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Über die Abhängigkeit der Geschwindigkeiten auf Autobahnen und Bundesstraßen von der Tageszeit
(1985)
Der Einfluss der zeitlichen Faktoren Jahr, Monat und Tagesklasse auf Kennwerte der Geschwindigkeitsverteilung wurde in Heft 12/84 dieser Zeitschrift erläutert. Weitere Untersuchungen befassen sich mit dem Einfluss der Stunden und der Lichtverhältnisse (Helligkeit, Dämmerung, Dunkelheit). Daten von automatischen Zählstellen auf Autobahnen und Bundesstraßen aus dem Jahr 1982 wurden hierfür ausgewertet. Die von Induktionsschleifendetektoren erfassten Daten wurden mit Hilfe eines statistischen Modells ausgewertet, wobei die Tatsache zu berücksichtigen war, dass Nachts geringere Verkehrsdichten auftreten als tagsüber. Unter anderem zeigte sich ein tendenziell gegenläufiges Verhalten der stündlichen Geschwindigkeitswerte über den Tag auf Autobahnen und Bundesstraßen. Für Autobahnen ergibt sich der niedrigste Wert von 3 bis 4 Uhr, auf Bundesstraßen liegt in dieser Stunde der höchste Wert vor. Das Geschwindigkeitsverhalten bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen ist auf beiden Straßenklassen ähnlich. Während der Dunkelheit wird langsamer gefahren.
Nach aktuellem Stand wird bei der Zustandserfassung und -bewertung (ZEB) der Bundesfernstraßen die Zustandsgröße "Spektrales Unebenheitsmaß" - abgekürzt AUN (für Allgemeine Unebenheit) - als alleiniges Kriterium zur Beurteilung der Längsebenheit herangezogen. Erfahrungen haben gezeigt, dass regellose Längsunebenheiten dadurch im Allgemeinen hinreichend charakterisiert werden können. Einzelhindernisse jedoch und periodische Unebenheitsausprägungen, wie sie beispielsweise bei Plattenversätzen älterer Betonfahrbahnen vorkommen, werden durch die AUN nur unzureichend beschrieben. Im Rahmen der Verbesserung des Verfahrens wird daher der Vorschlag gemacht, die Auswertung der Längsprofile im Rahmen der ZEB künftig auf zwei Säulen zu stellen: die Bewertung der Geometrie (bisher nur durch die AUN) und der von ihr verursachten Wirkungen. Ein neuer Längsebenheitsindikator, der "Längsebenheitswirkindex" (LWI) wird vorgeschlagen. Er basiert auf der Auswertung dreier Bewertungskriterien für die Ebenheit: der Beanspruchung der Straße, des Fahrers und des Ladegutes. Die Untersuchungen zeigen, dass der LWI Periodizitäten und Einzelhindernisse detektieren und angemessen bewerten kann und damit die Lücke, die das derzeitige Verfahren aufweist, in geeigneter Weise zu schließen vermag. Mit dem LWI ist ein aussagekräftiger, einfacher und universeller Längsebenheitsindikator gefunden worden, der sich harmonisch in das bisherige Bewertungskonzept der ZEB einfügt und dieses im Hinblick auf die Auswirkungen der Unebenheit in sinnvoller Weise ergänzt.
Bundesfernstraßen stellen als lineare und stark ausgebaute Verkehrsinfrastrukturen, insbesondere wenn sie zweibahnig und viel befahren sind, starke Barrieren in der Landschaft dar. Im Gegensatz zu vielen anderen Wirkungen der Straße können Zerschneidungswirkungen durch bauliche Anlagen in einem gewissen Maß vermieden werden. Um auch im Bestandsnetz Lebensräume wieder zu vernetzen, hat die Bundesregierung das Bundesprogramm Wiedervernetzung beschlossen. An 93 Abschnitten des Bundesfernstraßennetzes sollen im Rahmen der zur Verfügung stehenden Haushaltsmittel Maßnahmen der Wiedervernetzung umgesetzt werden. Querungshilfen dienen neben der Vernetzung von Lebensräumen durch Reduzierung von Wildunfällen auch der Verkehrssicherheit.
