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An Landstraßen ist das Abkommen von der Fahrbahn nach rechts (Unfallart 8) die häufigste Unfallart bei Unfällen mit Personenschaden und Unfällen mit Schwerverletzten (DESTATIS, 2012). Da sowohl zahlreiche internationale Untersuchungen für Autobahnen als auch einige wenige für Landstraßen gezeigt haben, dass ein nicht unerheblicher Anteil von Abkommensunfällen von der Fahrbahn nach rechts durch neben den Fahrstreifen in den Randstreifen eingefräste Rüttelstreifen vermieden werden können, war es Ziel dieser Untersuchung, eine geeignete Form von Rüttelstreifen für Landstraßen zu identifizieren und diese auf ausgewählten Pilotstrecken umzusetzen, um anschließend deren Sicherheitswirkung zu untersuchen. Da internationale Erfahrungen auch von einer positive Sicherheitswirkung von in den Mittelstreifen eingefrästen Rüttelstreifen berichten, sollte auch diese Maßnahme pilothaft betrachtet werden. Im ersten Untersuchungsteil wurden im Rahmen einer Literaturanalyse zunächst die internationalen Erfahrungen ausgewertet. Bezüglich der Form der Rüttelstreifen wurde schnell deutlich, dass auf Landstraßen sinus- oder ellipsenförmige Rüttelstreifen dem klassischen rechteckigen Rüttelstreifen vorzuziehen sind, da diese ein geringes Außengeräusch erzeugen und die Befahrbarkeit mit Einspurfahrzeugen (Fahrrad, Motorrad) unkritischer ist. Auf Basis der Erkenntnisse aus der Literatur wurden im nächsten Schritt für zwölf verschiedene Rüttelstreifenvarianten empirische Untersuchungen (Schwingungs-und Lärmmessungen mit Zweispurfahrzeugen sowie Fahrversuche mit Einspurfahrzeugen) auf einer abgesperrten Teststrecke durchgeführt. Die zwölf Rüttelstreifenvarianten unterschieden sich dabei sowohl hinsichtlich der Grundform als auch hinsichtlich der Abmessungen. Als Vorzugsvariante wurde eine völlig neue Form von Rüttelstreifen (Kombination aus Ellipsen-und Sinusform) identifiziert. Diese Form wurde im nächsten Schritt auf zwei geeigneten Pilotstrecken (4,15 km langer Abschnitt der B 55 bei Warstein in NW und 2,8 km langer Abschnitt der B 313 bei Trochtelfingen in BW) in den Randstreifen gefräst. Zudem wurde auf einem 2,75 km langen 2+1-Abschnitt der B 33 bei Triberg in BW der Rüttelstreifen in den Mittelstreifen eingefräst. Auf allen drei Pilotstrecken wurden die Rüttelstreifen im Jahr 2010 gefräst. Auf Basis eines dreijährigen Nachherzeitraums nach Fräsen der Rüttelstreifen lässt sich die Sicherheitswirkung wie folgt zusammenfassen: Die in den Randstreifen gefrästen Rüttelstreifen erwiesen sich auf den beiden Pilotstrecken als wirksame Maßnahme zur Reduktion von Abkommensunfällen von der Fahrbahn nach rechts (U-Art 8). Die positiven internationalen Erfahrungen konnten somit, wenngleich auch nur auf Basis einer äußerst geringen Datengrundlage, bestätigt werden. Für den 2+1-Abschnitt der B 33, auf dem die Rüttelstreifen im Mittelstreifen eingefräst wurden, zeigt sich, dass die Maßnahmenwirkung bezogen auf die Zusammenstöße mit dem Gegenverkehr (U-Art 4) und Abkommensunfälle von der Fahrbahn nach links (U-Art 9) zum Teil negativ ist. Entgegen der internationalen Erfahrungen konnte im Rahmen der durchgeführten Pilotstudie somit keine positive Maßnahmenwirkung festgestellt werden. Die im Rahmen der durchgeführten Pilotstudie an Landstraßen ermittelten Maßnahmenwirksamkeiten von in den Fahrbahnrand und in den Mittelstreifen gefrästen Rüttelstreifen konnten aufgrund