Thematisiert werden Untersuchungen an einer instrumentierten Versuchsstraße (Modellstraße) der BASt in Asphaltbauweise im Maßstab 1:1 und die damit zusammenhängenden strukturmechanischen Berechnungen. Zum Modellstraßenaufbau werden relevante Materialeigenschaften und -prüfungen dargelegt. Ziel war, die mechanischen Beanspruchungen im Straßenaufbau der Modellstraße infolge verschiedener Lkw-Kombinationen mit variierenden Geschwindigkeiten und Beladungen messtechnisch zu untersuchen. Für die Modellierung des dreidimensionalen Asphaltstraßenaufbaus kam ein semi-analytisches hybrides Rechenmodell zum Einsatz, basierend auf der Finite-Elemente-Methode (FEM) und der Semi-Analytischen Finite-Elemente-Methode (SAFEM). Die Ergebnisse der Berechnungen und die Resultate aus dem Vergleich aus Messung und Berechnung werden vorgestellt.

Besonders an älteren Stahlbrücken mit orthotroper Fahrbahnplatte, die nicht nach aktuellen konstruktiven Vorgaben geplant und errichtet wurden, werden im Zuge der ersten Hauptprüfung nach der Asphalterneuerung gehäuft Schäden im Bereich der orthotropen Fahrbahnplatte vorgefunden. Zum aktuellen Zeitpunkt stehen keine wissenschaftlichen Publikationen, Regelwerke oder Handreichungen zum schonenden Asphaltausbau auf Stahlbrücken zur Verfügung. Ebenso existiert keine Datenbasis zu den hervorgerufenen Beanspruchungen infolge von Fräsvorgängen. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, Grundlagen für die gezielte Anpassung von Regelwerken und Normen zu schaffen, um zukünftig direkte und indirekte Schäden infolge der Asphalterneuerung an Stahlbrücken zu vermeiden beziehungsweise zu minimieren. Unter direkten Schäden versteht man die Riefenbildung durch das Fräsen auf der Oberseite des Fahrbahnblechs, die bei unplanmäßigem Kontakt mit der Fräswalze entstehen. Mit indirekten Schäden sind die detektierten Risse in der Nähe von Schweißnähten zu verstehen. Der Thematik wurde sich im Forschungsvorhaben sowohl experimentell im Feldversuch als auch rechnerisch genähert. Als Testfeld für die messtechnisch begleiteten Fräsarbeiten wurde eine Stahlbrücke mit orthotroper Fahrbahnplatte im Zuge der B1 in Neubrandenburg gewählt. Es wurden mehrere Versuchsreihen durchgeführt, die unterschiedliche Fräsparameter und Fräsentypen miteinander vergleichen. Grundsätzlich lässt sich festhalten, dass das Fräsen ein hochdynamischer Vorgang mit einer Vielzahl an hochfrequenten Schlägen ist. Das führt jedoch nicht zwangsläufig zu den vermuteten ebenso hohen Spannungsamplituden. Maßgeblichen Anteil an der maximalen Beanspruchung hat infolge der lokaler Flächenpressung bei unmittelbarer Überfahrt das Maschineneigengewicht. Dieses Spannungsniveau wird von kleineren Amplituden infolge des Fräsens überlagert. Auf Grundlage der linearen Schadensakkumulation sowie der LEBM konnte für ausgewählte Details des Längsrippenanschlusses gezeigt werden, dass das Fräsen nicht maßgeblich zur Rissinitiierung und zum Rissfortschritt beiträgt. Lediglich bei großen Vorschädigungen – beispielsweise tiefe und lange Risse am Nahtfuß – kann das Fräsen zum stabilen Risswachstum führen. Eine weitere wesentliche Beobachtung ist, dass der Wirkbereich einer Fräse sehr begrenzt ist. Überbaubereiche in wenigen Metern Entfernung werden nicht nennenswert beansprucht.

Im Rahmen des Lebenszyklusmanagements von Infrastrukturbauwerken stellt die Bewertung der Tragfähigkeit bestehender Brücken eine zentrale Aufgabe dar. Da die aktuell gültigen Regelwerke für Neubauten nur eingeschränkt auf Bestandsbauwerke übertragbar sind, wurde in Deutschland die Nachrechnungsrichtlinie eingeführt. Mit dieser werden u. a. Ausnutzungsgrade für Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit ermittelt und eine realitätsnahe Bewertung der tatsächlichen Tragreserven eines Bauwerks ermöglicht. Die Erstellung von Nachrechnungen erfordert jedoch einige Kapazitäten (v. a. Personal). Daher wurde für einen ersten Vergleich der erforderlichen Brückentragfähigkeit (Ziellastniveau) mit der vermuteten bzw. nachgewiesenen Brückenklasse eines Bauwerks der Traglastindex als Kennwert zur strukturellen Bewertung der Brücken eingeführt. Er bietet eine empirische Einschätzung der strukturellen Leistungsfähigkeit, basierend auf allgemeinen Bauwerksmerkmalen wie Baujahr, Konstruktionsart und Verkehrsbelastung. Ziel dieses Berichts ist es, einen Zusammenhang zwischen dem Traglastindex und den Ergebnissen aus Stufe-2-Nachrechnungen von Betonbrücken herzustellen. Hierzu wurden systematisch Ausnutzungsgrade aus vorhandenen Nachrechnungen analysiert und den Traglastindizes aus der Bauwerksdatenbank SIB-Bauwerke gegenübergestellt. Neben dem Mittelwert wurden auch Extremwerte und die Anzahl verfügbarer Nachweise berücksichtigt, um die Aussagekraft der Daten zu bewerten. Die Analyse zeigt, dass mit steigendem Traglastindex im Regelfall auch die Ausnutzungsgrade steigen, was die Grundannahme des Traglastindexes bestätigt. Auch die Sonderregelung für Bauwerke mit Koppelfugen konnte validiert werden. Die Auswertung verdeutlicht, dass der Traglastindex trotz seiner empirischen Grundlage ein geeignetes Instrument zur Identifikation und Priorisierung von Bauwerken mit Tragfähigkeitsdefiziten darstellt. Die Ergebnisse unterstützen damit die Vorgehensweise der Infrastrukturbetreiber und stärken die Aussagekraft des Traglastindexes als Werkzeug zur strukturellen Bewertung im Brückenmanagement.

