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Die vorliegende Untersuchung thematisiert wie internationale Safety Review Tools (d. h. Instrumente zur Überprüfung der Straßenverkehrssicherheit) die Verkehrssicherheitsarbeit in Deutschland unterstützen könnten. In diesem Zusammenhang wurde eine umfangreiche Recherche zu internationalen Safety Review Tools durchgeführt und eine Datenbank mit den Ergebnissen angelegt. Darüber hinaus wurde das bestehende Sicherheitsmanagement (vorrangig der Straßeninfrastruktur) in Deutschland betrachtet, um den Bedarf zu konkretisieren und Transfermöglichkeiten für internationale Tools zu identifizieren.
Folgende Erkenntnisse lassen sich aus dem internationalen Review ableiten: Es lässt sich eine stärkere Digitalisierung von Verfahren des Sicherheitsmanagements im internationalen Kontext im Vergleich zu Deutschland feststellen. Diese betrifft die Umsetzung von Verfahren, die Erhebung und Auswertung von Daten, aber auch Online-Abbildungen von Regelwerksinhalten bzw. Know-how/Maßnahmendatenbanken. Etwas, was in Deutschland nur bedingt vorhanden ist, sind Übersichtstools, welche einen Überblick über verschiedene Verfahrensansätze geben und diese auch miteinander verknüpfen. Im internationalen Raum stehen verkehrsmittel- oder themenspezifische Tools noch stärker im Fokus. Ein deutlicher Unterschied ist, dass im Ausland häufiger kostenlose Tools zur Verfügung gestellt werden sowie die Zugänge seltener beschränkt sind. Da vor allem proaktive Tools international schon länger eine wichtige Rolle spielen, stehen auch mehr Maßnahmenwirksamkeiten (Crash Modification Factors) zur Verfügung.
Im Rahmen verschiedener Beteiligungsformate in der Projektarbeit wurde erkannt, dass bei vielen in der Verkehrssicherheit beschäftigten Personen ein Wissensdefizit über bereits vorhandene Tools in Deutschland vorliegt bzw. diese nicht oder nur wenig genutzt werden. Aus den Diskussionen wurde deutlich, dass ein direkter Transfer (ggf. mit einer deutschen Übersetzung) eines internationalen Safety Review Tools nach Deutschland nicht zielführend ist. Vielmehr konnte festgestellt werden, dass der Transfer einzelner Aspekte internationaler Tools deutlich zielführender scheint. Diese könnten entweder in bereits vorhandene nationale Tools integriert werden oder die Basis für eine Neuentwicklung geben.
Aufbauend auf diesem Wissen, wurden vier verschiedene thematische Schwerpunkte für eine (Weiter-)Entwicklung bestehender und neuer Tools in Deutschland aufgezeigt. Das sind die Entwicklung von Übersichtstools für die Verfahren des Sicherheitsmanagements der Straßeninfrastruktur (Stufe 1) sowie thematische/inhaltliche Grundlagen (Unfallanalyse, Risikofaktoren, Maßnahmen; Stufe 2) und Verbesserungsansätze für den Maßnahmenkatalog gegen Unfallhäufungen (MaKaU) sowie die weiterentwickelte ESN mit reaktiver und proaktiver Bewertung.
Turbokreisverkehre sind eine spezielle Form von Kreisverkehren, die abschnittsweise mehrstreifig befahrbar sind und somit keine konzentrische Kreisfahrbahn besitzen. In Deutschland sind zum Zeitpunkt der Untersuchung mehr als 35 solcher Turbokreisverkehre in Betrieb. Die meisten davon sind in einigen Aspekten nicht konform mit der aktuellen Fassung des Arbeitspapiers Turbokreisverkehre, z.B. hinsichtlich der Markierungen oder Überquerungsmöglichkeiten für den nichtmotorisierten Verkehr. Außerdem ist eine große Vielfalt an baulichen und betrieblichen Ausprägungen zu verzeichnen.
Zur Untersuchung der Verkehrssicherheit wurden Unfallanalysen an 25 Turbokreisverkehren, die nur über Sperr- oder Leitlinien zur Trennung der Fahrstreifen verfügen, sowie Verhaltensanalysen, Konfliktanalysen, Befragungen sowie ein Expertenworkshop durchgeführt.
Im Ergebnis weisen die deutschen Turbokreisverkehre im Außerortsbereich verglichen mit signalisierten Knotenpunkten mit ähnlichen Kfz-Verkehrsmengen – ausgenommen Einmündungen mit Linksabbiegerschutz – eine geringere Unfallrate auf. Im Innerortsbereich lag die Unfallrate der Turbokreisverkehre im Mittel deutlich über der Unfallrate einstreifiger Kreisverkehre, die jedoch im Mittel eine deutlich geringere Kapazität aufweisen.
Etwa die Hälfte der untersuchten Unfälle geschah infolge von Konflikten zwischen einfahrenden Kfz und Kfz auf der Kreisfahrbahn. Diese Gruppe an Unfällen macht somit an Turbokreisverkehren einen größeren Anteil aus als an konventionellen Kreisverkehren. Dabei sind vor allem die Zufahrten des Typs 4 (zweistreifige Zufahrt, durchgehende zweistreifige Kreisfahrbahn) als unfallträchtig hervorzuheben. Die Verwendung von Zufahrten des Typs 4 wird daher nicht empfohlen.
Circa ein Viertel der untersuchten Unfälle geschah infolge eines Wechsels des Fahrstreifens oder Schneidens eines parallelen Fahrstreifens. An den vier detaillierter betrachteten Turbokreisverkehren führten im Untersuchungszeitraum insgesamt 1 bis 2 % der Kfz-Führenden einen nicht regelkonformen Wechsel auf einen bereits bestehenden Fahrstreifen der Kreisfahrbahn durch. Dabei konnte keine Reduzierung des Schneidens oder Wechselns von Fahrstreifen nach der Art der jeweils vorhandenen Markierung beobachtet werden. Vor allem auf der Kreisfahrbahn, aber ggf. auch in den zweistreifigen Zu- und Ausfahrten werden im Ausland zur Vermeidung von Unfällen durch Fahrstreifenwechsel oder Schneiden physische Fahrbahnteiler in Form von Schwellen eingesetzt. An Turbokreisverkehren in Deutschland war für ungefähr die Hälfte der Unfälle infolge eines Fahrstreifenwechsels auf der Kreisfahrbahn eine nicht zur geplanten Ausfahrt passende Fahrstreifenwahl in der Zufahrt ursächlich. Solche Fahrstreifenwechsel wurden an den vier detaillierter betrachteten Turbokreisverkehren von Linksabbiegern in Bezug zum fahrbeziehungsfeinen Verkehrsaufkommen deutlich häufiger vorgenommen als von Rechtsabbiegern. Abhilfe schaffen könnte eine verständlichere Wegweisung durch „Fischhaken“-Markierungen nach niederländischem Vorbild. Deren Anordnung würde in Deutschland jedoch eine Anpassung der StVO, den Richtlinien für die Markierung von Straßen und den Richtlinien für die wegweisende Beschilderung außerhalb von Autobahnen erfordern.