des kleinen Stichprobenumfangs, der den Untersuchungen zugrunde lag, kein allgemeingültiges Ergebnis darstellen. Im Fall der in den Randstreifen gefrästen Rüttelstreifen konnten durch die Pilotstudien jedoch die positiven internationalen Erfahrungen mit dieser infrastrukturellen Maßnahme bestätigt werden, sodass deren Einsatz an spezifischen Problemstellen im Bestand unter den im Rahmen dieses Projekts definierten Randbedingungen als eine mögliche Maßnahme zur Verbesserung der Verkehrssicherheit in Betracht gezogen werden sollte. Ein flächendeckender Einsatz von in den Randstreifen gefrästen Rüttelstreifen auf Landstraßen erscheint vor dem Hintergrund der fortschreitenden Verbreitung von Spurhalteassistenten hingegen nicht angezeigt. Bezüglich der Wirksamkeit von in Mittelstreifen eingefrästen Rüttelstreifen konnten die positiven internationalen Erfahrungen mittels der betrachteten Pilotstrecke nicht bestätigt werden. Bevor jedoch diese Maßnahme endgültig verworfen wird, sollten hierzu weitere Untersuchungen durchgeführt werden. Abschließend wurde noch die Dauerhaftigkeit des im Jahr 2003 auf einem 36 km langen Abschnitt der BAB A 24 bei Herzsprung gefrästen rechteckigen Rüttelstreifens bewertet. Im Ergebnis der Laserprofilmessung konnten keine Kantenausbrüche sowohl längs als auch quer zur Fahrtrichtung festgestellt werden.
Das deutsche Autobahnnetz bedarf auch weiterhin des Neubaus und des Ausbaus. Da ein Großteil der deutschen Autobahnen in den 1970er und 1980er Jahren gebaut wurde, wächst auch der Anteil der Strecken, die einer Instandsetzung bzw. grundhaften Erneuerung bedürfen. Im Zuge der erforderlichen Baumaßnahmen ist die Einrichtung von Arbeitsstellen längerer Dauer erforderlich. Jährlich werden in Deutschland auf Autobahnen etwa 400 Arbeitsstellen längerer Dauer eingerichtet. Arbeitsstellen längerer Dauer stellen einen erheblichen Eingriff in den Verkehr dar, mit Auswirkungen sowohl auf den Verkehrsablauf als auch auf die Verkehrssicherheit. Eine besondere Gefahr stellt hierbei die Einrichtung von Arbeitsstellen dar, da alle Absicherungselemente (Verkehrseinrichtungen und Verkehrszeichen) unter Verkehr installiert werden müssen. Die Sicherung von Arbeitsstellen erfolgt gemäß RSA (1995), ergänzt durch die ZTV-SA (1997). Weitere Hinweise zur Einrichtung von Arbeitsstellen enthält der "Leitfaden zum Arbeitsstellenmanagement auf Bundesautobahnen". Diese Regelwerke geben aber immer nur den Zustand der bereits eingerichteten Arbeitsstelle an, während für den Auf- und Abbau bzw. Umbau der Absicherungen keine Hinweise und Vorgaben vorliegen. Neben der Tatsache, dass alle Absicherungselemente und Verkehrszeichen hierbei unter Aufrechterhaltung des fließenden Verkehrs zu installieren sind, stellen besonders spezifische und riskante Arbeitsvorgänge " wie z. B. das Überqueren der Fahrbahn oder das Entfernen von temporären Markierungen " eine Gefahr für die mit der Absicherung betrauten Personen dar. Ferner existieren derzeit keine länderübergreifenden Vorschriften in denen Anordnungen festgelegt sind, welche Abreitschritte nacheinander erfolgen sollen und welche Zwischenphasen beim Auf-, Um- und Abbau einzuplanen sind. Aufbauend auf vorhandenen Erkenntnissen sollte mit diesem Forschungsprojekt ein länderübergreifendes, systematisches Verfahren entwickelt werden, welches die Arbeitssicherheit erhöht, den Verkehrsfluss aufrechterhält und auf den bestehenden Regelwerken basiert.