Investitionen in die Verkehrsinfrastruktur und andere verkehrspolitische Maßnahmen sollen die Verkehrsbedingungen verbessern und dadurch Ressourceneinsparungen ermöglichen. In der Verkehrsplanung werden traditionell Wirtschaftlichkeitsanalysen durchgeführt, zum Beispiel im Rahmen der Bewertungsverfahren für die Bundesverkehrswegeplanung oder unter Anwendung der Empfehlungen für Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen von Straßen. Um dem wissenschaftlichen Stand der Kenntnis gerecht zu werden, sind die Verfahren zur Ermittlung der Kosten und Nutzen des Verkehrs ständig weiter zu entwickeln und mit empirischen Erkenntnissen abzusichern. Bei der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen wird daher die Weiterentwicklung gesamtwirtschaftlicher Bewertungsverfahren verfolgt. Bei der Weiterentwicklung von Bewertungsverfahren können verschiedene Aufgabenfelder abgegrenzt werden, insbesondere die Aktualisierung und Überarbeitung bestehender Bewertungsansätze, die Überprüfung bisher nicht berücksichtigter Wirkungskomponenten hinsichtlich ihrer Bewertungsrelevanz sowie die komponentenübergreifende Fortschreibung und Harmonisierung der verschiedenen Bewertungsverfahren.
Es wurden im Rahmen der Umgestaltung von sieben Ortseingängen im Kreisgebiet von Neuss Vorher/Nachher-Vergleiche des Geschwindigkeitsverhaltens untersucht und die Folgen für die Verkehrssicherheit abgeschätzt. Die Umgestaltungen betrafen im wesentlichen bauliche Querschnittsverengungen der Ortseinfahrten in Verbindung mit Baumbepflanzungen und Pflasterbelag in der Fahrbahn. An unterschiedlichen Standorten wurden Querschnittsmessungen mit Radargeräten, Geschwindigkeitsverlaufmessungen unter Anwendung der Laser-Radar-Technik und Reisezeitmessungen durchgeführt. Außerdem erfolgte eine Unfallauswertung und eine Befragung der von der Maßnahme betroffenen Anwohner. Durchschnittlich nahm die mittlere Geschwindigkeit an allen Ortseinfahrten ab, wobei der Abbau der Spitzengeschwindigkeiten deutlicher ausfiel. Im Innerortsbereich haben sich vergleichsweise geringere Veränderungen der Geschwindigkeiten ergeben. Bei den untersuchten Maßnahmen sind punktuelle Wirkungen aufgetreten, die ausstrahlenden Effekte bis in den Innerortsbereich hinein sind jedoch gering geblieben.
Für acht Standorte an Bundesfernstraßen wurden Sickerwasserkonzentrationsprofile bestimmt, bewertet und die vom Sickerwasser mitgeführten Frachten verkehrsspezifischer Substanzen (Blei, Cadmium, Kupfer, Zink, Nickel, Chrom, 15 PAK (Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) nach EPA und Naphtalin, MKW (Mineralölkohlenwasserstoffe), MTBE, Benzol) berechnet. Kernpunkt waren die Beprobung der Bodenlösung in vier Entfernungen vom Fahrbahnrand und zwei beziehungsweise drei Tiefen, sowie Messungen und Berechnungen zur Ermittlung des straßennahen Bodenwasserhaushaltes. Es schloss sich ein Vergleich des im Freiland untersuchten Schadstofftransportes im Boden mit Ergebnissen des Stofftransportmodells SISIM an mit folgenden Ergebnissen: Die Bodenfeststoffgehalte der Schwermetalle sind hoch und überschreiten vor allem in direkter Straßennähe häufig die Vorsorgewerte nach dem Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG). Die Maßnahmenwerte des BBodSchG für den Schadstoffübergang Boden-Nutzpflanze auf Grünlandflächen werden jedoch trotz der hohen Verkehrsbelastungen an keinem der Standorte und Bodenprofile erreicht. Die Lösungskonzentrationen der Schwermetalle sind auch auf sauren Sandböden an stark befahrenen Straßen als verhältnismäßig unproblematisch nach dem BBodSchG einzustufen. Die Belastung mit organischen Schadstoffen ist