Das FIBRA-Projekt: europäische Forschung zu faserbewehrtem Asphalt

Das FIBRA-Projekt (2018-2020) war ein europäisches Forschungsprojekt zu faserbewehrtem Asphalt im Rahmen des CEDR-Programms der europäischen Straßenbaulastträger. Fünf Forschungseinrichtungen und zwei Straßenbauunternehmen aus sechs Ländern entwickelten Entwurfsrichtlinien, skalierten die Produktion hoch und legten Teststrecken an — unter anderem auf der niederländischen A73 — und wiesen nach, dass Fasern polymermodifiziertes Bitumen kostenneutral ersetzen können.

Was ist das FIBRA-Projekt?

FIBRA ist das Akronym von "Fostering the implementation of fibre-reinforced asphalt mixtures by ensuring its safe, optimized and cost-efficient use" — frei übersetzt: die Förderung des Einsatzes faserbewehrter Asphaltmischungen, indem ihre sichere, optimierte und kosteneffiziente Verwendung sichergestellt wird. Das Projekt lief von 2018 bis 2020 und wurde im transnationalen Forschungsprogramm von CEDR durchgeführt.

Der Anlass war eine klassische Wissenslücke. Aus der Laborforschung war schon länger bekannt, dass Fasern das Riss- und Ermüdungsverhalten von Asphalt verbessern — wie dieser Mechanismus funktioniert, lesen Sie in Was ist faserbewehrter Asphalt. Doch die europäischen Straßenbaulastträger blieben zurückhaltend: Es gab keine gemeinsamen Charakterisierungsmethoden, keine Entwurfsrichtlinien und kaum dokumentierte Praxiserfahrung auf schwer belasteten Straßen. Genau diese Hürden sollte FIBRA beseitigen.

CEDR: Forschung im Auftrag europäischer Straßenbaulastträger

CEDR steht für Conférence Européenne des Directeurs des Routes, den Zusammenschluss der nationalen europäischen Straßenbaulastträger. Für die Niederlande ist Rijkswaterstaat bei CEDR vertreten. Über ein gemeinsames Forschungsprogramm finanzieren die Straßenbaulastträger Forschung zu Fragen aus ihrer eigenen Praxis — von neuen Materialien bis zum Assetmanagement.

Diese Auftraggeberschaft ist für den Wert der Ergebnisse relevant. CEDR-Forschung zu Asphalt wird nicht von einem Lieferanten gesteuert, der sein Produkt verkaufen will, sondern von den Organisationen, die die Straßen betreiben, ausschreiben und über Jahrzehnte unterhalten müssen. Die Fragestellung von FIBRA war dadurch von Tag eins an praxisorientiert: Unter welchen Bedingungen können wir faserbewehrten Asphalt sicher für unser Hauptstraßennetz vorschreiben?

Das Konsortium: sieben Partner aus sechs Ländern

Das Projekt stand unter der Leitung der Universität Kantabrien in Spanien und bündelte fünf Forschungseinrichtungen und zwei Industriepartner aus sechs Ländern:

• Universität Kantabrien (Spanien) — Projektleitung und Mischgutforschung.

• Empa (Schweiz) — eidgenössische Forschungsanstalt für Materialwissenschaft und Technologie.

• Technische Universität Braunschweig (Deutschland) — Forschung zu Straßenbaustoffen.

• SINTEF (Norwegen) — eine der größten unabhängigen Forschungsorganisationen Europas.

• BAM Infra (Niederlande) — Straßenbauunternehmen, verantwortlich für die niederländische Teststrecke auf der A73.

• Veidekke Industri (Norwegen) — Straßenbauunternehmen, verantwortlich für die norwegischen Praxisversuche.

Die Kombination war bewusst gewählt: Universitäten und Institute für die Laborcharakterisierung und Modellierung, Straßenbauunternehmen für die Hochskalierung auf echte Produktionsanlagen und echte Straßenabschnitte. Rijkswaterstaat war als CEDR-Mitglied eng in den niederländischen Teil der Forschung eingebunden.

Ziele: von der Wissenslücke zur Richtlinie

Ziel von FIBRA war es, den Einsatz faserbewehrter Asphaltmischungen zu fördern, indem ihre Sicherheit, Optimierung und Kosteneffizienz sichergestellt werden. Das übersetzte sich in vier konkrete Forschungslinien:

• Charakterisierung — gemeinsame Labormethoden, um faserbewehrte Mischungen unter anderem auf Riss- und Ermüdungsverhalten zu beurteilen.

• Entwurfsrichtlinien — praktische Richtlinien für die Zusammensetzung faserbewehrter Asphaltmischungen únd für die strukturelle Bemessung von Straßenbefestigungen mit diesen Mischungen.

• Hochskalierung — den Produktionsprozess vom Labormaßstab auf reguläre Asphaltmischwerke bringen, ohne Anpassungen an bestehenden Produktions- und Einbaugeräten.

• Validierung und Umwelt — die Anlage von Teststrecken unter echtem Verkehr, plus eine Bewertung der Umweltwirkung der FIBRA-Befestigungen per Lebenszyklusanalyse.

Diese letzte Linie ist mit dem Einzug von Umweltleistungsanforderungen in Ausschreibungen nur wichtiger geworden; wie der MKI (Umweltkostenindikator) von Asphalt heute berechnet wird, lesen Sie in unserem Artikel über die PCR Asphalt 2026.