Aus dem Verkehrsforschungsprogramm der Bundesregierung wurden seit 2001 die Verbundprojekte Leiser Straßenverkehr gefördert. In 2014 wurde das dritte und letzte Verbundprojekt erfolgreich abgeschlossen. Das Verbundprojekt Leiser Straßenverkehr 3 (LeiStra3) hatte sich als zentrales Ziel gesetzt, Maßnahmen zur Minderung des Straßenverkehrslärms in Ballungsräumen zu entwickeln, die dort aufgrund der hohen Bevölkerungsdichte besonders wirkungsvoll sind. Es wurden verschiedene Forschungsansätze verfolgt, die die Geräuschemission an der Lärmquelle nachhaltig reduzieren. Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft haben in einer interdisziplinär angelegten Forschungsarbeit gemeinsam Lösungen erarbeitet, mit denen das Lärmminderungspotenzial von Reifen, Fahrzeug und Fahrbahn weiter ausgeschöpft werden kann. In allen Arbeitspaketen wurden zahlreiche Ergebnisse und Erkenntnisse gewonnen, die dazu beigetragen haben, die bestehende Technik zu verbessern, die Impulse zur Entwicklung neuer Technologien gesetzt haben und auf deren Basis das Technische Regelwerk fortgeschrieben wurde. rnDas Verbundprojekt "Leiser Straßenverkehr 3" wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie unter dem Förderkennzeichen 19U10016 A-M gefördert. Der vorliegende Schlussbericht wurde auf der Grundlage der Originalberichte der Partner erstellt. Auf die Wiedergabe von Anhängen wurde in der vorliegenden Veröffentlichung verzichtet. Die Berichte der einzelnen Teilvorhaben sind ungekürzt bei der Technischen Informationsbibliothek (TIB) veröffentlicht.
Autobahnfahrbahnen aus unbewehrtem Beton sind durch Quer- und Längsfugen in Plattenelemente mit Standardmaßen unterteilt, wobei die Abmessungen auf Erfahrungswerten beruhen. Im Zuge des Forschungsprojektes wurde das Schwingungs- und Verformungsverhalten einer Betonfahrbahnplatte untersucht, um so Erkenntnisse über das dynamische Verhalten einer Betonfahrbahnplatte unter Verkehr zu erlangen. Zu diesem Zweck wurde eine neuartige Messstelle mit Beschleunigungssensoren zur Erfassung der Plattenbewegung errichtet. Einsenkungsdaten der Platte wurden durch Integration der Beschleunigungswerte bestimmt. Zunächst konnten bei der Auswertung der gemessenen Daten wertvolle Empfehlungen für Verbesserungsmöglichkeiten der Messeinrichtung bezüglich Auswahl, Anzahl, Platzierung der Sensoren, Ausführungsdetails und zweckmäßigerweise zusätzlich zu installierender Messsysteme gewonnen werden. Nach Analyse der Messdaten hinsichtlich Einsenkung und spektraler Leistungsdichte konnte festgestellt werden, dass ein harmonisches Schwingungsverhalten oder ein Nachschwingen der Platte durch die starke Dämpfung des Systems ausgeschlossen werden kann. Des Weiteren wurde ein FE-Modell der Betonplatte mit den realen Abmessungen und Stoffkennwerten erstellt und nach dem Verfahren von Westergaard sowie anhand der Messwerte kalibriert. An diesem können Variationen von Länge, Breite und Höhe der Platte berechnet und das Verhalten bei Überfahrt eines Lkw untersucht werden. Hierbei zeigte sich ein dominanter Einfluss des Untergrundes auf das Schwingungs- und Verformungsverhalten der Betonfahrbahnplatte. Bei Variationen der Plattenlänge konnte ein Einfluss der Länge auf die Relativbewegung in der Fuge ermittelt werden. Hier ist besonders bei Längen von mehr als 5 m eine starke Zunahme zu bemerken. Durch Betrachten des Plattenverhaltens beim Lastübergang zwischen den Platten konnte die Theorie des Pumpens und der dadurch verursachten Stoffumlagerung bestätigt werden.