The Annual Report 2025 is dedicated to the 75th anniversary of BASt. More than 30 articles are featured under the motto “75 Years of BASt”. They offer a look back at outstanding projects and developments, as well as a glimpse into the future. A historical overview from the 1950s to the present day provides insight into the development of BASt and road traffic in Germany. Long-time partners enrich the report with personal words in the form of brief statements. As usual, a selection of research activities from the year 2025 is also presented in short articles. In total, over 80 articles by more than 150 authors cover the broad range of topics addressed by BASt. These topics focus on infrastructure, construction, energy, the environment, mobility, safety, driving, digital, and skilled labour. Highlights, as well as facts and figures in concise form, complement the report.

Die Klimaerwärmung durch Klimaschutzmaßnahmen auf das geringste Maß zu begrenzen ist eine herausfordernde Aufgabe der Gegenwart. Dazu gehören auch Maßnahmen zur Senkung der klima- und umweltschädlichen Auswirkungen des Verkehrs. Mit Blick auf den zunehmenden Güterverkehr hat die Europäische Kommission neue Emissionsziele für schwere Nutzfahrzeuge vorgeschlagen, die ab 2030 gelten sollen. Das führt zu alternativen Antrieben und zu sogenannten emissionsfreien Fahrzeugen (ZEV). Alternative Antriebe wie zum Beispiel Elektroantriebe oder Wasserstoffantriebe führen zu Mehrgewicht im Vergleich zu den aktuellen Diesel LKW‘s und damit bei gleicher Gewichts- und Achslastbeschränkung zu Wettbewerbsnachteilen in der Transportindustrie. Zur Minderung des Problems werden im vorliegenden Bericht Auswirkungen von möglichen Steigerungen der zulässigen Gesamtgewichte Fahrzeuge des Schwerverkehrs auf die Beanspruchung der Brücken untersucht. Auf Grundlage von Verkehrsmessungen werden hierzu Simulationen des aktuellen Schwerverkehrsaufkommens durchgeführt und die Auswirkungen dieser simulierten Verkehrsbänder für verschiedene Tragsysteme und Schnittgrößen berechnet. Aus statistischen Auswertungen der Berechnungsergebnisse werden charakteristische Werte, die über eine Wiederkehrperiode von 1000 Jahren definiert sind, bestimmt. Diese Werte für verschiedene Tragsysteme und Schnittgrößen werden mit den Werten, die sich aus dem Ansatz des Lastmodells 1 des DIN-Fachberichtes 101 (2003) sowie aus historischen Lastmodellen, die im Wesentlichen für die Bestandsbrücken angewandt wurden, verglichen. Diese so entwickelten Referenzwerte werden dann Werten, die auf gleichen Weg durch Steigerungen der zulässigen Gesamtgewichte in 2 t Schritten ermittelt werden, gegenübergestellt. Zur Abrundung der Vergleiche werden Fahrzeugkonstellationen variiert und Berechnungen mit synthetisch erzeugen massekonstanten Verkehren ohne Überladung der Fahrzeuge bereitgestellt. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass das aktuelle Schwerverkehrsaufkommen mit dem Lastmodell 1 des DIN-Fachberichtes 101 (2003) gut erfasst ist, das heißt das Lastmodell 1 des DIN-Fachberichtes 101 ist die aktuell erforderliche Tragfähigkeit der Bestandsbrücken im Zuge des Autobahnnetzes. Im Bestand der Brücken im Autobahnnetz sind infolge der Errichtungsjahre von 1960 bis heute 20,4% der Brücken mit dieser Tragfähigkeit vorhanden. Für Bundesstraßen ist die aktuelle Tragfähigkeit durch das Lastmodell BK 60/30 beschrieben. 48% der Bundesstraßen weisen diese Tragfähigkeit aus. Der Brückenbestand der Bundesstraßen und Autobahnen wird teilweise über seine Tragfähigkeit beansprucht und bedarf Kompensationsmaßnahmen, um die Sicherheit zu gewährleisten. Moderate Variationen der Fahrzeugkonstellation können keinen Beitrag zur Minderung der Brückenbeanspruchungen leisten. Beanspruchungsmindernde Auswirkungen ergeben sich durch den Einsatz von 6-Achs Fahrzeugen anstatt von 5-Achs Fahrzeugen. Deutliche Minderungen der Auslastung können durch regelkonformen Verkehr nachgewiesen werden. Steigerungen der zulässigen Gesamtgewichte können erst nach Modernisierungen und Instandsetzungen der Brücken diskutiert werden. Bei Einhaltung der StVZO hinsichtlich der zulässigen Gewichte entsprechen fast alle Brücken im Autobahnnetz der aktuell erforderlichen Tragfähigkeit und es sind Steigerungen der zulässigen Gesamtgewichte um 2t zusätzlich möglich. Die Untersuchungen wurden für Brücken der Bundesstraßen erweitert, die Ergebnisse entsprechen dem voraus Zitierten. Die Einhaltung der zulässigen Gesamtgewichte muss vor Umsetzung von Steigerungen durch Messungen z.B. über WIM-Stationen belegt sein.