Das Verkehrsklima eines Landes ist geprägt durch die Wahrnehmung und Bewertung der Interaktionen zwischen Verkehrsteilnehmenden. Ziel dieser Studie ist es, das Verkehrsklima in Deutschland zu erfassen und aus den gewonnenen Ergebnissen Empfehlungen für eine zukünftige Anwendung der Verkehrsklima-Skala abzuleiten. Die Messung des Verkehrsklimas wurde bereits im Jahr 2017 als Pilotstudie durchgeführt. Im Jahr 2020 folgte dann eine weitere Erhebung als Nullmessung. Im dazugehörigen Bericht werden die wissenschaftlichen Hintergründe der Verkehrsklima-Messung ausführlich dargestellt1. In den ersten Erhebungen wurden einige objektive Kriterien abgefragt. Diese wurden bewusst in der aktuellen Messung nicht mehr abgefragt, sodass vor allem auf die subjektiven Angaben der Verkehrsteilnehmenden zurückgegriffen wurde. Dieser subjektive Ansatz ermöglicht eine deutlich bessere Vergleichbarkeit auch im Zeitverlauf. In der aktuellen Studie wurden 5.237 Personen per CAWI (Computer Assisted Web Interviews) befragt. Im weiteren Verlaufe des Berichts wird neben einer deskriptiven Betrachtung bereits an der ein oder anderen Stelle eine analytische Bewertung der Zahlen vorgenommen, bevor dann ein bewertendes Fazit den Abschluss bildet. Insgesamt hat sich der Verkehrsklima-Index im Vergleich zu den beiden vorherigen Messungen leicht negativ verändert. Sowohl zwischen den unterschiedlichen Verkehrsteilnehmenden als auch in der regionalen Betrachtung zeigen sich hier allerdings Unterschiede, auch wenn diese teils gering sind. So nehmen vor allem die zu Fuß Gehenden das Verkehrsklima negativer wahr als die anderen Verkehrsteilnehmenden. Je häufiger die Teilnahme am Straßenverkehr erfolgt, desto positiver wird in vielen Fällen die Einschätzung des Verkehrsklimas. Regional betrachtet weisen vor allem die stark urban geprägten Regionen, also die Regionen, in denen auf engerem Raum viele Verkehrsteilnehmende in höherer Häufigkeit aufeinandertreffen, eine negativere Einschätzung auf als die ländlichen Regionen. Die am stärksten prägende Gruppe scheint die der Autofahrenden zu sein. Mit der vorliegenden Studie liegt ein zuverlässiges und praktikables Instrument zur Erfassung des Verkehrsklimas vor, das auch für den Einsatz in zukünftigen Erhebungen geeignet ist. Es wird empfohlen, dieses Instrument auch in Studien zu berücksichtigen, deren Fokus auf Aspekte der Verkehrskultur und Verkehrssicherheitskultur ausgerichtet ist.
Gegenstand des Vorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Messung und Beurteilung der akustischen Wirksamkeit insbesondere von nicht klassifizierten Lärmschutzwandaufsätzen. Die dabei abgeleitete Methode ermöglicht es zukünftig, auf der Basis einer möglichst einfachen Messung im Nahbereich des Aufsatzes, die akustische Wirkung der Anordnung an beliebigen, repräsentativen Immissionsorten im Fernbereich zu beurteilen. Die erzielten Ergebnisse können für eine reproduzierbare Einordnung der Aufsätze herangezogen werden und stehen somit – bis zur Überarbeitung des aktuell geltenden Regelwerks – als zusätzliches Werkzeug für Einzelfallbetrachtungen als Ergänzung zur Schallimmissionsprognose nach den „Richtlinien für Lärmschutz an Straßen – RLS-19“ zur Verfügung. Darüber hinaus werden innerhalb des Vorhabens möglichst effektive, allgemeingültige Randbedingungen für eine Eignung von Lärmschutzwänden mit Aufsätzen bezüglich der Standfestigkeit und der Verkehrssicherheit unter Berücksichtigung der geltenden „Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Ausführung von Lärmschutzwänden an Straßen – ZTV Lsw 2022“ festgelegt. Der Fokus beider Teilziele liegt ins-besondere auf der Nachrüstung von bestehenden Lärmschutzwänden mit Aufsätzen.
Zur Ermittlung des aktuellen Stands der Technik wird im ersten Schritt eine zweckmäßige Literaturstudie zusammengefasst, um die Bandbreite existierender Methoden aufzeigen, die es ermöglichen, die akustische Wirksamkeit von Aufsätzen im Nah- und Fernbereich von Lärmschutzwänden zu bewerten.
Anschließend erfolgt die Erarbeitung eines Konzepts zur Ableitung der Wirkung von Aufsätzen im Fernbereich aus Messungen im Nahbereich. Dazu werden insbesondere numerische Simulationen an Lärmschutzwänden mit unterschiedlichen Aufsätzen unter Einsatz der Finite Element Method (FEM) durchgeführt.
Der dritte Teil behandelt die Durchführung und Auswertung von akustischen Messungen an Lärmschutzwänden ohne/mit Aufsatz. Dabei wird das zuvor erstellte Konzept erprobt, um die akustische Wirksamkeit von Aufsätzen von Lärmschutzwänden im Fernbereich anhand von Messergebnissen im Nahbereich ermitteln zu können.
Anschließend erfolgen statische Untersuchungen für Lärmschutzwände mit Aufsätzen mit dem Ziel, die relevanten Abschnitte der geltenden ZTV Lsw 2022 entsprechend der An-wendung von Aufsätzen auf Lärmschutzwänden zu ergänzen. Um verallgemeinerte Aussagen treffen zu können, werden u. a. Variantenrechnungen für Lärmschutzwände mit Aufsätzen verschiedener Masse und geometrischer Ausdehnung (insbesondere Überkragweite) durchgeführt.
Abschließend wird anhand des Abgleichs von numerischen Simulationen und messtechnischen Untersuchungen ein Vorschlag für eine Berechnungsvorschrift zur Berücksichtigung von Lärmschutzwänden mit Aufsätzen innerhalb der Schallausbreitungsberechnung an beliebigen Immissionsorten (im Abstand von mehreren zehn Metern vom Schallschirm) entwickelt. Die Berechnungsvorschrift bezieht sich dabei auf Teilergebnisse standardisierter Nahbereichsmessungen an Aufsätzen (im Abstand von wenigen Metern vom Schallschirm). Der Fokus liegt insbesondere auf der Allgemeingültigkeit. Die Berechnungsvorschrift kann für beliebige Aufsätze angewendet werden, die vorab ausschließlich durch standardisierte Nahbereichsmessungen zu charakterisieren sind.