Untersuchungsgegenstand des Forschungsprojektes war die Überprüfung der aktuellen Grenzwertkriterien in Deutschland zur Identifizierung von Unfallhäufungen im Straßennetz. Nach Analyse des IST-Zustandes und der Bestimmung von Defiziten wurden alternative Grenzwertkriterien mit dem Ziel eines optimierten Einsatzes von Ressourcen im Bereich der Örtlichen Unfalluntersuchung überprüft. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse erfolgte die Ableitung von Empfehlungen für zukünftige Grenzwertkriterien. Insgesamt wurden verschiedene Grenzwertkriterien getrennt für die Ortslagen innerorts, außerorts (ohne BAB) und Bundesautobahnen mittels einer umfangreichen Unfalldatenauswertung untersucht. Als Untersuchungsgebiete dienten außerorts Bereiche von Bundesländern (Sachsen) oder ganze Bundesländer (Bayern, Rheinland-Pfalz) sowie innerorts Städte verschiedener Größe (Großstädte über 100.000 E, Mittelstädte mit 30.000 bis 100.000 E sowie Durchfahrten von Ortschaften unter 30.000 E) aus vier Bundesländern. Die Untersuchungen lassen sich in folgenden Ergebnissen zusammenfassen:- Bei der Bestimmung der unfallauffälligen Stellen (UAS) mit gleichartigen Unfällen werden ortslagenunabhängig nahezu alle UAS durch die Gleichartigkeit des Unfalltyps identifiziert. Durch die Berücksichtigung von Unfallumständen wie z.B. die Verkehrsbeteiligung werden kaum zusätzliche Stellen erkannt. - Bei der parallelen Betrachtung der drei aktuellen Auswertungszeiträume (1-Jahreskarte, 3-Jahreskarte (P) und 3-Jahreskarte (SP)) wurde festgestellt, dass ein Großteil der UAS, die in der 3-Jahreskarte (SP) auffällig sind, auch in der 3-Jahreskarte (P) als auffällig identifiziert werden. - Die zeitliche Stabilität, d.h. das wiederholte Auftreten eines unfallauffälligen Bereiches in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Betrachtungszeiträumen, erreicht gemessen am Anteil an allen unfallauffälligen Bereichen in einem Ausgangszeitraum weder bei den UAS noch bei den unfallauffälligen Linien (UAL) eine zufriedenstellende Größenordnung. - Aus den unterschiedlichen Kriterien für die Optimierung von Grenzwerten nach einem ausgewogenen Verhältnis von Aufwand und Nutzen resultieren zum Teil unterschiedliche Ergebnisse. Bei der Empfehlung neuer Grenzwerte wurde darauf geachtet, dass bei Anwendung des Grenzwertes mindestens 10% des Gesamtunfallgeschehens im jeweiligen Betrachtungszeitraum bearbeitet werden. Die Empfehlungen beinhalten für die Identifizierung von unauffälligen Bereichen insbesondere Vorschläge zu geeigneten Betrachtungszeiträumen, räumlichen Abgrenzungen von unfallauffälligen Bereichen sowie der Angabe optimierter Grenzwerte differenziert nach Ortslage und Betrachtungszeitraum.
Im Rahmen dieses Projektes wurden vor dem Hintergrund der nationalen und europäischen Entwicklungen (z.B. Europäische Normung etc.) neben den Randbedingungen für die Kraftduktilitätsprüfung auch die Auswertung der dabei erfassten Daten genauer betrachtet sowie praxisrelevante Parameter bzgl. der Versuchsdurchführung und -auswertung ermittelt. Ebenso wurde auch versucht den gesamten Verlauf der Kraftduktilitätskurve sowie ggf. auch die Gestalt der Kurve in die Auswertung mit einzubeziehen und nicht nur, wie bisher, punktuelle Werte bzw. einzelne feste Bereiche. Anhand der in diesem Projekt ermittelten Ergebnisse kann festgehalten werden, dass die Probekörperform mit geradem Steg (Form II) gemäß DIN EN 13589 der Probekörperform mit verjüngtem Steg (Form I) gemäß DIN EN 13398 vorzuziehen ist, da es trotz der höchsten Maximalkräfte bei der Form I bei niedrigen Temperaturen häufig zu einem vorzeitigen Probenriss kam und