Der Nachweis ausreichender Ermüdungssicherheit wird bei der Bemessung von Stahl- und Stahlverbundbrücken nach Eurocode auf Grundlage des Ermüdungslastmodells ELM 3 nach DIN EN 1991-2 geführt, in Kombination mit Schadensäquivalenzfaktoren nach DIN EN 1993-2 und DIN EN 1994-2. Die bisherige Definition der Schadensäquivalenzfaktoren nach DIN EN 1993-2 erfolgt auf der Grundlage der Untersuchungen von Merzenich und Sedlacek (1995), deren Referenz die Verkehrsdaten des Auxerre-Verkehrs von 1984 sind. Im Gegensatz zur Anpassung des LM1 sind die λ-Faktoren unumgänglich macht, um die Zukunftssicherheit neuer Brücken nicht zu gefährden. Der vorliegende Forschungsbericht behandelt daher die Neu-Kalibrierung der Schadensäquivalenzfaktoren des ELM 3 für die Bemessung von Stahl- und Stahlverbundbrücken. Dazu werden Verkehrslastsimulationen in einer systematischen Analyse für verschiedene Tragsysteme durchgeführt, entsprechend einem weiten Spektrum an Brücken. Weiterhin werden unterschiedliche Prognose-Szenarien eines möglichen zukünftigen Verkehrs untersucht, basierend auf einer Analyse der bisherigen Verkehrsentwicklung und verfügbaren Verkehrsprognosen. Die Prognose-Szenarien sind aus heutiger Sicht als konservativ einzustufen und stellen weiterhin nur eine Auswahl von vielen Möglichkeiten dar, da die zukünftige Entwicklung des Verkehrs nur bedingt realistisch abbildbar ist. Angesichts dieser Vielzahl an Möglichkeiten und der langen Nutzungsdauer von Brücken garantiert jedoch der Ansatz etwas konservativer Verkehrsszenarien langfristig die Wirtschaftlichkeit der Brückeninfrastruktur. Zu betonen ist, dass die zugrundeliegenden Prognose-Szenarien eines möglichen zukünfti-gen Verkehrs mit der Annahme verknüpft sind, dass diese frühestens in 50 Jahren eintre-ten. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, dass ein entsprechender Anstieg des Ver-kehrs, bspw. durch Erhöhung zulässiger Gesamtgewichte oder Achslasten, in naher Zukunft auszuschließen ist. Im Ergebnis zeigen die betrachteten Beispielbrücken infolge der abgeleiteten λ-Faktorenein im Regelfall erhöhtes Auslastungsniveau der unterschiedlichen Ermüdungs-nachweise. Es ist jedoch festzuhalten, dass der Ermüdungsnachweis für diese nach heutiger Normengeneration dimensionierten Stahl- und Stahlverbundbrücken dennoch im Großteil der untersuchten Fälle erfüllt werden kann. Für das untergeordnete Straßennetz ermög-licht der hier entwickelte Vorschlag auch eine Reduzierung der rechnerisch anzusetzen-den Ermüdungsbeanspruchung. Dies wird erreicht durch eine abgestufte Betrachtung der Verkehrsart in analoger Form, wie dies bisher auch für Stahlbeton- und Spannbetonbrücken möglich ist. Dies führt zu einer Harmonisierung des Nachweiskonzeptes für beide Bauarten. Der Nutzen des Projekts liegt in der Erarbeitung sowohl zukunftssicherer als auch entsprechend abgestufter Ermüdungslastmodelle für den Neubau von Stahl- und Stahlverbund-brücken als Grundlage für die nächste Normengeneration DIN EN 1993-2 inkl. DIN EN 1993-2/NA bzw. DIN EN 1994-2 inkl. DIN EN 1994-2/NA.

Die Verkehrsinfrastruktur der Bundesrepublik hat eine essenzielle Bedeutung für den Wirtschaftsstandort Deutschland. Im Besonderen gilt dies für die Straßeninfrastruktur. Der Erhalt sowie der Ausbau des Straßennetzes, vor allem der Bundesfernstraßen, wird in den kommenden Jahren die Bundesrepublik Deutschland vor enorme Herausforderungen stellen, insbesondere vor dem Hintergrund zunehmender wetterbedingter Naturkatastrophen infolge von Starkregen und Sturzfluten, Überschwemmungen, Dürren und Hitze sowie Stürmen. Die Schadensanfälligkeit der Verkehrsinfrastruktur infolge von Starkregen- und Hochwasserereignissen ist von zahlreichen baulichen Parametern der Straße wie auch der Straßenausstattung und den damit verbundenen Inhomogenitäten der verwendeten Materialien und Bauweisen sowie der Art der Hochwassereinwirkung und der Gestaltung des umliegenden Geländes abhängig. Aus dem Zusammenwirken der unterschiedlichen Einflussgrößen resultieren unterschiedliche Ursache-Wirkungs-Mechanismen und somit auch unterschiedliche Gefährdungspotentiale. Um besonders risikobasierte Straßen, Gebiete und Regionen zu identifizieren, müssen somit vorab Ursache-Wirkungs-Mechanismen grundsätzlich verstanden werden. Dies ist außerdem essentielle Voraussetzung, um bestehende und künftige Verkehrsinfrastruktur an bestehende und künftige Herausforderungen hinsichtlich Klimawandel und Extremwetterereignisse anzupassen und geeignete Maßnahmen und Handlungsempfehlungen für eine klimaresiliente Verkehrsinfrastruktur bereitzustellen. Um der Notwendigkeit gerecht zu werden, eine klimaresiliente Verkehrsinfrastruktur zu gewährleisten, hat sich das Forschungsvorhaben zunächst zum Ziel gesetzt, Schäden, die infolge der Hochwasserkatastrophe im Juli 2021 an Bundesfernstraßen in Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz entstanden sind, zu analysieren und erste Handlungsempfehlungen für klimaadaptierte Bauweisen bereitzustellen. Hierfür erfolgte zunächst eine Sammlung und Sichtung verfügbarer Unterlagen zu festgestellten Schäden, wie Berichte, Bilder oder Ähnliches. Im Weiteren wurden die einzelnen Schäden dokumentiert und klassifiziert, bevor im Anschluss fünf unterschiedlich klassifizierte Schadensfälle für eine differenzierte Analyse und Bewertung in Absprache mit dem Auftragnehmer ausgewählt wurden. Die Datengrundlage für die fünf Schadensfälle wurde anschließend durch Umfeld- und Ereignisdaten ergänzt. Unter Einbeziehung aller verfügbaren Informationen wurden nachfolgend Finite-Volumen- und Finite-Elemente-Modelle erstellt, um hydronumerische und strukturmechanische Berechnungen für verschiedene Belastungsszenarien durchzuführen. Auf Grundlage der verfügbaren Daten und der Ergebnisse der numerischen Berechnungen konnten für die fünf differenziert betrachteten Schadensfälle Ursache-Wirkungs-Mechanismen abgeleitet werden. Abschließend wurden Handlungsempfehlungen und Maßnahmen zur Gewährleistung einer klimaresilienten Verkehrsinfrastruktur bereitgestellt und diskutiert.