ebenfalls als unproblematisch anzusehen. Die Grundwasserneubildung neben der Straße wird bei sonst gleichen Standortbedingungen durch das über das Bankett abgeleitete Straßenablaufwasser erhöht. Da an allen BAB-Standorten und auch manchen untersuchten Bundesstraßen die Bodenkonzentrationen in 0 bis 10 cm Tiefe die Vorsorgewerte für Pb, Cd, Cu, Ni und Zn in Fahrbahnnähe überschreiten, wären nach der BBodSchV die Frachtgrenzwerte gültig. Laut Begründung zur BBodSchV müssen jedoch zum Beispiel bei Verkehrswegen bestimmte Schadstoffeinträge und -gehalte als unvermeidlich hingenommen werden, ohne dass eine Überschreitung von Vorsorgewerten entsprechende Minderungsmaßnahmen auslösen konnte. Der Vergleich der gemessenen Werte mit den durch SISIM modellierten Konzentrationen und Frachten zeigt keine sehr gute Übereinstimmung. Ursache ist vor allem, dass kontinuierlicher Stoffeintrag im Programm nicht ausreichend vorgegeben werden kann.
Jährlich werden im Auftrag des Bundesverkehrsministeriums von der BASt circa 1.100 automatische Dauerzählstellen ausgewertet. Die auf der Basis der Daten von 1980 abgeleiteten Verkehrsstärkeganglinientypen von Heidemann und Wimber ermöglichen einen leichten Vergleich der Verkehrscharakteristik der einzelnen Dauerzählstellen. Die Ganglinientypen dienen Planern als wichtige Entscheidungshilfen. Die von Heidemann und Wimber ermittelten Ganglinientypen sind heute nicht mehr zeitgemäß. Ziel zweier Projekte der BASt ist es, auf der Grundlage der Daten der automatischen Dauerzählstellen der Jahre 1997 bis 1999 mit Hilfe der Clusteranalyse die Typisierung der Tages-, Wochen- und Jahresganglinien zu aktualisieren. Im Bereich der Wochenganglinien liegen hierzu erste Ergebnisse vor, auf die im Beitrag eingegangen wird. Es wird darüber hinaus auch die Aufbereitung der Daten zur Clusteranalyse behandelt.
Derzeit beruht das Erhaltungsmanagement von Brücken vornehmlich auf turnusmäßigen visuellen Bauwerksprüfungen. Schäden werden häufig erst entdeckt, wenn sie offensichtlich sind - was unwirtschaftlich ist. Schäden und kritische Reaktionen des Bauwerks kündigen sich allerdings oftmals schon im Inneren der Struktur, in nicht einsehbaren Bereichen und durch die tatsächlich vorliegenden, aber oft nicht genau bekannten Einwirkungen auf das Bauwerk an. Bestands- und Neubau-Brücken sollten daher in der Lage sein, bereits frühzeitig und ergänzend zu den Bauwerksprüfungen Auskunft über ihren Zustand und dessen Entwicklung geben zu können. Benötigt werden hierzu flexible und modular anpassbare Systeme zur messtechnischen Unterstützung in und am Bauwerk, differenzierte Bewertungsverfahren und ein entsprechend erweitertes Erhaltungsmanagement. Hinsichtlich einer messtechnischen Instrumentierung am Bauwerk sind zum einen leistungsfähige und dauerhafte Sensorik zur Erfassung von Einwirkungen und Bauteilreaktionen an diesem sowie zum anderen eine intelligente Messdatenverarbeitung zur Plausibilisierung, Fusion, Interpolation und Reduktion von Sensordatenströmen vor Ort erforderlich. Der Beitrag fasst im Rahmen aktueller Forschung untersuchte Ansätze und Realisierungsmöglichkeiten zur Sensordatenanalyse und -überwachung - wie sie insbesondere zur Sicherstellung belastbarer, stark fehlerminimierter Zustandsinformationen erforderlich sind - unter praktischen Gesichtspunkten einer Umsetzung bei der Überwachung von Brückenbauwerken zusammen. Verschiedene Verfahrensansätze werden hinsichtlich Einsatzbereich, Aufwand und Nutzen diskutiert. Die gewonnenen Erkenntnisse sind von allgemeiner Bedeutung und daher auf andere Bereiche des Erhaltungsmanagements von Infrastruktur übertragbar.