die die Ausziehlänge wesentlich geringer als bei der Form II (Form mit geradem Steg) war. So das in vielen Fällen eine Ermittlung der Formänderungsarbeit zwischen 200 mm und 400 mm Dehnungsweg gemäß der DIN EN 13703 bei Prüfung mit der Form I nicht möglich war, da die Proben die Ausziehlänge von 400 mm nicht erreichten. Dadurch kann die Form mit verjüngtem Steg (Form I), trotz der Verwendung für die elastische Rückstellung nach DIN EN 13398, nicht für den Einsatz bei der Kraftduktilitätsprüfung empfohlen werden. Hinsichtlich der Ziehgeschwindigkeit sollte die bis-her in der Norm verankerte Ziehgeschwindigkeit von 50 mm/min beibehalten werden, da eine Reduzierung der Geschwindigkeit keine Vorteile, z.B. hinsichtlich der Vermeidung eines vorzeitigen Proberisses bei niedrigen Temperaturen, bringt und die Prüfung mit der reduzierten Ziehgeschwindigkeit von 25 mm/min somit doppelt so lange dauern würde. Bezüglich der Prüftemperatur sollte ein Vorgehen gewählt werden, dass es erlaubt, die Ergebnisse, die bei den verschiedenen Bitumensorten gewonnen werden, zu vergleichen. Dies könnte beispielsweise 10-°C als Prüftemperatur sein. Die Festlegung einer einheitlichen Prüftemperatur und dann entsprechend sortenspezifische Anforderungen an die Formänderungsarbeit würden auch bei unbekannten Bitumen und/oder Kontrollprüfungen die Durchführung der Kraftduktilitätsprüfung sowie die Bestimmung der Bitumensorte erleichtern. Aufgrund der im Rahmen des Projektes ermittelten Ergebnisse sollte für Kraftduktilitätsprüfungen die Probekörperform mit geradem Steg gemäß DIN EN 13589 und eine Ziehgeschwindigkeit von 50 mm/min gewählt werden. Die anderen Randbedingungen (Probekörperform mit verjüngtem Steg und Ziehgeschwindigkeit von 25 mm/min) haben sich hinsichtlich der Durchführbarkeit, Auswertbarkeit und Praktikabilität als nicht geeignet erwiesen. Das Rückgewinnungsverfahren für polymermodifizierte Bitumenemulsionen gemäß dem Entwurf der DIN EN 13074-1 hat sich bei den Untersuchungen im Labor als geeignet hinsichtlich Anwendbarkeit und der Ergebnisse gezeigt. So dass keine Modifikation des Verfahrens notwendig erscheint. Für die genauere Interpretation der Kraftduktilitätskurven sowie ggf. Unterscheidung der einzelnen Sorten ist eine Aufteilung der Kurve in zwei Teilbereiche unumgänglich. Allerdings konnte bisher noch kein Verfahren identifiziert werden, mit dem dies eineindeutig möglich ist. Vor allem weil die in der Praxis auftretende Spannbreite der Ergebnisse bei einer einzelnen Sorte bereits recht groß ist, daher nicht immer auszuschließen ist, dass sich die Randbereiche der einzelnen Sorten nicht überschneiden. Um die einzelnen Sorten anhand der Prüfergebnisse unterscheiden bzw. differenzieren zu können, sind die Prüfungen bei einheitlichen Temperaturen unabhängig von der Bitumensorte notwendig, da sich mit der Änderung der Temperatur auch der Kurvenverlauf und somit die Kennwerte ändern. Das Verfahren zur Aufteilung der Kurven in Teilbereiche sollte frei von subjektiven Einflüssen rein mathematisch erfolgen, nachvollziehbar und einfach im täglichen Laborbetrieb anwendbar sein. Daher wird als relativ einfache Variante die Ermittlung der Steigung des Kurvenverlaufes anhand der 1. Ableitung vorgeschlagen. Unabhängig von der Art des Kurvenverlaufes lässt sich hierbei immer das Maximum der Steigung ermitteln. Anhand dessen kann die Trennung in die beiden Bereiche der Kraftduktilitätskurve einfach und schnell durchgeführt werden. Die weitere Interpretation des Kurvenverlaufes sowie die Zuordnung zu einer Bitumensorte kann anhand des Quotienten der Formänderungsarbeiten der beiden Abschnitte erfolgen.