Ziel des Forschungsprojektes war es, neue Möglichkeiten zur zuverlässigen Streustoffausbringung unter den gegebenen Praxisbedingungen zu erkunden.
Die im Rahmen des Forschungsprojektes durchgeführten Recherchen in der Fachliteratur und Auswertung von Herstellerunterlagen zeigten, dass Mineraldüngerstreuer einen hohen Stand der Technik erreicht haben. Die dabei genutzten Techniken ermöglichen eine Präzisionsstreuung der Mineraldünger. Allerdings sind die Anwendungsbedingungen, unter denen die Dünger in der Landwirtschaft und die Streustoffe im Straßenwinterdienst ausgebracht werden, stark unterschiedlich. Die hohen Fahrgeschwindigkeiten beim Winterdienst erzeugen einen Fahrtwind, der das Streubild beeinflusst, aber bei Mineraldüngerstreuern fehlt. Außerdem werden Mineraldünger trocken ausgebracht, während Salz meist mit Sole angefeuchtet wird und als Feuchtsalz gestreut wird. Die auf einem Rotationsprüfstand für Mineraldünger durchgeführten Tests mit Auftausalzen haben gezeigt, dass die für Düngerstreuer verfügbare elektronische Massenstromregelung auch für Salzstreumaschinen eine sehr interessante Option zur Konstanthaltung der Streudichte während Streufahrten darstellen.
Die jährlich notwendige Überprüfung und Justierung der Streustoffdosierung von Streumaschinen erfolgt entsprechend den Vorgaben der DIN EN 15597-2 durch statische Prüfungen. Die Durchführung erfolgt nach dem „Trial-and-Error“-Prinzip, solange bis die Einstellwerte für die Drehzahlen der Förderschnecke und der Solepumpen die korrekten Streumengen ergeben. Dieses Verfahren ist bei den meisten Streumaschinen sehr zeit- und personalaufwendig. Es wird deshalb vorgeschlagen, das Verfahren dadurch zu verkürzen, indem nach Feststellung vom Sollwert abweichender Massenflüsse, die Ist-Werte in das Bedienterminal eingegeben werden. Der integrierte Computer errechnet anschließend die für die Sollwerte notwendigen Drehzahlen und stellt diese selbst ein. Diese interne Justierung sollte künftig als Anforderung an Streumaschinen gestellt werden.
Die Ermittlung der physikalischen Kenngrößen hat bestätigt, dass die Schüttdichten der normgerechten Auftausalze, trotz unterschiedlicher Kornklassen, bei sehr geringen Feuchtigkeitsgehalten ähnlich sind, und bei den Streumaschinen meist keine unterschiedlichen Einstellungen der Förderschnecken und Solepumpen erfordern. Den größten Einfluss auf die Schüttdichten und damit auf die Salzdosierung hat die Salzfeuchte. Höhere Feuchtigkeitsgehalte vermindern die Schüttdichte. Dies unterstreicht die Notwendigkeit der Beschaffung von trockenen Auftausalzen und deren trockener Lagerung in den Meistereien. Allerdings ist bei Steinsalzen eine Restfeuchte in der Größenordnung von 0,2 % bis 0,3 % zu fordern. Dies vermindert Staubemissionen bei der Einlagerung, bei der Fahrzeugbeladung und bei Trockensalzstreuungen.
Die Prüfung der Streustoffverteilung erfolgt bei einer dynamischen Prüfung im Rahmen der Typprüfung von Streumaschinen. Dieser damit verbundene hohe zeitliche Aufwand kann bei der jährlichen Streubildprüfung nicht geleistet werden. Deshalb sind bislang Standprüfungen und Hinterherfahrten üblich. Um die Streustoffverteilung bei Bedarf zu verbessern, wird vorgeschlagen, bei Hinterherfahrten ein Fern-Bedienpult einzusetzen, mit dem Streubildlagen verändert werden können. Tests auf einem Rotationsprüfstand für Mineraldünger haben zwar gezeigt, dass Streubilder mit Trockensalz durch Radarsensoren sehr gut erfasst werden können. Allerdings ist die Radartechnologie nicht in der Lage Windeinflüsse zu kompensieren und wegen der erwarteten Verschmutzung der Sensoren bei der Feuchtsalzausbringung sind Fehlmessungen zu erwarten. Die Radartechnologie wird deshalb derzeit nicht für den Einsatz bei Winterdienst-Streumaschinen empfohlen.
Die derzeitig große Vielfalt an unterschiedlich gestalteten Bedienpulten ist Folge der Beschaffungspraxis für Streumaschinen. Die in der DIN EN 15597-1 festgelegten Anforderungen an die Betriebs- und Steuersysteme von Streumaschinen berücksichtigen dabei die Nutzerfreundlichkeit nicht ausreichend. Die kurzen Einsatzzeiten im Winterdienst machen es für die Winterdienstfahrer schwer, sich an in einer Meisterei vorhandene unterschiedliche Streumaschinen und deren Bedienpulte anzupassen. Um diese Situation im Hinblick auf die Nutzerfreundlichkeit zu verbessern, wurden deshalb nach Auswertung der im Laufe dieses Forschungsprojekts über die Bedienpulte gesammelten Informationen ergänzende Anforderungen an Bedienpulte formuliert. Diese Verbesserungen betreffen primär die Vereinheitlichung der Ergonomie der Bedienoberfläche für die Winterdienstfahrer.
Innerhalb des Projektes wurde die Wirksamkeit sowie die Notwendigkeit von zusätzlichen gerichteten gelben Warnleuchten nach vorne zur Erhöhung der Erkennbarkeit von Arbeitsfahrzeugen1 im Zusammenhang mit Arbeitsstellen kürzerer Dauer beziehungsweise Arbeiten unter Inanspruchnahme von Sonderrechten an Landstraßen untersucht. Ziel des Projektes war es, auf Basis von Studien mit Teilnehmenden sowohl den Nutzen, das heißt den Sicherheitsgewinn aufgrund verbesserter Erkennbarkeit, als auch die Störung, wie z.B. durch Blendung oder andere Effekte, zu bewerten.
In einer ersten Studie wurde auf einem abgesperrten Gelände aus statischen Beobachterpositionen eine Auswahl von potenziell geeigneten zusätzlichen gerichteten gelben Warnleuchten nach vorne zur Verbesserung der Sichtbarkeit von Arbeitsfahrzeugen anhand einer Teilnehmendenbefragung ausgewählt. Auf Basis der Erkenntnisse des ersten Studienteils wurde eine Auswahl von Warnleuchten einer Gruppe von Teilnehmenden in einer nahezu realen Straßenverkehrssituation gezeigt und die Bewertung der Teilnehmenden hinsichtlich Sichtbarkeit und Störung abgefragt.