Als Konsequenz der Festlegung eines neuen Grenzwerts für Asphaltdämpfe und Aerosole beim Einbau von Asphaltmischgut muss neben technischen Lösungen am Asphaltfertiger (Absaugreinrichtung) auch der Asphaltmischguteinbau temperaturabgesenkt erfolgen. Dabei muss sichergestellt werden, dass eine Temperaturabsenkung die mechanische und funktionale Qualität sowie das Gebrauchsverhalten und die Dauerhaftigkeit des hergestellten Asphaltmischguts nicht gefährdet. Mit diesem Forschungsprojekt wurde das Ziel verfolgt, für Zusätze und Technologien zur Herstellung von Temperaturabgesenkten Asphalten (TA-Asphalte) jeglicher Art, einen einheitlichen Nachweis der Temperaturabsenkung im Labor zu entwickeln. Dazu wurden Probekörper bei unterschiedlichen Temperaturen mit erhöhter Verdichtungsenergie hergestellt. Die dabei berechneten Raumdichten wurden funktional beschrieben (Verdichtungsfunktion), so dass für eine übliche Verdichtungsenergie die mögliche, abgesenkte Verdichtungstemperatur und/oder für eine gewünschte Temperatur die benötigte Verdichtungsenergie ermittelt werden konnte. Zum Nachweis dieses Vorgehens wurden die relevanten Technologien zur Herstellung von TA Asphalten bezogen auf ihre Wirkungsweise untersucht: Grenzflächenaktive Zusätze, Rheologie bzw. Reaktivmodifizierende Zusätze, Mineralische Zusätze (Zeolith), die Schaumbitumen-Technologie und teilweise die bereits bewährten Viskositätsverändernden Zusätze (VVZ). Zunächst wurde das Vorgehen an einem Asphaltmischgut für Asphaltdeckschichten der Sorte AC 11 D S mit 5 temperaturabsenkenden Zusätzen / Verfahren sowohl mit dem Marshall-Verdichtungsgerät, als auch mit dem Walzsektor-Verdichtungsgerät und dem Gyrator überprüft. Zusätzlich wurde der Verformungswiderstand mittels Druck-Schwellversuchen an den hergestellten Probekörpern bewertet. Während des Mischprozesses konnte anhand des Drehmoments im Labormischer nachgewiesen werden, dass TA-Asphalte geringere Mischarbeiten benötigen. Das Marshall-Verdichtungsgerät erwies sich als geeignetes Verdichtungsverfahren mit einer guten Spreizung bzgl. der Verdichtungstemperaturen, den geringsten Streumaßen und als technisch günstig und einfach in der Handhabung. Die damit temperaturabgesenkt hergestellten Probekörper waren bzgl. des Verformungswiderstandes unauffällig. Ein Ausschlusskriterium konnte für kein Verdichtungsgerät gefunden werden. Die Validierung des Vorgehens erfolgte an weiteren vier Asphaltmischgutsorten, welche in Fachkreisen teilweise als kritisch für die Temperaturabsenkung angesehen werden: SMA 8 S, AC 11 D S (mit 20 % Asphaltgranulat (AG)), SMA 16 B S (mit 30 % AG) und AC 32 T S (mit 60 % AG). Für jede Asphaltmischgutsorte wurden 3 Varianten hergestellt: Neben der Referenzvariante zwei temperaturabgesenkte Varianten, wobei als oberflächenaktive Zusätze jeweils Produkte unterschiedlicher Hersteller eingesetzt wurden. Die temperaturabsenkende Wirkung wurde mit allen Zusätzen / Verfahren und an allen Asphaltmischgutsorten nachgewiesen und funktional beschrieben. Es wurde festgestellt, dass die Kombination von Asphaltmischgutart/-sorte und TA-Technologie im Labor optimiert werden muss, so ist zum Beispiel eine Zugabe der Zusätze ohne Optimierung der Zugabemenge nur bedingt zielführend. Diese Optimierung war nicht Gegenstand dieses Projekts. Der Einsatz von Zeolith in Kombination mit Splittmastixasphalten war im Projekt problemlos möglich, zeigte jedoch keine Vorteile bzgl. der Temperaturabsenkung. Weiterhin wurde für das Asphaltmischgut für Asphalttragschichten der Sorte AC 32 T S die Wirkung der Temperaturabsenkung sowohl mit Zeolith, als auch mit dem grenzflächenaktiven Zusatz nachgewiesen. Aufgrund der hier eingesetzten Materialien trat der Effekt jedoch erst bei einer Temperaturreduzierung von >10 °C auf. Die Überprüfung der Streumaße für die Raumdichten der Marshall-Probekörper zeigte, dass keine übermäßigen Streuungen aufgrund der Zusätze / Verfahren auftraten. Auch erwiesen sich die temperaturabsenkenden Zusätze / Verfahren als unproblematisch bzgl. des Verformungswiderstands. Insgesamt kann mit dem hier vorgestellten und überprüften einheitlichen Vorgehen zur Herstellung von Probekörpern im Labor für unterschiedlichste TA-Technologien ihr Potential beschrieben werden, ohne signifikante negative Auswirkungen bzgl. der Performance oder der Reproduzierbarkeit erwarten zu müssen.