Die Wiederverwendung von Ausbauasphalten im gebundenen Straßenoberbau erfolgt in Deutschland seit etwa vier Jahrzehnten. Die in Zukunft anfallenden Ausbauasphalte werden zunehmend bereits mit Asphaltgranulat hergestellt worden sein, sodass mit zunehmenden Alterungsgraden der Bindemittel zu rechnen ist. Entscheidend ist zukünftig, die qualitative Einbindung der Ausbauasphalte in die Wiederverwendungskonzepte zu verbessern. Hierzu sind insbesondere die Aktivierbarkeit und die Homogenisierbarkeit der Bindemittel im Asphaltgranulat mit dem frischen Bindemittel genauer zu beachten. Ob und wieweit eine solche Homogenisierung bei Zugabe von Rejuvenatoren (Verjüngungsmittel) gegeben ist, oder sich vielleicht noch verbessern lässt, ist zu hinterfragen. Zudem ist grundsätzlich die rheologische Wirkung der Rejuvenatoren in Abhängigkeit vom Alterungsgrad der Bindemittel im Asphaltgranulat von Bedeutung. Im Rahmen des Forschungsprojektes wird eine materialbeschreibende Marktanalyse durchgeführt, mit der die Stoffeigenschaften der angebotenen Rejuvenatoren vergleichend betrachtet werden. Neben der Wirksamkeit wird auch die Dauerhaftigkeit der "Verjüngung" durch simulierte Alterungsprozesse (Laboralterung) ermittelt. Nach der umfassenden Charakterisierung der Art und Dauer der Wirkung der Rejuvenatoren wurde in Abhängigkeit von diesen Ergebnissen eine Auswahl für weitergehende Asphaltuntersuchungen getroffen. Mit drei Produkten erfolgt eine umfassende Untersuchung der Auswirkungen auf die performance-orientierten Asphalteigenschaften. Hierzu wurden Laboruntersuchungen und im Anschluss daran Erprobungen im Rahmen einer Straßenbaumaßnahme durchgeführt, wissenschaftlich begleitet und dokumentiert. Der Einfluss der Rejuvenatoren ist unterschiedlich: Einige Rejuvenatoren wirken tatsächlich rheologisch "verjüngend", andere "fluxend". Die dritte Wirkungsvariante zeigt eine Veränderung des rheologischen Verhältnisses aus elastischen und viskosen Verformungsanteil hin zu noch höheren elastischen Anteilen. Dies ist nach bisherigen Erkenntnissen keine gewünschte Wirkungsweise.
Die spezifische Charakteristik der an PWC-Anlagen anfallenden Abwässer (viel Urin und höher Anteil von Toilettenpapier und Grobstoffen im Abwassergemisch), deren Ursache (Nutzerverhalten, sparsame Sanitärtechnik) und schließlich die Konsequenzen (Betriebsstörungen durch Verstopfungen und Ablagerungen, Schwierigkeiten bei der biologischen Behandlung und Schlammabfuhr) erfordern angepasste Konzepte und Technologien für einen wirtschaftlichen und sicheren Betrieb der Abwasserentsorgung von PWC-Anlagen. Aufbauend auf den Erkenntnissen des Forschungsvorhabens FE 02.202/2000/MRB wurde die Planung und Umsetzung der abwassertechnischen Sanierung der PWC Anlage Jalmer Moor an der BAB A7 wissenschaftlich begleitet sowie der Betrieb evaluiert. Einerseits wurde Augenmerk auf den wirksamen Rückhalt von Feststoffen in einer Vorklärung gelegt, der speziell für die Betriebssicherheit von Bodenfiltern entscheidend ist. Anderseits wurde die Abtrennung von männlichem Urin aus dem Abwassergemisch als mögliche Option zur Stabilisierung des Reinigungsprozesses untersucht. Im Projekt konnten konstruktive Empfehlungen für die Absetzbeh älter von PWC-Anlagen abgeleitet werden und gezeigt werden, dass sich Bogensiebe als Alternative zu Absetzbecken auf Grund zu erwartender betrieblicher Probleme nicht eignen. Die Untersuchungen zur Urinabtrennung zeigten, dass diese einen signifikanten Beitrag zur Sicherstellung von Ablaufgrenzwerten und insbesondere zur Stabilisierung der Nitrifikation im Bodenfilter leisten kann. Urinabtrennung allein ist kein Garant für das Einhalten von Ablaufgrenzwerten. Wichtig ist der ordnungsgemäße Betrieb der Gesamtanlage, der solide Fachkunde erfordert und deshalb bevorzugt an eine geeignete Institution/Firma übergeben werden sollte. Auf tägliche Kontrollgänge, wie sie prinzipiell von geschultem bzw. eingewiesenem Personal der Autobahnmeisterei zu leisten wäre, kann letztlich nicht verzichtet werden. Der zeitliche Aufwand dafür läßt sich nur durch eine geeignete konstruktive Gestaltung der Anlage in Grenzen halten. Bei der Planung zukünftiger Anlagen müssen deshalb die Belange des späteren Betreibers wesentlich stärker Berücksichtigung finden.