Beide Studien wurden bei Tag und bei Nacht durchgeführt. Die Teilnehmenden hatten die Aufgabe, die Sichtbarkeit sowie die Störwirkung jeweils mithilfe einer 5-stufigen Likert-Skala subjektiv zu bewerten. Für die Durchführung der Studien wurde ein Arbeitsfahrzeug zusätzlich zur vorgeschriebenen Sicherheitsausrüstung gemäß der Richtlinien für die verkehrsrechtliche Sicherung von Arbeitsstellen an Straßen (RSA 21) mit gelben gerichteten Warnleuchten nach vorne als Versuchsfahrzeug ausgestattet. Zur Beurteilung der Sichtbarkeit der Warnleuchten wurden diese im statischen Studienteil aus unterschiedlichen Blickwinkeln sowie Abständen von Teilnehmenden hinsichtlich Sichtbarkeit und Störung bewertet. Folgende zusätzliche gerichtete gelbe Warnleuchten nach vorne wurden montiert:
• Zwei richtungsgebundene Blinkleuchten nach der Kategorie X der UN-Regelung Nr. 65 im Kühlergrill (im Folgenden als „KL Kat. X“ bezeichnet).
• Eine richtungsgebundene Blinkleuchte nach der Kategorie X der UN-Regelung Nr. 65, bestehend aus sechs einzelnen, horizontal nebeneinander angeordneten Modulen auf der Mitte des Dachs (im Folgenden als „BL“ bezeichnet).
• Zwei Warnleuchten nach den RSA 21 auf dem Dach (im Folgenden als „WL“, je nach verwendetem Typ als WL 6 bzw. WL 7 bezeichnet).
Folgende Kombinationen wurden untersucht: Situation 1 – Stand der Technik (SdT) in Form von Warnblinklicht des Versuchsfahrzeugs und zwei Warnleuchten für gelbes Blinklicht der Kategorie T auf dem Dach, Situation 2 - SdT + KL Kat. X, Situation 3 – SdT + BL, Situation 4 – SdT + WL 7, Situation 5 - SdT + KL Kat. X + WL 7 und Situation 6 – SdT + KL Kat. X + BL.
Es zeigte sich, dass alle zusätzlichen Warnleuchten grundsätzlich die Sichtbarkeit und Störwirkung gleichzeitig erhöhen. Als Hauptursache der Störwirkung kann aus den Antworten der Teilnehmenden vorrangig das asynchrone Blicken der Warnleuchten untereinander abgeleitet werden. Nur bei der Warnleuchte des Typs WL 7 führte die hohe Lichtstärke auf der Hauptachse zu einer signifikanten Störung durch Blendung, daher wurde die Leuchte des Typs WL 7 in der dynamischen Studie durch eine breiter abstrahlende des Typs WL 6 mit geringerer maximaler Lichtstärke auf der Hauptachse ersetzt.
In der dynamischen Studie wurde der Einsatzzweck anhand einer Vorbeifahrt am Versuchsfahrzeug auf der Gegenfahrbahn auf einer realen Landstraße nachgestellt. Folgende Varianten wurden gezeigt und bewertet. Situation 1 – nur Warnblinklicht des Versuchsfahrzeugs, jedoch ohne Warnleuchte, Situation 2 – Stand der Technik (SdT) in Form von Warnblinklicht in Kombination mit zwei Warnleuchten für gelbes Blinklicht der Kategorie T auf dem Dach, Situation 3 – SdT + KL Kat. X, Situation 4 – SdT + WL 6, Situation 5 – SdT + BL.
Auch in der realistischen Straßensituation lässt sich aus der Befragung ableiten, dass jede zusätzliche Warnleuchte die Sichtbarkeit des Versuchsfahrzeuges und das Störpotential gegenüber dem Stand der Technik erhöhte.
Es zeigte sich, dass die asynchrone Blinkfrequenz der unterschiedlichen Warnleuchten für die Teilnehmenden den größten Einfluss auf das empfundene Störempfinden haben. Eine Blendwirkung ist nur zweitrangig für das empfundene Störempfinden. Es muss also ein Optimum zwischen den beiden Faktoren Sichtbarkeit und Störpotential gefunden werden.
Die untersuchten Warnleuchten KL Kat. X, BL und WL 6 sind als zusätzliche Warnleuchten zur Absicherung von Arbeitsfahrzeugen an der Vorderfront geeignet. Die Verwendung eines zusätzlichen Warnleuchtenpaars des Typs WL 6 ist nach dieser Studie die am besten geeignete Lösung.
In Bezug auf den Anwendungsfall, die Absicherung von Arbeitsstellen kürzerer Dauer auf Straßen, wird es als zielführend erachtet, die Warnleuchte möglichst weit oben am Fahrzeug anzubringen.
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1 Begriff aus den Richtlinien für die verkehrsrechtliche Sicherung von Arbeitsstellen an Straßen (RSA 21)
Mit der Veröffentlichung der neuen Fassung der Technischen Regeln für Gefahrstoffe TRGS 900 im Mai 2020 wurde ein Arbeitsplatzgrenzwert für Dämpfe und Aerosole bei der Heißverarbeitung von Destillations- und Air-Rectified-Bitumen eingeführt. Dieser Grenzwert, der Mitte 2024 zum zweiten Mal ausgesetzt wurde, soll zum Beginn des Jahres 2027 in Kraft treten. Als die wesentlichen beiden Maßnahmen zur Reduktion von Dämpfen und Aerosolen werden Absaugeinrichtungen an Straßenfertigern und die Absenkung der Asphaltmischguttemperatur angesehen. Für die Herstellung von temperaturabgesenktem Walzasphalt (TA-Walzasphalt) können Fertigbindemittel oder Zusätze – hierzu gehören organische viskositätsverändernde Zusätze, mineralische viskositätsverändernde Zusätze und oberflächenaktive Zusätze (OA-Zusätze) oder die Schaumbitumentechnologie eingesetzt werden. Dabei kann je nach eingesetztem Fertigbindemittel, Zusatz oder der Technologie das Gebrauchsverhalten des damit hergestellten Asphaltes unterschiedlich beeinflusst werden. In vielen internationalen Studien wird berichtet, dass organische viskositätsverändernde Zusätze das Verformungsverhalten bei Wärme positiv beeinflussen, während mineralische Zusätze und OA-Zusätze sich tendenziell positiv auf das Tieftemperaturverhalten des Asphaltes auswirken. Das Ziel dieses Forschungsprojektes war der experimentelle Nachweis der Gebrauchseigenschaften ausgewählter Walzasphaltgemische, die mit reduzierter Temperatur und unter Verwendung verschiedener Zusätze (OA-Zusatz und mineralischer Zusatz) und viskositätsveränderter Fertigbindemittel (PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH) an einer Asphaltmischanlage hergestellt und beim Einbau auf der Baustelle durch Messungen der Arbeitsplatzkonzentrationen an Dämpfen und Aerosolen begleitet wurden.