Das vorliegende Projekt untersucht den Ansatz, dass die NOx-Emissionen im laufenden Betrieb von in den Fahrzeugen verbauten Sensoren erfasst werden und zu dem innerhalb des ebenfalls im Betrieb erfassten Kraftstoffverbrauch in Relation gesetzt werden können. Innerhalb dieses Projekts wurden acht Dieselfahrzeuge (1 Diesel mild Hybrid), drei Ottofahrzeuge (1 Otto mild Hybrid, 1 Otto Hybrid) untersucht, um die als QNOx bezeichnete Methode weiterzuentwickeln. Alle Fahrzeuge entsprachen mindestens der Emissionsklasse Euro 6d-Temp. Die Messungen fanden je Fahrzeug über insgesamt 1000 km Laufleistung statt, wobei rund 700 km im Serienzustand unter normalen Betriebsbedingungen und rund 100 km unter extremen Fahrbedingungen absolviert wurden, bei denen man hohe NOx-Emissionen je kg Kraftstoff erwartete. Jeweils 200 km wurden mit einem verbauten Fehler an der Abgasnachbehandlung, welcher zu erhöhten NOx-Emissionen führen sollte, durchgeführt. Die für die QNOx-Ermittlung erforderlichen Messdaten wurden über die OBD-Schnittstelle ausgelesen und mit Datenlogger-Systemen aufgezeichnet und gespeichert. Im Laufe des Projekts und auch bei vorangegangenen Messungen zeigte sich, dass das erforderliche NOx-Signal des Sensors am Auspuffende teilweise über die OBD-Schnittstelle nicht oder erst nach einer gewissen Fahrzeit verfügbar war. In solchen Fällen wurde ein externer NOx-Sensor nach der Abgasnachbehandlung in das Abgassystem eingebaut und das Signal in den Datenlogger eingebunden. Parallel zu den Messungen wurde ein Datenfilter- und Auswertemodell entwickelt, welches die Messdaten aufbereitet und das gNOx/kg Kraftstoffverbrauch Verhältnis berechnet. Der Datenfilter stellt dabei sicher, dass Fahrsituationen, die nicht für die Beurteilung geeignet sind, erkannt und aus der Bewertungsmethodik ausgeschlossen werden. Aus den mit dem Datenfiltermodell bearbeiteten Datensätzen wurde dann aus den jeweils über 100 km aufsummierten NOx-Emissionen und dem Kraftstoffverbrauch das gNOx/kg Kraftstoffverbrauch Verhältnis (QNOx) gebildet. Nach jeweils 50 km wurde ein neues Bewertungsfenster begonnen. Bei den Messungen an den Dieselfahrzeugen konnten mit der QNOx-Methode defekte Fahrzeuge eindeutig erkannt werden. Dies war sowohl bei den Testfahrten mit manipulierten Abgasnachbehandlungssystemen, als auch bei den Testfahrten mit jenen zwei Fahrzeugen, welche von sich aus mit einem Fehler behaftet waren, der Fall. Die Analyse der Methodenergebnisse zeigte auch, dass das Datenfiltermodell all jene Betriebszustände, welche unter Umständen bei der Bewertung zu Fehlinterpretationen führen, entfernen konnte. Bei den Ottofahrzeugen wurde ein Fehler im Abgassystem mittels Abstecken der Lambdasonde simuliert. Das bewirkte bei den untersuchten Fahrzeugen, dass diese im Betrieb auf Lambda-Kennfeldwerte zurückgriffen. Das führte zu keinen wesentlich erhöhten Emissionswerten bei den Testfahrten, sodass von der QNOx-Methode auch kein Wert, der auf einen Fehler schließen lässt, angezeigt werden konnte. Nach Abschluss der Messungen an acht Testfahrzeugen mit Dieselantrieb und drei Ottofahrzeugen wurden mit den generierten Daten Vorschläge zur QNOx-Schwellwertdefinition erarbeitet. Aus den vorliegenden Messergebnissen ergab sich, dass ein Schwellwert zur Unterscheidung von intakten und fehlerhaften Abgassystemen für Dieselfahrzeuge im Bereich von 2 bis 3 gNOx/kg Kraftstoff und für Ottofahrzeuge unterhalb von 2 gNOx/kg Kraftstoff liegen sollte. Da bei Fahrzeugen der Abgasstufe EURO 7 das OBM-System einen Fahrzeugfehler anzuzeigen hat, wenn die NOx-Emissionen den Grenzwert um mehr als das 2.5-fache überschreiten, liegt es nahe, diesen Faktor auch für die Ableitung des QNOx-Schwellwertes anzusetzen. Für den Schwellwert muss also der EURO 7 NOx-Grenzwert, erweitert um Messunsicherheiten und den High-Emitter-Faktor, durch einen repräsentativen Verbrauchswert dividiert werden, um eine Schwelle für gNOx/kg Kraftstoff zu berechnen. Da bei unterschiedlichen PKW-Segmenten der NOx-Grenzwert gleich ist, die Verbrauchswerte jedoch sehr unterschiedlich sein können, werden die gemessenen Verbrauchswerte um das Verhältnis von durchschnittlichem Verbrauch pro km zu fahrzeugspezifischem Verbrauch pro km korrigiert. Dies kann zukünftig automatisiert ablaufen, da der Typprüf-CO2-Wert im Environmental Vehicle Pass abgelegt ist. Die Auswertung zeigte, dass ein Schwellwert von 3 gNOx/kg Kraftstoff für Dieselfahrzeuge und 1,83 gNOx/kg Kraftstoff für Ottofahrzeuge als Kriterium für ein funktionierendes Abgasnachbehandlungssystem herangezogen werden könnte. Die Schwellwerte müssten noch an einer Vielzahl von Fahrzeugen der Emissionsstufe EURO 7 validiert werden. Abschließend wurde eine Bewertung hinsichtlich der Tauglichkeit der Methode als PTI Instrument durchgeführt. Die Untersuchungen zeigten, dass mit der QNOx-Methode zwischen Fahrten mit defektem und gut funktionierendem Abgasnachbehandlungssystem unterschieden werden konnte. Da in den aktuellen Entwürfen zur EURO 7 Gesetzgebung eine fahrzeuginterne Berechnung von QNOx-Werten vorgesehen ist, wäre eine Zustandsbewertung der NOx-Nachbehandlungssysteme im Rahmen der AU mit einem Auslesen der QNOx-Daten über die OBD Schnittstelle einfach realisierbar.