Ziel des Forschungsvorhabens war die Erarbeitung eines Durchführungskonzepts für eine Längsschnittstudie zur Erfassung der zeitlichen Entwicklung von Fahr- und Verkehrskompetenz bei Fahranfängern. Aus den Ergebnissen der Längsschnittstudie sollen Anforderungen an Massnahmen zur Unterstützung des Kompetenzerwerbs abgeleitet werden können. Zur Erfüllung dieses Forschungsziels wird im ersten Teil des Berichtes auf Basis theoretischer Überlegungen und vor dem Hintergrund veröffentlichter Befunde zur Verkehrssicherheit von jungen Fahrern und Fahranfängern sowie deren Unterschieden zu erfahrenen Fahrern ein theoretisches Gerüst zu Fahrvermögen, Fahrkompetenz und deren Erhöhung durch Übung und Erfahrung abgeleitet. Die Begriffe Fahrvermögen und Fahrkompetenz werden dabei als messbare Konstrukte definiert, die an die Verkehrssicherheit gekoppelt sind. Während Fahrvermögen das reine Fahrenkönnen beschreibt, umfasst der Begriff der Fahrkompetenz zusätzlich verkehrssicherheitsrelevante motivationale und volitionale Faktoren. Im Bericht wird eine neue Klassifikation der Fahraufgabe vorgestellt, die auf die Belange der Untersuchung von Fahranfängern zugeschnitten ist. Es wird weiterhin eine Modellvorstellung zum Informationsverarbeitungsprozess beim Autofahren und zu Prozessen der Fahrkompetenzerhöhung auf Basis einer Ressourcenbetrachtung erarbeitet. Demnach gibt es drei verschiedene Informationsverarbeitungsebenen: die rein kognitive, die kognitiv-sensumotorische und die rein sensumotorische. In der kognitiven Ebene werden Aufgaben bearbeitet, die keine direkte Verbindung zu motorischen Aktionen haben. In der kognitiv-sensumotorischen Ebene arbeiten Kognition und Sensumotorik zur Erfüllung der primären Fahraufgaben der Quer- und Längsführung dauernd und kontinuierlich Hand in Hand. Auf die rein sensumotorische Ebene hat die Kognition keinen Einfluss. Auf Basis der erarbeiteten Modellvorstellungen werden im zweiten Teil des Berichtes Anforderungen an das Design von Längsschnittstudien diskutiert. Der Kern der Untersuchung wird dabei durch die Erfassung von Befragungsdaten, durch Verhaltensbeobachtungen im Realverkehr sowie durch Simulatorversuche definiert. Schliesslich werden zwei unterschiedlich komplexe Designs für Längsschnittstudien mit Fahranfängern erarbeitet.