Der Nachweis erfolgte im Jahr 2023 durch eine 2,7 km lange Erprobungsstrecke auf der L 68 in Hückeswagen (Nordrhein-Westfalen). In diesem Zusammenhang konnte demonstriert werden, dass eine Asphaltdeckschicht AC 11 D S und eine Asphaltbinderschicht AC 16 B S SG temperaturabgesenkt (Absenkung um 27 K bis 32 K ausgehend von der Mischguttemperatur des Heißasphaltes) unter Verwendung eines OA-Zusatzes, eines mineralischen Zusatzes und zwei viskositätsveränderter Fertigbindemittel (PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH) vertragskonform eingebaut werden können. Dabei konnten alle Anforderungen der ZTV Asphalt-StB 07/13 – mit Ausnahme eines Bereiches, in dem der Verdichtungsgrad durch einen Walzenausfall nicht erreicht werden konnte – eingehalten werden. Die Kombination aus Absaugeinrichtung am Straßenfertiger und der Absenkung der Asphaltmischguttemperatur hat sich im vorliegenden Forschungsprojekt als wirksame Maßnahme zur Reduktion von Dämpfen und Aerosolen erwiesen. Der Grenzwert von 1,5 mg/m³ konnte in den meisten Messbereichen eingehalten werden. In den Bereichen, wo der Grenzwert überschritten worden ist – zum Beispiel beim Fertigerfahrer beim Einbau der Probefelder mit PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH – besteht allerdings noch Verbesserungsbedarf.
Die Verdichtbarkeit der an der Baumaßnahme entnommenen Asphaltmischgüter wurde im Labor mit dem Gyrator-Verdichter überprüft. Es zeigte sich, dass die Varianten mit PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH bei Temperaturen zwischen 140 und 120 °C leichter verdichtet werden konnten als der Referenzasphalt. Bei tieferen Temperaturen (insbesondere unter 100 °C) verschlechterte sich die Verdichtungsfähigkeit der Varianten mit PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH zum Teil deutlich. Im Hinblick auf das Verformungsverhalten und das Tieftemperaturverhalten stimmten die Ergebnisse der Laboruntersuchungen weitestgehend mit der Literaturrecherche überein. Die Varianten mit PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH wiesen einen ähnlichen Verformungswiderstand wie die Referenzvarianten auf. Die Varianten mit mineralischem Zusatz und OA-Zusatz performten hingegen im Tieftemperaturbereich besser. Die Untersuchung des Ermüdungsverhaltens an den Bohrkernen der Asphaltbinderschicht ergab für die Varianten mit PmB 25/45 VL, PmB 25/45 VH und für die Referenzvariante ein vergleichbares Ermüdungsverhalten. Im Vergleich dazu ermüdeten die Bohrkerne der Varianten mit OA-Zusatz und mineralischem Zusatz nach einer geringeren Lastwechselzahl.
Ein Jahr nach Abschluss der Asphaltierungsarbeiten wurden die einzelnen Probefelder hinsichtlich ihres Zustandes begutachtet. Keines der Probefelder wies Spurrinnen auf. Das Referenzprobefeld sowie die Probefelder mit OA-Zusatz und mineralischem Zusatz wiesen auch sonst keinerlei Schäden auf. Demgegenüber zeigten sich bei den Probefeldern mit PmB 25/45 VL und PmB 25/45 VH in regelmäßigen Abständen Risse in der Längsnaht. Der zum Teil starke Niederschlag während des Einbaus dieser beiden Probefelder in Kombination mit dem höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten der viskositätsveränderten Fertigbindemittel wird als Ursache für die entstandenen Schäden gesehen.
Teil I: Barrierefreie Querungsanlagen
Wesentliche Aufgabe in der Teilaufgabe „Barrierefreie Querungsanlagen“ war es, eine baulich einfach umsetzbare, kostengünstige und aus Sicht der Nutzenden richtig interpretierbare sowie ohne besondere Erschwernisse nutzbare Gestaltungslösung für eine barrierefreie Querungsanlage zu entwickeln. Neben den Belangen mobilitätseingeschränkter Menschen waren auch die Bedürfnisse des Radverkehrs zu berücksichtigen. Zudem waren Kriterien für Einsatzempfehlungen für die unterschiedlichen Bauformen barrierefreier Überquerungsstellen zu geben. Im Rahmen einer umfangreichen Grundlagenanalyse wurden nationale Regelwerke und Forschungsberichte sowie Ausführungsformen von Querungsanlagen im Ausland betrachtet. Anschließend wurden Straßenbaulastträger in Deutschland befragt, welche Bauform einer barrierefreien Überquerungsstelle umgesetzt wird und welche Einsatzkriterien ggf. zu einer Entscheidung für eine Bauform oder Modifikationen der Regelbauweisen führen. In mehreren deutschen Städten wurde das Verhalten mobilitätseingeschränkter Menschen und des Radverkehrs an unterschiedlichen Querungsanlagen mittels Videobeobachtungen analysiert, um Akzeptanz, Nutzbarkeit und mögliche Schwierigkeiten bzw. kritische Situationen an den unterschiedlich gestalteten Überquerungsstellen bewerten zu können. Unter Beteiligung relevanter Akteure (Workshops) wurden fünf Varianten einer neuen Bauform einer barrierefreien Querungsanlage auf einer Versuchsstrecke umgesetzt. Die Varianten wurde von Menschen mit Mobilitätseinschränkungen und Rad fahrenden getestet und vergleichend bewertet. Im Ergebnis konnten die Parameter für eine barrierefreien Querungsanlage als Anrampung ohne Bordkante entwickelt und für die unterschiedlichen Bauformen Empfehlungen für Modifikationen und Einsatzbereiche abgegeben werden.
