Wolf Uhlig, Daniel Schlimper, Frank Seeger, Alexander Zeißler, Frohmut Wellner, Anita Blasl, Thorsten Kathmann, Michael Scharrenbroich, Tobias Roggendorf, Jonathan Haas

• Ziel des Forschungsvorhabens war die Untersuchung der Querverteilung der Fahrzeuge des Schwerverkehrs im Fahrstreifen hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die Dimensionierung und Bewer-tung der strukturellen Substanz des Straßenoberbaus. Zur Erhebung der Querverteilung wurden an 13 verschiedenen Straßenabschnitten Messungen durchgeführt. Die Abschnittsauswahl erfolgte un-ter der Annahme, dass die Querverteilung der Fahrzeuge insbesondere von der Fahrstreifenbreite abhängig ist und durch den Grad der Ausprägung vorhandener Spurrinnen beeinflusst wird. Bei Be-tonbefestigungen ist der Einfluss von Spurrinnen nicht relevant. In Vorbereitung der Messungen wurden 17 verschiedene Messsysteme analysiert und auf ihre Eignung hin untersucht. Im Ergebnis kam ein Laserscannersystem zum Einsatz, das um eine Brennstoffzelle zur Stromversorgung erwei-tert wurde. Zur Validierung der Messergebnisse diente ein mobiles Kamerasystem. Die Kombination der eingesetzten Messsysteme hat sich in der praktischen Anwendung bewährt und kann für zukünf-tige Messkampagnen empfohlen werden. In Anlehnung an Tabelle A 1.4 der RStO wurden den Messstandorten Klassifizierungen in 5 verschiedene Fahrstreifenbreiten sowie 3 verschiedene Spur-rinnentiefen zugrunde gelegt. Es ergaben sich demnach 11 Messstandorte in Asphaltbauweise so-wie 2 Messstandorte in Betonbauweise. Auf der Grundlage der analysierten Daten lässt sich der in Tabelle A 1.4 der RStO postulierte Zusammenhang zwischen Fahrstreifenbreite und Querverteilung im Fahrstreifen nicht bestätigen. Die Untersuchungen ergaben für alle Fahrstreifenbreiten von Fahr-bahnen mit Mittelmarkierung nahezu die gleichen Querverteilungen der Fahrzeuge des Schwerver-kehrs. Signifikant abweichend stellte sich lediglich die Querverteilung in Fahrstreifen von Fahrbah-nen ohne Mittelmarkierung dar. Hier wurde eine erkennbar größere Spannweite der Verteilung ge-messen. Ein Zusammenhang zwischen Spurrinnentiefe und Querverteilung des Schwerverkehrs im Fahrstreifen konnte auf Basis der vorliegenden Erkenntnisse ebenfalls nicht nachgewiesen werden. Im Ergebnis von Hypothesentests wurde festgestellt, dass die gemessenen Querverteilungen am häufigsten mit der Normal- oder der Laplace-Verteilung beschrieben werden können. Zur Berück-sichtigung der Querverteilungen im Rahmen von Dimensionierungs- und Bewertungsaufgaben für Asphalt- und Betonbefestigungen wurden zwei Ansätze verfolgt: • Berücksichtigung der gemessenen Querverteilung (Messwerte), • Modellierung einer gemessenen Querverteilung mittels mathematischem Ansatz und Berück-sichtigung von Modellwerten. Die hieraus entwickelten Verfahren ermöglichen nun auch eine Berücksichtigung von Querverteilun-gen im Rahmen der rechnerischen Dimensionierung und Bewertung von Asphaltbefestigungen. Be-sonderheiten und Eigenarten der qualitativen Verläufe der für verschiedene Fahrbahnquerschnitte berechneten Ermüdungsstatus und Nutzungsdauern bzw. Ausfallwahrscheinlichkeiten lassen sich durch den charakteristischen Verlauf der jeweils verwendeten Fahrzeugquerverteilung erklären bzw. stehen in Korrelation zu dieser. Das Ziel einer Aktualisierung der Werte nach Tabelle A 1.4 der RStO ließ sich auf Grundlage der vorliegenden Ergebnisse nicht realisieren. Es zeigte sich, dass das Ver-fahren zur Berücksichtigung der Querverteilung von Fahrzeugen des Schwerverkehrs für die Ermitt-lung der Beanspruchung des Straßenoberbaus grundlegend überarbeitungswürdig ist. Referenzebe-ne sollte das spurtreue Fahren sein, wohingegen eine Querverteilung der Belastungseinwirkung mit-tels reduzierter Faktoren oder Vergleichsgrößen berücksichtigt werden sollte. Die durchgeführte Messkampagne bildete zwar ein relativ breites Spektrum der drei berücksichtigten Einflussgrößen Bauweise, Fahrstreifenbreite und Spurrinnentiefe ab, die Ergebnisse beruhen jedoch auf einer ver-gleichsweise geringen statistischen Basis. Gründe hierfür sind die zeitliche Begrenzung der Mes-sungen auf eine Woche sowie der Umstand, dass jeweils nur ein Messintervall für jede Untersu-chungskategorie durchgeführt werden konnte. Zur umfassenden Beurteilung und Quantifizierung der Einflussgröße Querverteilung der Fahrzeuge des Schwerverkehrs im Fahrstreifen auf die Dimensio-nierung und Substanzbewertung des Oberbaus sind weitere Untersuchungen notwendig, die eine größere zeitliche Spanne oder mehrere Messintervalle, Messstandorte zusätzlicher Untersuchungs-kategorien mit weiteren Einflussfaktoren sowie mehrere Messstandorte gleicher Untersuchungskate-gorien umfassen sollten. Darüber hinaus ist insbesondere das Verfahren zur Berücksichtigung der Querverteilung der Fahrzeuge des Schwerverkehrs im Fahrstreifen für die Bestimmung der dimensi-onierungsrelevanten Beanspruchung nach den RStO zu überarbeiten. Deutliche Vorteile sehen die Autoren jedoch in der Anwendung der rechnerischen Verfahren nach den RDO und RSO, bei denen die objektspezifischen Randbedingungen auch hinsichtlich der Querverteilung von Fahrzeugen im Fahrstreifen signifikant besser abgebildet werden können.