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde ein Verfahren entwickelt und validiert, mit dem sich reale Emissionsfaktoren für motorisierte Zweiräder in der Systematik des HBEFA generieren lassen. Das Verfahren basiert auf Fahrzeug-Emissionsmessungen in realen Testzyklen, vermessen am Rollenprüfstand oder auf der Straße, als Eingabe für ein Simulationsmodell. Das Modell erzeugt aus den Messungen Motorkennfelder, in denen die Abgasemissionen und der Kraftstoffverbrauch über normierter Motordrehzahl und normierter Motorleistung abgelegt werden. Für jedes gemessene Kfz ergibt sich ein normiertes Emissions-Motorkennfeld. Aus den einzelnen Kennfeldern können dann Durchschnittskennfelder je Fahrzeugkategorie (z.B. Motorrad über 500ccm, EURO 3) gebildet werden. Die Motordrehzahl muss in den Emissionstests entweder gemessen, oder aus Geschwindigkeit, Gang, Reifenumfang und Übersetzungen berechnet werden. Die Motorleistung kann mittels gemessenem CO2-Massenstrom und der Drehzahl aus "generischen CO2-Kennfeldern" ermittelt werden, da im Allgemeinen keine gemessene Leistung vorliegt. Um mit dem Modell dann Emissionsfaktoren für beliebige Fahrzyklen zu bestimmen, wird die Motorleistung aus der Fahrzeuglängsdynamik, den Verlusten im Antriebstrang und dem Leistungsbedarf von Nebenaggregaten aus dem jeweils vorgegebenen Geschwindigkeits- und Steigungsverlauf berechnet. Zur Bestimmung der Drehzahl wird zuerst ein passender Gang berechnet und dann aus den Übersetzungen die Motordrehzahl. Steht die geforderte Motorleistung in keinem Gang zur Verfügung, wird die Beschleunigung im betroffenen Zeitschritt so reduziert, dass sich ein Volllastbetrieb ergibt. Die Berechnungen erfolgen in 1Hz Auflösung. Für jede Sekunde werden dann aus dem zugehörigen Motorkennfeld die Emissionen entsprechend der Drehzahl und Leistung interpoliert. Die integrierten Emissionswerte über den Zyklus ergeben die Summenemissionen, die Division durch die zurückgelegte Strecke die Emissionsfaktoren in g/km. Die Methode wurde im Simulationsprogramm PHEM implementiert. Da PHEM bereits in einem ähnlichen Verfahren Emissionsfaktoren für PKW, LNF und SNF berechnet, war der Zusatzaufwand zum Einbau von Zweirädern nieder und alle Zusatzfunktionen von PHEM können auch für Zweiräder verwendet werden (z.B. Dynamikkorrekturen, automatisierte CO2-basierte Kennfelderzeugung, Batch-Modus, etc.). In dem Projekt wurde die Modellentwicklung und Validierung anhand von 4 gemessenen Zweirädern durchgeführt. Die Tests umfassten Abgasmessungen auf einem Rollenprüfstand sowie On-Road-Messungen mittels PEMS. Die Messkampagne wurde auch genutzt, um einen Vorschlag für ein einheitliches Minimalmessprogramm zur Bestimmung von Emissionsfaktoren von Zweirädern zu erarbeiten. Dazu wurden umfangreiche Fahrversuche im realen Betrieb durchgeführt, die gemessenen Zyklen in Teilstücke verschiedener Verkehrssituationen unterteilt und je Verkehrssituation ein repräsentatives Teilstück bestimmt. Diese wurden dann zu "Real World Rollenzyklen" zusammengefügt. Bei einem Motorradzyklus ist auch ein sportlicher Fahranteil mit Steigung enthalten. Damit ist sichergestellt, dass die Motorkennfelder mit diesen Rollentests gut abgedeckt sind und bei der Berechnung von Emissionsfaktoren keine Extrapolationen von Emissionswerten erforderlich sind. Die am Markt befindlichen PEMS Systeme sind für die Verwendung bei Zweirädern wegen deren Gewicht und Baugröße nicht für alle Fahrzeuge geeignet. PEMS Messungen sind vorerst nur bei größeren Motorrädern im realen Verkehr möglich. Die Emissionskennfelder enthalten jeweils CO, CO2, NOx, HC sowie optional auch die vom FTIR gemessenen Komponenten und Partikelanzahl. Die nicht limitierten Abgaskomponenten aus der FTIR Messung können, wegen der teilweise sehr niederen Emissionsniveaus, nur unsicher zeitaufgelöst gemessen und simuliert werden, so dass hier die Verwendung von Zyklusmittelwerten in [g/km] oder von mittleren Prozentwerten an den HC und NOx Emissionen empfohlen wird. Mit der entwickelten Methode und der Software PHEM bestehen nunmehr die Grundlagen, Emissionsfaktoren für Zweiräder in gleicher Qualität wie sie bei PKW und Nutzfahrzeugen bereits Standard ist, zu gerieren. Die Methoden und mögliche gemeinsame Messprogramme werden in der ERMES Gruppe bereits diskutiert und werden hoffentlich schon 2018 zu einer deutlichen Verbreiterung der Datengrundlage zum Emissionsverhalten von Zweirädern führen.