Teil II: Visuelle Kontraste im öffentlichen Raum
Das Forschungsprojekt hatte für die Teilaufgabe „Visuelle Kontraste“ zum Ziel, Wissenslücken hinsichtlich einer praxisorientierten Anwendung visueller Kontraste im öffentlichen Raum zu schließen. Trotz normativer Vorgaben für die technische Umsetzung visueller Kontraste bleiben für Planer und Betroffene Fragen offen, da es an positiven, praxisgerechten Beispielen für gestalterisch ansprechende und zugleich funktionale Lösungen fehlt. Zudem spielt in der Praxis häufig die Abwägung mit städtebaulichen Aspekten und Anforderungen des Denkmalschutzes eine große Rolle. Es wurden zunächst die in Technischen Regelwerken dargestellten grundsätzlichen Anforderungen an visuelle Kontraste analysiert, ebenso wie aktuelle Erkenntnisse bezüglich der Wahrnehmbarkeit von visuellen Kontrasten aus der Forschung. Kern der Aufgabenbearbeitung bildet eine Sammlung an Positivbeispielen gestalterisch gelungenen und funktional brauchbar eingeschätzter Lösungen für die Umsetzung visueller Kontraste im öffentlichen Verkehrsraum unter Berücksichtigung stadt-gestalterischer Aspekte. Dafür wurden verschiedene Verkehrsräume untersucht, Kontrastmessungen durchgeführt und Gespräche mit Planenden und Betroffenen geführt. Darüber hinaus wurde ein Katalog von Beispielen für die Kontrastgestaltung von Straßenräumen und Elementen unter Einbeziehung verschiedener Akteure diskutiert. Aus der Analyse wurden Hinweise für die Umsetzung visueller Kontraste im öffentlichen Raum unter Berücksichtigung stadtgestalterischer Aspekte formuliert, die in die Fortschreibung von Regelwerken zum barrierefreien Bauen aufgenommen werden können.
Im Rahmen der ZEB auf Bundesfernstraßen werden zur Ermittlung der Substanzmerkmale (Oberfläche) die digitalen Oberflächenbilder derzeit an Bildschirmarbeitsplätzen visuell beurteilt und manuell ausgewertet. Den Auswertungen liegen die in den ZTV ZEB-StB enthaltenen Auswerteregeln zugrunde. Technische Prüfvorschriften zur Regelung technischer Spezifikationen bezüglich der Messsysteme und der Auswerteplätze stehen inzwischen ebenfalls zur Verfügung. Ziel des Forschungsprojektes war, durch die Ermittlung von Vergleichs- und Wiederholstreubereichen die Einflüsse auf das Auswerteergebnis zu untersuchen und die vorhandenen Toleranzvorgaben für die vorgeschriebenen Prüfungen zu bestätigen oder bei Bedarf neue Grenzwerte dafür zu vorzuschlagen. Das Projekt bestand in einer umfänglichen Analyse der derzeitigen Vorgehensweise bei der Erfassung und Bewertung der Substanzmerkmale (Oberfläche) im Teilprojekt 3 der ZEB sowie einer tiefgreifenden statistischen Analyse hinsichtlich der Wiederhol- und Vergleichbarkeit unter verschiedenen Rahmenbedingungen. Zunächst wurden Messfahrten auf einem nach bestimmten Kriterien ausgewählten Streckenkollektiv und nach bestimmten (Mess-)Szenarien durchgeführt. Das Bildmaterial wurde nach dem geltenden Regelwerk in verschiedenen (Auswerte-)Szenarien ausgewertet. Zusätzlich zur manuellen Inspektion der Oberflächenbilder wurden die Daten auf Strecken in Asphaltbauweise (BAB) mit Hilfe künstlicher Intelligenz ausgewertet. Abschließend erfolgten die statistischen Auswertungen hinsichtlich Wiederhol- und Vergleichbarkeit und es ergingen Vorschläge für die Neufestlegung der entsprechenden Grenzwerte. Die Literaturrecherche zum Stand der Technik bei der Zustandsdatenerfassung auf nationaler und internationaler Ebene ergab keine grundlegend neuen Erkenntnisse. Hervorzuheben ist, dass eine Zertifizierung der Messsysteme durch eine offizielle Stelle und explizit definierte Anforderungen an die Qualität der Erfassungstechnologie und der Erfassungsergebnisse international nicht erfolgt. Die im Teilprojekt 3 gewonnenen Ergebnisse werden von vielen verschiedenen Faktoren beeinflusst, im Wesentlichen aber durch den Faktor Mensch (Wissenstand, Erfahrung, Tagesleistungskurve u.a.). Auch zwischen Auswertern mit großem Erfahrungshintergrund (Referenzauswerter, Qualitätssicherer) weichen die Ergebnisse in Einzelfällen deutlich voneinander ab, was große Auswirkungen auf die Wiederholbarkeit haben kann. Die weiteren Einflüsse, wie das eingesetzte Messsystem, verschiedene Umgebungsbedingungen (Witterung) und die Qualität der Oberflächenbilder, ordnen sich diesem Haupteinfluss unter. Dies konnte auf Basis eines statistischen Modells mathematisch nachgewiesen werden. Für die statistischen Berechnungen wurden für jede Zustandsgröße Referenzwerte generiert, d.h. möglichst nahe an der Wahrheit liegende Werte für jeden einzelnen Auswerteabschnitt. Die Erwartung aufgrund der langjährigen Erfahrungen war, dass die durchgeführten Auswertungen nur geringe Streuungen aufweisen, was sich nur teilweise bestätigt hat. Zur Ableitung der zu erwartenden Toleranzen bei den Zustandswerten und zur Festlegung von Grenzwerten wurden anhand der ZEB-Auswerteergebnisse Prüfungen auf 2-km-Teilabschnitten simuliert und deren Ergebnisse klassifiziert und bewertet. Daraus wurden für Strecken in Asphalt- und Betonbauweise praxisnahe Toleranzen abgeleitet und modifizierte Grenzwerte vorgeschlagen. Diese liegen höher als die bisher nach ZTV ZEB-StB geltenden Werte. Seitens des Forschungsnehmers wurde die Empfehlung unterbreitet, abhängig von der Prüfungsart (Zulassungsprüfung, Kontrollprüfung) die bisherigen Grenzwerte nach oben anzupassen. Aufgrund der im Forschungsprojekt gewonnenen Erkenntnisse über die Einflussfaktoren im Teilprojekt 3 sollte auch der Einsatz von künstlicher Intelligenz zur Schadenserkennung auf Oberflächen- und Frontbildern auf Basis von Deep-Learning durch weitere intensive Forschung und Entwicklung vorangetrieben und zur Praxisreife gebracht werden.
Verfahren zur Ermittlung der maßgebenden Verkehrsnachfrage für die Planung und Bemessung von Straßen
(2025)
Ziel des Projekts „Verfahren zur Ermittlung der maßgebenden Verkehrsnachfrage für die Planung und Bemessung von Straßen“ ist es, Bemessungskonzepte zur Ermittlung einer als maßgebend erachteten Verkehrsnachfrage für die Bemessung von Verkehrsanlagen auf Autobahnen zu entwickeln und mit dem Bemessungskonzept der 50. höchstausgelasteten Stunde zu vergleichen. Beim Vergleich der Bemessungskonzepte sollen die verfügbaren Datengrundlagen (Zahl der Dauerzählstellen, Kurzzeitzählung, Floating-Car-Daten) variiert und die Eignung für eine Übertragung in die Verkehrsprognose beurteilt werden.