Eine bedeutsame Aufgabe des Straßenbetriebsdienstes ist die Grünpflege, ihr Anteil liegt bei ca. einem Viertel des Gesamtaufwandes. Eines der wesentlichen bundesweit geltenden Regelwerke für die Grünpflege an Straßen ist das Merkblatt für den Straßenbetriebsdienst, Teil: Grünpflege aus dem Jahr 2006. Bereits heute haben naturschutzfachliche Aspekte auf breiter Basis Eingang in die landesspezifischen Regelungen und gängigen Standards der Grünpflege entlang von Straßen gefunden. Das derzeit geltende Merkblatt für den Straßenbetriebsdienst, Teil: Grünpflege aus dem Jahr 2006 entspricht nur unzureichend diesen Standards, so dass im Rahmen des FE-Projektes ein Entwurf für die Fortschreibung erstellt wurde. Hierbei haben die zunehmenden naturschutzfachlichen Anforderungen an die Grünflächen im Straßenseitenraum und ihre Pflege ebenso Berücksichtigung gefunden wie verkehrliche, arbeitsplatzbezogene und wirtschaftliche Kriterien. Basierend auf einer umfassenden Dokumentenrecherche wurden in ausgewählten Autobahn- und Straßenmeistereien umfassende in-situ-Studien durchgeführt, bei denen die Auswirkungen unterschiedlicher Pflegekonzepte für Rasen- und Gehölzflächen auf Flora und Fauna analysiert wurden. Weiterhin wurden die Grünpflegarbeiten begleitet, um Aufwendungen und weitere betrieblich-ergonomische Kriterien bewerten zu können. Ergänzend wurden die Verwertungspotenziale für das anfallende Schnittgut untersucht. Die In-situ-Studien umfassten zwei Schnittperioden für die Gehölzpflege (2021/22 und 2022/23) und zwei Vegetationsperioden für die Grasmahd (2022 und 2023). Auf Grundlage der durchgeführten in-situ-Studien, der vorliegenden Literatur und weiterer laufender Untersuchungen wurden umfassende Empfehlungen aus ökologischer Sicht sowie eine ökonomische und betrieblicher Bewertung dieser Empfehlungen, differenziert nach Offenlandpflege und Gehölzpflege, gegeben. Diese Empfehlungen sind Grundlage für die Fortschreibung des Merkblattes für den Straßenbetriebsdienst, Teil: Grünpflege.

Das Radfahren als moderne und nachhaltige Mobilitätsform ist ein wichtiger Bestandteil der angestrebten Mobilitätswende. Für die Steigerung der Attraktivität des Fahrradfahrens ist auch die dauerhafte Bereitstellung sicherer Radverkehrsanlagen in einem guten baulichen Zustand unerlässlich. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist eine Zustandserfassung und -bewertung der bestehenden Radverkehrsinfrastruktur. Für die Zustandserfassung auf Radverkehrsanlagen gibt es in Deutschland noch keine Standards. Zwar wurden bereits Erfassungen in größerem Umfang durchgeführt, diese basieren jedoch auf unterschiedlichen Erfassungstechnologien und legen verschiedene Bewertungsmethoden zugrunde. Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit war es daher, relevante Zustandsmerkmale für die Erfassung und Bewertung der Gebrauchstauglichkeit und des baulichen Zustandes städtischer Radverkehrsanlagen unter Berücksichtigung relevanter Verkehrssicherheitsaspekte zu erarbeiten und eine geeignete Erfassungstechnik sowie ein Bewertungsverfahren zu entwickeln. Vor dem Hintergrund, dass im kommunalen Bereich die visuell-sensitive, visuell-bildbasierte und die messtechnische Zustandserfassung zum Einsatz kommen und eine gewisse Vergleichbarkeit zweckmäßig ist, wurden beide Erfassungsmethoden betrachtet. Für die Festlegung der Zustandsmerkmale wurden bautechnische Begutachtungen auf verschiedenen Radverkehrsanlagen in Asphalt- und Pflasterbauweise unterschiedlichen Alters durchgeführt. Hier zeigte sich, dass vorhandene Oberflächenschäden auf Radverkehrsanlagen in sehr unterschiedlichen Ausprägungen auftreten und der abgeleitete Handlungsbedarf darauf abgestimmt werden sollte. Deshalb wurde der Ansatz verfolgt, neben der Angabe des prozentualen Anteils der betroffenen Fläche vorhandener Oberflächenschäden auch Information zum Ausprägungsgrad zu liefern. Die gewonnenen Erkenntnisse stellten die Grundlage für die Auswahl und den Aufbau der Erfassungstechnik dar. Das entwickelte Messfahrzeug verfügt über eine Front- und Rückkamera, eine Oberflächenkamera mit künstlicher Beleuchtung sowie eine hochgenaue Positionserfassung mittels INS-System, das Lage bzw. Bewegung des Messfahrzeuges im Raum kontinuierlich ermittelt. Mit Hilfe der Erfassungstechnologie sollte eine flächenhafte Bewertung von Unebenheiten auf der Radwegeoberfläche ermöglicht werden. Hier wurden Verfahren der Fotogrammetrie und des Laserscannings recherchiert. Im Projekt wurde eine Stereokamera umgesetzt, die gute Ergebnisse in Bezug auf Genauigkeit, Geschwindigkeit sowie dem Einfluss durch direkte Sonneneinstrahlung und Schattenwurf zeigte. Nach Abschluss umfangreicher Funktionsprüfungen des neuen Messfahrzeuges, erfolgte die messtechnische Zustandserfassung auf vier Erfassungsstrecken in der Städteregion Aachen mit einer gesamten Erfassungslänge von