Aufgabe der Untersuchung war die Ermittlung der Verteilung innerhalb des Straßenquerschnittes, insbesondere in den Rollspuren des Verkehrs sowie die Ermittlung der Veränderung der Griffigkeiten über die Zeit, insbesondere im Hinblick auf den Einflusss winterlicher Verhältnisse im Zusammenhang mit der Benutzung von Spikesreifen. Wesentliche Ergebnisse sind: - Die Griffigkeiten sind über den Straßenquerschnitt nicht gleichmäßig verteilt. " Die Griffigkeiten liegen in Zonen mit hoher Verkehrsbelastung niedriger als in Zonen mit schwacher Verkehrsbeanspruchung. " Die Griffigkeiten unterliegen jahreszeitlichen Schwankungen. " Die Auffassung, dass die Griffigkeiten nach einem Tiefpunkt im Herbst über den Winter zum Frühjahr hin wieder anwachsen, kann nicht aufrechterhalten werden. " Griffigkeitsunterschiede innerhalb eines Straßenquerschnittes können größer sein als die jahreszeitliche Griffigkeitsänderung an einem einzelnen Messpunkt.
Fahrbahnmarkierungen werden vor allem zur Orientierung und zur visuellen Führung im Nahbereich (10 m bis 70 m vor dem Fahrzeug) benötigt, während die visuelle Führung im Fernbereich überwiegend von Leitpfostenrückstrahlern gewährleistet wird. Es ist in der Fachwelt strittig, wie die Sichtweite von Fahrbahnmarkierungen zu definieren ist und welche Sichtweiten notwendig sind, um ein sicheres Fahren vor allem bei Nacht zu gewährleisten. Die tatsächlichen Sichtweiten von Markierungen hängen logarithmisch von der Retroreflexion und der Breite der Markierung ab. Zur Bestimmung der notwendigen Sichtweite ist die Kenntnis der "Vorhersehzeit" - der Zeit von der Wahrnehmung einer Markierung bis zum Ende des davon ausgelösten Manövers (im allgemeinen eines Brems- oder Lenkmanövers) - notwendig. Problematisch ist bei allen Überlegungen, ob den Berechnungen die Entwurfsgeschwindigkeit, die zulässige oder die tatsächlich gefahrene Geschwindigkeit - repräsentiert durch die mittlere oder die v85-Geschwindigkeit - zugrunde gelegt werden soll. Da Längsmarkierungen kein Anhaltegebot, sondern in der Regel Bremsmanöver auslösen, bei denen die Geschwindigkeit nur verringert wird, liegen bei einer angenommenen Reaktionszeit von 1,3 Sekunden die notwendigen Vorhersehzeiten mit 2 bis 5 Sekunden deutlich unter denen, die zum Abbremsen bis zum völligen Stillstand (Anhalteweg) benötigt werden (bis zu 11 Sekunden). Daraus ergeben sich je nach Geschwindigkeit, Geschwindigkeitsdifferenz und Bremsverzögerung notwendige Sichtweiten von 27 m bis 148 m. Aus diesen Sichtweiten wird gefolgert, dass der Mindestwert der Nachtsichtbarkeit (Retroreflexion) von Fahrbahnmarkierungen auf Außerortsstraßen und Autobahnen den Wert von 200 mcd/m2 mal Ix nicht unterschreiten sollte.