Und die Zemente als solche werden sich verändern, da ein Teil der sogenannten weiteren Hauptbestandteile, wie Hüttensande und Steinkohleflugaschen, zukünftig nur noch eingeschränkt verfügbar sein werden. Hierzu sind geeignete Substitutionsstoffe zu entwickeln, möglichst ohne die gute Performance der heutigen Zemente zu verringern.

Natürlich wird die Zementindustrie dem nationalen Betonstraßenbau auch zukünftig geeignete Bindemittel zur Verfügung stellen können. Allerdings sind die bisherigen Verfahren der Forschungsabwicklung bis zur Einführung in die Regelwerke des Straßenbaus erheblich zu langsam, um auf die rasch voranschreitenden Veränderungen in der Landschaft der nationalen Zemente zu reagieren. Hier sind die zutreffenden Gremien in der FGSV gefordert.

In der Wiederverwertung schlummert noch viel Potenzial
Ein Aspekt, der sicherlich rasch weiterentwickelt werden kann, ist die Wiederverwendung rückgebauter Betondecken, die derzeit nach entsprechender Aufbereitung vor allen in Frostschutzschichten oder Schottertragschichten eingebaut werden. Zwar ist dies eine sehr geeignete Verwendung, die jedoch den Makel des sogenannten Downcyclings trägt, da die Wiederverwendung nicht auf eine gleich hochwertige Art wie bei der Erstverwendung erfolgt. Es muss also mittelfristig eine zumindest teilweise Wiederverwendung im Deckenbeton angestrebt werden, was aus technologischer Sicht naheliegend und möglich ist.

Aufbereitete Recycling-Gesteinskörnungen aus rückgebauten Fahrbahndecken stellen derzeit die hochwertigste Qualität an rezyklierten Gesteinskörnungen dar, die national verfügbar ist. Mit Blick auf die derzeitige Umstellung der Festigkeitsparameter von der Druckfestigkeit auf die Spaltzugfestigkeit erscheint der Einsatz rezyklierter Gesteinskörnungen im Deckenbeton technologisch zunächst nicht vorteilhaft. Eventuelle Nachteile bei der erzielbaren Spaltzugfestigkeit könnten jedoch sehr einfach durch eine leicht erhöhte Deckendicke kompensiert werden.

Die Betonbauweise hat in den letzten Jahren in der Forschung und in der Regelwerksgebung deutlich gemacht, dass sie sich den aufkommenden Anforderungen der Nachhaltigkeit stellt und intensiv an deren Entwicklung und Umsetzung mitarbeitet. Hierbei greifen die Bereiche Baustoff und Konstruktion eng ineinander. Die Regelwerksgebung wird Wege finden, auch neue Bindemittel und Zemente in kürzeren und dennoch sicheren Verfahren zu untersuchen und zur Anwendung zu bringen. Weiterhin besteht ein starkes Bestreben, die Recyclingrate im Straßenbeton deutlich zu erhöhen.

Neben all diesen Entwicklungen zur unmittelbaren Verbesserung der Nachhaltigkeit der Bauweise sind auch die Aktivitäten zur Lärmreduzierung und zur Verbesserung der Ebenheit durch neuartige Oberflächentexturen weit vorangeschritten. Ein weiterer Effekt dieser Maßnahmen ist eine erhebliche Verbesserung des Fahrkomforts für den Nutzer und eine deutliche Verringerung der dynamischen Belastung der Konstruktion, was die Lebensdauer weiter erhöht.

Nicht alles ist schon zu Ende gedacht, aber vieles ist schon auf dem Weg und manches ist noch möglich – der Betonstraßenbau ist „fit for future“.

Verfasser
Dipl.-Ing. Martin Peck
martin.peck@guetegemeinschaftbeton.de
Geschäftsführender Vorstand
Gütegemeinschaft
Verkehrsflächen aus Beton e. V.
D-73760 Ostfildern
www.guetegemeinschaftbeton.de