Um die Güte der Bemessungskonzepte bewerten zu können, wird zunächst eine Referenzdatenbank geschaffen. Hierzu werden Dauerzählstellendaten der BASt sowie der Bundesländer Bayern, Hessen und Nordrhein-Westfalen aufbereitet und durch Matrixschätzverfahren räumlich so um virtuelle Dauerzählstellen ergänzt, dass für 78 Autobahnknotenpunkte (23 Autobahnkreuze und 55 Anschlussstellen) in den Jahren 2017, 2018 und 2019 eine vollständige Detektion gegeben ist. Die Knotenpunkte der Referenzdatenbasis erfüllen drei Bedingungen:
• Zeitliche Vollständigkeit: An allen Dauerzählstellen sind Verkehrsstärken für alle 8.760 Stunden eines Jahres verfügbar.
• Räumliche Vollständigkeit: An allen Zu- und Abfahrten der Knotenpunkte und an allen Zu- und Abfahrten der Teilknotenpunkte sind Dauerzählstellen verfügbar.
• Konsistenz: Die Verkehrsstärken aller Dauerzählstellen sind konsistent, d.h. an jedem Teilknotenpunkt entsprechen die Zuflüsse den Abflüssen.
Mit der Referenzdatenbasis werden Kombinationen von neun Bemessungskonzepten und mehreren Datengrundlagen (0/1/4/8 Dauerzählstellen, ohne/mit Kurzzeitzählung, ohne/mit FCD) getestet. Diese Kombinationen werden als Bemessungsszenarien bezeichnet und auf die 78 Autobahnknotenpunkte angewendet. Außerdem werden 18 Netzabschnitte untersucht. Für die Bewertung der Bemessungsszenarien wird die Kenngröße QSV-Genauigkeit genutzt. Sie gibt an, in wie viel Prozent der Fälle der ermittelte QSV-Wert dem Wert des Referenzbemessungsszenarios entspricht.
Die Untersuchung liefert folgende Ergebnisse zu den Datengrundlagen:
• Die Datengrundlagen beeinflussen die Qualität der Ergebnisse deutlich stärker als die Wahl des Bemessungskonzepts.
• Die Qualität der Ergebnisse steigt mit der Zahl der Dauerzählstellen. Wünschenswert sind Dauerzählstellen an den Hauptfahrbahnen für alle Zufahrten des Knotens. Bei nur einer Dauerzählstelle ist die Qualität der Ergebnisse deutlich schlechter.
• Ergänzende Datengrundlagen in Form von Kurzzeitzählungen oder FCD an den Zu- und Abfahrten aller Teilknotenpunkte sind eine notwendige Voraussetzung für eine gute Qualität der Ergebnisse.
• Die Verwendung von FCD anstelle von Kurzzeitzählungen ist möglich, erreicht aber in den untersuchten Fällen nicht die gleiche Ergebnisqualität wie eine Kurzzeitzählung.
• Das vom HBS empfohlene Verfahren – Kurzzeitzählung an allen Rampen eines Knotens mit anschließender Matrixschätzung oder Hochrechnung an den nächstgelegenen Dauerzählstellen – liefert eine Bemessungsverkehrsstärke, mit der die Auslastung der 50. höchstausgelasteten Stunde gut getroffen wird.
Die Analyse der QSV-Genauigkeit ermöglicht folgende Aussagen zur den Bemessungskonzepten:
• Die Bemessungskonzepte, die auf einer Dauerline basieren, liefern die höchste QSV-Genauigkeit. Das entspricht den Erwartungen, da das Referenzbemessungsszenario ebenfalls Dauerlinien nutzt.
• Die dauerlinienbasierten Bemessungskonzepte unterscheiden sich von den tageszeitbasierten Bemessungskonzepten dadurch, dass die Zahl der untersuchten Nachfragesituationen „zufällig“ ist, da sie von der Zahl der verfügbaren Dauerzählstellen abhängen. Die QSV-Genauigkeit hängt deshalb – anders als bei den tageszeitbasierten Konzepten – stark von der Zahl der Dauerzählstellen ab. Bei einer Verfügbarkeit von Dauerzählstellen, so wie sie an vielen Knotenpunkten gegeben ist, liefern tageszeitbasierte Konzepte eine ähnliche Ergebnisqualität wie dauerlinienbasierte Konzepte.
Das Konzept der n-ten Stunde, bei dem nach HBS jede Dauerzählstelle eine eigene Nachfragesituation definiert, lässt sich nicht direkt auf eine modellbasierte Verkehrsprognose übertragen. Für die Verkehrsprognose eignen sich Bemessungskonzepte, die zwei Tageszeiten (Vormittag, Nachmittag) untersuchen. Hier liefert das Konzept „90. Perzentil der Spitzenstunde eines Verkehrstages“ eine mögliche Lösung, da es zu ähnlichen Ergebnissen wie die 50. höchstausgelasteten Stunde führt. Es ermittelt die maßgebende Verkehrsnachfrage im Analysezustand jeweils aus dem 90. Perzentil der beiden Spitzenstunden aller Kalendertage eines Jahres des betrachteten Verkehrstagtyps. In Verkehrsnachfragemodellen, die den Mittelwert der werktäglichen Verkehrsnachfrage abbilden, kann das 90. Perzentil durch pauschale Korrekturfaktoren oder durch höhere Mobilitätsraten abgebildet werden.
Großraum- und/oder Schwertransporte sind Fahrzeuge oder Fahrzeugkombinationen, bei denen beim Fahrzeug samt Ladung die gesetzlich zulässigen Maße und/oder Gewichte überschritten werden. Zur Durchführung von Transportfahrten bedarf es einer Sondererlaubnis, die nach Antrag in einem VEMAGS-Bescheid (Verfahrensmanagement für Groß- und Schwertransporte) erteilt wird. Die Bescheide enthalten eine Reihe von Auflagen, die u.a. sogenannte Streckenauflagen (in Anlage 3) enthalten. Bei einigen Transporten wird von den Genehmigungsbehörden die Besondere Auflage Nummer 21 RGST 2013 aufgenommen: „der zu begleitende Schwertransport ist mit einem Beifahrer zu besetzen, der die angeordneten Auflagen sowie die Auflagenbereiche über Funk an das Begleitfahrzeug übermittelt“. Seit einigen Jahren gibt es von zwei Herstellern in Deutschland Assistenzsysteme auf dem Markt, die als „digitale“ Beifahrer als Ersatz für menschliche Beifahrer dienen können.