etwa 70 km. Es fand eine Mehrfachbefahrung statt. Zeitgleich erfolgte die visuell-sensitive Zustandserfassung auf einem Streckenabschnitt von ca. 5 km der jeweiligen Erfassungsstrecken, um eine vergleichende Betrachtung vornehmen zu können. Für die Bewertung der Ebenheit bei der messtechnischen Zustandserfassung wurde der Indikator „Ebenheitswert“ abgeleitet, der eine flächenhafte Bewertung der Oberfläche der Radverkehrsanlage ermöglicht. Als Eingangsdaten dienten die mit der Stereokamera erfassten Höheninformationen. Die Kennwertermittlung erfolgte anhand von zwei Ansätzen. Im ersten Ansatz wurde die prinzipielle Eignung bereits vorhandener Algorithmen digitaler Geländemodelle zur Bewertung vorhandener Unebenheiten auf Radwegoberflächen geprüft. Der zweite Ansatz bestand in der Untersuchung zur Anwendbarkeit der Planografensimulation gemäß TP Eben - Berührungslose Messungen (2009). Im Ergebnis zeigte sich, dass die beiden Kennwerte EBR_AVG und EBR_MAX für die Bewertung der Ebenheit von Radverkehrsanlagen sehr gut geeignet sind. Im betrachteten Auswerteausschnitt des Höheninformationsbildes der Stereokamera wurden in Längsrichtung mit einem Querabstand von 25 mm die Simulation der gleitenden Richtlatte angesetzt und für jede Messlinie der EBR_AVG und der EBR_MAX bestimmt. Die Bewertung der Ebenheit erfolgte dann für diesen Auswerteausschnitt anhand des Mittelwertes des EBR_MAX. Auf Basis der Erkenntnisse aus der bautechnischen Begutachtung sowie des erfassten Bildmaterials und fahrdynamischer Untersuchungen konnten für den Indikator „Ebenheitswert“ Ausprägungskategorien für das Bewertungsverfahren festgelegt werden. Die Entwicklung des Datenformats basiert auf dem relevanten Standard des XML-Schemas. Dies erfolgte auch aufgrund der Erfahrungen bei der Zustandserfassung und -bewertung der Bundesfernstraßen. Für beide Erfassungsmethoden wurde ein Vorschlag für die Bewertung des baulichen Zustandes von Radverkehrsanlagen erarbeitet und das Vorgehen detailliert beschrieben. Damit wurde eine wesentliche Grundlage für ein einheitliches Vorgehen künftiger Zustandserfassungen und -bewertung auf städtischen Radverkehrsanlagen geschaffen, um wirtschaftlich sinnvolle Handlungsempfehlungen zum Werterhalt und zum Sicherstellen der Gebrauchstauglichkeit von Radverkehrsanlagen ableiten zu können.

Im Rahmen des BIM-Masterplans Bundesfernstraßen wurde die BIM-Methodik zunehmend zum Standard für die Planung, den Bau und den Betrieb von Straßeninfrastruktur in Deutschland. Dies geschieht im Kontext umfassender Normungsinitiativen von DIN und VDI sowie zahlreicher Forschungsprojekte, die sich mit der Digitalisierung im gesamten Lebenszyklus von Bauwerken befassen. Der Fokus liegt derzeit noch stark auf der Planungsphase, weshalb es wichtig ist, die Ansätze der Forschung, wie beispielsweise zum digitalen Zwilling, in die Praxis zu übertragen. Das Ziel des Forschungsvorhabens war es, den Anwendungsfall „Wartung und Inspektion“ für Straßentunnel anhand des Pilottunnels „Wiener Platz“ in Dresden umzusetzen und die theoretische Machbarkeit in einer Pilotstudie praktisch zu demonstrieren. Hierzu wurden Anwendungs- und Implementierungshilfen zur Erstellung und Nutzung von BIM-Betriebsmodellen validiert und weiterentwickelt. In der ersten Phase des Projekts wurden die Grundlagen für ein BIM-basiertes Betriebs- und Erhaltungsmanagement erfasst und der digitale Reifegrad ermittelt. Außerdem wurden projektspezifische Anforderungen formuliert, um die Ziele und Anwendungen von BIM zu spezifizieren. Im Rahmen eines Workshops mit den Tunnelbetreibern und Experten des Erhaltungsmanagements konnten insgesamt 14 Anwendungsfälle definiert werden. Wichtige BIM-Projektziele umfassen den Handover zur Nutzung für Betrieb und Erhaltung, die Unterstützung des Erhaltungs- und Instandhaltungsmanagements sowie des Betriebsmanagements. Darüber hinaus konnten betriebliche Belange geprüft und relevante Betriebs- und Leistungsdaten erfasst werden. Diese sind in den LOIN-Anhang sowie die entwickelte Modellierungsrichtlinie eingeflossen. In der zweiten Projektphase wurden bestehende Dokumente wie Prozessbeschreibungen und Modellierungsrichtlinien überarbeitet, um diese an die Anforderungen des Betriebs- und Erhaltungsmanagements anzupassen. Das Pilotprojekt zeigte, dass die BIM-Methodik ein wertvolles Werkzeug zur Optimierung von Wartungs- und Inspektionsprozessen darstellt. Die entwickelten Vorgaben, wie die AIA und die LOIN-Anhänge (bestehend aus einem Muster LOIN-Anhang und einem projektspezifischen LOIN-Anhang), bieten eine solide Grundlage für zukünftige BIM-Anwender im Bereich des Tunnelbetriebs. Das Projekt leistet einen wesentlichen Beitrag zur Standardisierung und Digitalisierung von Infrastrukturbauwerken in Deutschland. Dennoch bleibt es entscheidend, den potenziellen Mehrwert dieser Methoden in der Praxis zu evaluieren.