• The aim of the research project was to investigate the lateral distribution of heavy goods vehicles in the traffic lane with regard to its effect on the pavement design and evaluation of the structural condi-tion of the road superstructure. Measurements were carried out on 13 different road sections to de-termine the lateral distribution. The selection of sections was based on the assumption that the lat-eral distribution of vehicles depends in particular on the width of the lane and is influenced by the degree to which the lane is paved. In the case of concrete pavements, the influence of ruts is not relevant. In preparation for the measurements, 17 different measuring systems were analyzed and tested for their suitability. As a result, a laser scanner system was used, which was expanded to in-clude a fuel cell for the power supply. A mobile camera system was used to validate the measure-ment results. The combination of measurement systems used has proven itself in practical applica-tion and can be recommended for future measurement campaigns. Based on Table A 1.4 of the RStO, the measurement locations were classified into 5 different lane widths and 3 different rut depths. This resulted in 11 measurement locations in asphalt construction and 2 measurement loca-tions in concrete construction. On the basis of the analyzed data, the correlation between lane width and lateral distribution in the lane postulated in Table A 1.4 of the RStO cannot be confirmed. The investigations revealed almost the same lateral distribution of heavy goods vehicles for all lane widths of carriageways with central markings. The only significant deviation was the lateral distribu-tion in lanes without center markings. Here, a noticeably wider range of distribution was measured. A correlation between rut depth and the lateral distribution of heavy goods vehicles in the lane could also not be proven on the basis of the available findings. As a result of hypothesis tests, it was found that the measured lateral distributions can most frequently be described with the normal or Laplace distribution. Two approaches were pursued to consider the lateral distributions in the context of de-sign and evaluation tasks for asphalt and concrete pavements: • Consideration of the measured lateral distribution (measured values), • Modeling of a measured lateral distribution using a mathematical approach and consideration of model values. The methods developed from this now also make it possible to take lateral distributions into account in the context of the mechanistic-empirical pavement design and evaluation of asphalt pavements. Special features and characteristics of the qualitative progressions of the fatigue status and service lives or failure probabilities calculated for different pavement cross-sections can be explained by the characteristic progression of the lateral vehicle distribution used in each case or are correlated with this. The objective of updating the values in accordance with Table A 1.4 of the RStO could not be realized on the basis of the available results. It became apparent that the procedure for taking into account the lateral distribution of heavy goods vehicles for determining the load on the road super-structure is in need of fundamental revision. The reference level should be lane-keeping driving, whereas a lateral distribution of the load effect should be taken into account by means of reduced factors or comparative variables. Although the measurement campaign carried out covered a rela-tively broad spectrum of the three influencing variables of construction, lane width and rut depth, the results are based on a comparatively low statistical basis. The reasons for this are the limitation of the measurements to one week and the fact that only one measurement interval could be carried out for each investigation category. In order to comprehensively assess and quantify the influence of the lateral distribution of heavy goods vehicles in the lane on the pavement design and structural as-sessment, further investigations are necessary, which include a larger time span or several meas-urement intervals, measurement locations of additional investigation categories with further influenc-ing factors as well as several measurement locations of the same investigation categories. In addi-tion, the procedure for considering the lateral distribution of heavy goods vehicles in the lane for de-termining the design-relevant load in accordance with the RStO must be revised. However, the au-thors see clear advantages in the application of the mechanistic-empirical methods according to the RDO and RSO, in which the object-specific boundary conditions are also significantly better repre-sented with regard to the lateral distribution of vehicles in the lane.