Was die Forschung im Labor umfasste

Bevor auch nur eine Tonne faserbewehrter Asphalt auf die Straße kam, charakterisierte das Konsortium verschiedene Fasertypen — darunter Aramid-, Polyacrylnitril- (PAN) und Cellulosefasern — in unterschiedlichen Mischungen. Im Mittelpunkt standen die Eigenschaften, die die Lebensdauer von Asphalt bestimmen: Widerstand gegen Ermüdung, Rissbildung und, bei offenen Deckschichten, Kornausbruch.

Ein wichtiges Detail für die Praxis: Die Fasermischungen wurden mit Standard-Penetrationsbitumen entworfen statt mit dem teureren polymermodifizierten Bitumen (PmB). Die zentrale Forschungsfrage war, ob Fasern die Rolle der Polymermodifikation übernehmen können — mit dem zusätzlichen Vorteil, dass Standardbitumen bei niedrigerer Temperatur verarbeitet werden kann und das Fräsgut später besser recycelbar ist.

Vom Labor zur Teststrecke

Das Projekt blieb nicht bei Berichten stehen. Teil von FIBRA war die Hochskalierung des Produktionsprozesses und die Anlage von Testabschnitten unter echtem Verkehr, darunter das bekannteste Beispiel: die Teststrecke auf der niederländischen Autobahn A73 bei Roermond, angelegt im August 2020 mit vier Varianten zweilagigen ZOAB (sehr offenporigen Asphaltbetons).

Die niederländischen Messungen — gleichwertige Fahrbahnleistung bei 15-20 °C niedrigerer Produktionstemperatur und einem über 10% niedrigeren MKI (cradle-to-gate) — behandeln wir in einem eigenen Artikel: Die Ergebnisse der A73-Teststrecke beschreiben den vollständigen Aufbau, alle Messwerte und das langjährige Monitoring durch BAM und Rijkswaterstaat.

Warum BAM an Fasern glaubte

Für ein Straßenbauunternehmen ist die Teilnahme an einem solchen Forschungsprojekt eine strategische Entscheidung. BAM sah deutliche Vorteile der Faserbewehrung gegenüber polymermodifiziertem Bitumen, insbesondere bei Lebensdauer, Produktionstemperatur und damit Nachhaltigkeit.

Ausschlaggebend war der Business Case: Der Ersatz von polymermodifiziertem Bitumen durch faserbewehrtes Bitumen erwies sich in der niederländischen Situation als kostenneutral bei vergleichbarer Lebensdauer. Wer für dasselbe Geld eine niedrigere Produktionstemperatur, eine geringere Umweltwirkung und besser recycelbares Fräsgut bekommt, hat in Ausschreibungen mit EMVI- und MKI-Kriterien einen Vorsprung. Aus diesem Grund sah BAM es als strategischen Vorteil, die Möglichkeiten von Fasern weiter zu erkunden.

Was das FIBRA-Projekt hervorgebracht hat

Die Ergebnisse von FIBRA sind in öffentlichen Deliverables festgehalten, darunter Berichte über die Hochskalierung des Produktionsprozesses und die Anlage der Testabschnitte (2021). Zusammengefasst lieferte das Projekt drei Dinge:

• Richtlinien — praktische Handreichungen für Entwurf und Charakterisierung faserbewehrter Asphaltmischungen und für die strukturelle Bemessung von Befestigungen, sodass Straßenbaulastträger Fasern fundiert vorschreiben können.

• Praxisnachweis — Teststrecken, die zeigen, dass faserbewehrter Asphalt auf schwer belasteten Straßen gleichwertige Leistung wie PmB-Mischungen erbringt, produziert auf bestehenden Anlagen ohne Anpassungen.

• Umweltnachweis — Lebenszyklusanalysen, die die geringere Umweltwirkung der Faserroute quantifizieren, nutzbar in Ausschreibungen, in denen der Umweltkostenindikator gewichtet wird.

Für das Thema Lebensdauerverlängerung von Asphalt ist vor allem die Kombination dieser drei wertvoll: nicht nur die Aussage, dass Fasern Ermüdung und Rissbildung bremsen, sondern auch die Messmethoden und Praxisdaten, um diese Aussage je Projekt zu belegen. Weitere Forschung und Praxisfälle finden Sie in unserem Wissensdossier faserbewehrter Asphalt.

Von europäischer Forschung zu Ihrem Projekt

Die in FIBRA validierte Technologie ist inzwischen ganz normal lieferbar. Mit AsphaltX, Aramidfasern für Asphalt auf Basis derselben Twaron-Aramidtechnologie wie auf der A73 wird Faserbewehrung heute auf Provinzstraßen, Betriebsgeländen und Baustraßen eingesetzt. Die Dosierung liegt indikativ um 0,05% — rund 500 Gramm pro Tonne Asphalt, abhängig von Mischgut und Anwendung.

Ein niederländisches Beispiel im Maßstab einer Provinzstraße ist die N337 zwischen Zwolle und Deventer: Über 8 Kilometer führte Aramidfaserbewehrung dort zu 50% weniger Spurrinnenbildung und 30% weniger Rissbildung gegenüber der Referenzstrecke. Erwägen Sie faserbewehrten Asphalt für eine Deckschicht oder ein Instandhaltungsprojekt, dann denken wir unverbindlich mit — bei Mischgutentwurf, Dosierung und dem zu erwartenden MKI-Gewinn über ein maßgeschneidertes Angebot.

Quellen

• CEDR FIBRA-Projekt (2018-2020), öffentliche Deliverables, darunter Deliverable 5.1 "Scaling up of the production process and implementation of test sections" und Deliverable 6.2 "Exploitation Strategy Plan", 2021.

• Rijkswaterstaat/BAM Infra Nederland, Teststrecke und Demonstrationsfeld nachhaltiger Asphalt A73.