Fußverkehr sowohl als Bewegung zwischen Quellen und Zielen als auch als Aufenthalt in öffentlichen Straßenräumen ist mit vielfältigem Nutzen verbunden. Der Aufenthalt im öffentlichen Raum ist eine wesentliche Qualität städtischen Lebens, die Belebtheit öffentlicher Räume fördert den ökonomischen Erfolg angrenzender Nutzungen und die soziale Sicherheit. Fußverkehr ist ökonomisch, ökologisch sowie auch bzgl. Flächenverbrauch die effizienteste Fortbewegungsart und als Zu-/ Abgang zu/ von motorisierten Verkehrsmitteln und insbesondere zum öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) notwendiger Bestandteil der allermeisten Wege. Zu Fuß gehen bedeutet körperliche Aktivität, so dass Fußverkehr auch direkt zur Förderung der öffentlichen Gesundheit beiträgt. Trotz dieser vielfältigen Vorteile mangelt es bislang an belastbaren, umfassenden Daten über das Fußverkehrsaufkommen – insbesondere auf Straßenebene. Solche Daten sind jedoch eine wichtige Voraussetzung für Planungsentscheidungen, zielgerichtete Maßnahmen zur Förderung des Fußverkehrs und die Verkehrssicherheitsarbeit. Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung zweier methodischer Ansätze: (1) Hochrechnungsfaktoren zur Ermittlung täglicher Fußverkehrszahlen aus Kurzzeitzählungen sowie (2) eine Methode zur Abschätzung von Fußverkehrsaufkommen auf Basis von Umfelddaten. Dazu wurden an 56 Messstellen in 14 Städten videobasierte Zählungen durchgeführt. Die gewählten Standorte repräsentieren unterschiedliche städtische Raumtypen, wobei die Auswahl der Messstellen anhand von POI-Daten, Einwohnendenzahlen und städtebaulichen Merkmalen systematisch erfolgte. Die Videoaufnahmen wurden automatisiert ausgewertet und stichprobenartig manuell validiert. Zusätzlich wurden Daten aus der Mobilitätserhebung „Mobilität in Städten – SrV“ analysiert. Aus den erhobenen Daten konnten vier typische Ganglinien – also zeitliche Tagesverläufe des Fußverkehrs – identifiziert werden. Diese unterscheiden sich insbesondere in Bezug auf die städtebauliche Lage sowie der Nutzung der angrenzenden Bebauung. Basierend auf diesen Ganglinien wurden Hochrechnungsfaktoren für verschiedene Zählintervalle (Ein-, Zwei- oder Drei-Stunden-Zeiträume) abgeleitet. Die besten Ergebnisse hinsichtlich Genauigkeit lieferte das 2-Stunden-Zählintervall. Auch Wochenganglinien konnten an Stellen mit längeren Zählzeiträumen ermittelt und zur Ermittlung der Fußverkehrsstärke am höchstbelasteten Wochentag genutzt werden. Zur direkten Abschätzung von Fußverkehrsaufkommen auf Basis von Umfelddaten wurde ein statistisches Modell auf Basis einer Negativ-Binomial-Regression entwickelt. Dieses Modell berücksichtigt verschiedene Einflussfaktoren wie Nutzungsvielfalt (POIs), Bebauungsstruktur (Gebäudehöhe, Dichte), Straßenraumgestaltung (Gehwegbreite, zulässige Höchstgeschwindigkeit) und Nähe zu Einrichtungen (z. B. Kitas). Die Ergebnisse bestätigen internationale Erkenntnisse zu den sogenannten „5 Ds“ als Erklärungsfaktoren für Fußverkehr: Bevölkerungsdichte (Density), Vielfalt an Zielen und Nutzungen im direkten straßenräumlichen Umfeld sowie im angrenzenden Quartier (Diversity), Gestaltung und Betrieb des Straßenraums (Design), Erreichbarkeit wichtiger Ziele (Destinations) und Entfernung zum öffentlichen Verkehr (Distance to Public Transport). Ein Vergleich zwischen Kurzzeitzählungen mit Hochrechnung und automatisierten Dauerzählungen zeigte, dass beide Ansätze spezifische Vor- und Nachteile besitzen. Kurzzeitzählungen sind kostengünstig, flexibel und decken viele Standorte ab, liefern aber nur Momentaufnahmen. Dauerzählungen erfordern zwar höhere Anfangsinvestitionen, bieten dafür aber kontinuierliche Daten und ermöglichen differenzierte Analysen z. B. von Tagesverläufen und saisonalen Schwankungen. Hinsichtlich der Genauigkeit sind beide Ansätze vergleichbar. In der Praxis empfiehlt sich eine Kombination beider Methoden: Dauerzählungen an Stellen, für die sehr hochauflösende Daten benötigt werden und ergänzende Kurzzeitzählungen zur flächendeckenden Anwendung. Ein zusätzlicher Erkenntnisgewinn ergab sich aus dem Abgleich von Zähldaten mit Daten aus der Mobilitätserhebung „Mobilität in Städten – SrV“: Die Tagesverläufe in der Mobilitätserhebung zeigten in bestimmten Clustern hohe Übereinstimmung mit den real gemessenen Fußverkehrsganglinien. Dies zeigt, dass Daten aus lokalen Mobilitätserhebungen eine sinnvolle Ergänzung zu straßenräumlichen Daten darstellen. Insgesamt liefert das Vorhaben praxisnahe und datengestützte Methoden zur Hochrechnung und Abschätzung von Fußverkehrsaufkommen. Diese Methoden bieten Planenden eine fundierte Grundlage zur Planung fußgängerfreundlicher Städte und zur Weiterentwicklung bestehender Regelwerke wie den Empfehlungen für Verkehrserhebungen oder den Empfehlungen für Fußverkehrsanlagen.