Ziel des Projekts war es, einen technischen Anforderungskatalog für den Einsatz eines Digitalen Beifahrers bei Großraum- und Schwertransporten zu erstellen. Hierfür sollten die Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes solcher Systeme (als Ersatz des menschlichen Beifahrers) wissenschaftlich untersucht werden, um die notwendigen technischen Bedarfe im Hinblick auf eine adäquate Mensch-Maschine-Schnittstelle vor dem Hintergrund der Wahrung und Steigerung der Verkehrssicherheit zu definieren. Aufgabe im Forschungsprojekt war die wissenschaftliche Untersuchung, in wie weit die Aufgaben eines menschlichen Beifahrers durch die Benutzung eines digitalen Beifahrers abgedeckt sind und welche Nach- oder Vorteile in Hinblick auf den Erfüllungsgrad der Auflagen einerseits und auf die Verkehrssicherheit andererseits entstehen. Außerdem sollte gezeigt werden, welchen Mehrwert die digitalen Systeme liefern können. Die Aufgabe wurde durch umfangreiche Dokumentenanalysen, Befragungen in Speditionen und bei Fahrern sowie einer Sicherheitsanalyse gelöst. Weiterhin wurden über eine Wahrnehmungsstudie während eines Feldversuchs ergänzende Anforderungen an die Systeme bezüglich der Parameter der Systeme evaluiert, die mit der visuellen Wahrnehmbarkeit verknüpft sind. Aus allen Befunden wurde dann schließlich ein Anforderungskatalog für digitale Beifahrer abgeleitet.
Aufgabenstellung und Programmbeschreibung
„Blicki blickt‘s“ ist eine Verkehrsinitiative des „Blicki e. V.“, die seit 2020 durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) gefördert wird. Für die Konzeptevaluation des Zielgruppenprogramms wurden Dokumentenanalysen (Website und dort bereitgestellte Materialien) durchgeführt, eine Fokusgruppendiskussion mit dem Leitungspersonal von „Blicki blickt's“ geführt und an drei Blicki-Workshops teilgenommen. Die Präventionsmaßnahme will Kinder im richtigen Verhalten gegenüber schweren, großen Fahrzeugen im Straßenverkehr schulen. Dabei liegt der Fokus auf dem besonderen Verhalten von Lkws und der eingeschränkten Sicht des Fahrers (Toter Winkel-Problematik). Im idealerweise über einen Zeitraum von bis zu sechs Wochen angelegten Schulungsprogramm von „Blicki blickt’s“ lassen sich drei Phasen unterscheiden:
• Phase 1 – Vorbereitung im Unterricht mit Lernmaterialien auf der Online-Lernplattform der Blicki-Website
• Phase 2 – Aktionstag: Als kostenloser Workshop an Grundschulen
• Phase 3 – Nachbereitung durch die Kinder und ihre Eltern mittels der digitalen Lernplattform der Blicki-Website
Evaluationsbefunde
„Blicki blickt's“ ist eine Maßnahme der klassischen Verkehrserziehung: Kinder werden auf das aktuelle Geschehen im Straßenverkehr vorbereitet, sie sollen verkehrssicheres Verhalten erlernen und Verkehrsregeln einhalten. Die Blicki-Website und -Materialien sind merklich bemüht, den Entwicklungsstand von Kindern zu berücksichtigen. Allerdings zeigen sich in den Materialien, bei der Umsetzung des Workshops vor Ort oder auch bei der Gestaltung der Website diesbezügliche Defizite. Alles in allem können die von „Blicki blickt's“ aufgegriffene Problematik und die dabei vermittelten Inhalte durchaus für die Verkehrssicherheit von Kindern als einschlägig betrachtet und die Konzeption und Umsetzung entsprechender Präventionsanstrengungen als zielführend zur Verbesserung der Verkehrssicherheit von Kindern aufgefasst werden. Das pädagogisch-didaktische Konzept für alle Arbeitsmaterialien, den Vor-Ort-Workshop, die Online-Lernplattform, die Übungen und die Blicki-Geschichte erscheint durchdacht, zielführend und prinzipiell zielgruppengerecht. Allerdings zeigen sich in der Umsetzung auch Defizite: Gegenwärtig kann der Anspruch der „nachhaltigen Wissensvermittlung“ wegen mangelnder Vor- und Nachbereitung nicht aufrechterhalten werden. Die bei „Blicki blickt’s“ eingesetzten Methoden und Materialien erscheinen prinzipiell als geeignet, die gewünschten Inhalte an die Grundschulkinder zu vermitteln. Optimierungsbedarf zeichnet sich hinsichtlich der Umsetzungstreue der eingesetzten Methoden und der Schulung der Stationsbetreuenden ab. Die Teammitglieder erscheinen vor dem Hintergrund ihrer (bisherigen) Berufsqualifikation für die pädagogische Tätigkeit im Rahmen des Blicki-Workshops als durchaus geeignet. Allerdings lässt die nur kurze Schulung neuer Teammitglieder keine vertiefte Vorbereitung auf die Zielgruppe oder die zu vermittelnde Thematik zu. Fachlich können die Stationsbetreuenden als interessierte Laien charakterisiert werden. Im Rahmen der Umsetzung von „Blicki blickt's“ gibt es eine ganze Reihe von Ansatzpunkten zur Qualitätssicherung. Hinsichtlich der vergleichbaren Umsetzung der einzelnen Veranstaltungen zeigen sich erkennbare Unterschiede. Die Website https://blicki-blickts.de kann hinsichtlich einschlägiger inhaltlicher Qualitätskriterien zwar als „sehr gut“ beurteilt werden. Allerdings fällt es häufiger schwer, die entsprechenden Inhalte zur Erfüllung der Qualitätskriterien auf der Website zu finden. Insgesamt zeigen sich deutliche Mängel beim Seitenaufbau der Website und der Präsentation der Inhalte. Als generelles Fazit der Konzeptevaluation von „Blicki blickt's“ lässt sich die weitere finanzielle Förderung der Maßnahme durch das BMDV aufgrund des vorliegenden pädagogisch-didaktischen Konzepts und seiner beabsichtigten praktischen Umsetzung empfehlen. Die Förderung sollte aber an Optimierungsbemühungen geknüpft werden.
Handlungsempfehlungen
Als Ergebnis der Konzeptevaluation erscheint es angeraten, die Umsetzung von „Blicki blickt's“ in mehrfacher Hinsicht zu überarbeiten und zu optimieren. Diesbezüglich werden vorgeschlagen:
• Optimierungsbemühungen zur Gewährleistung des zentralen Anspruchs einer mehrwöchigen, nachhaltigen Beschäftigung mit dem Thema „Verkehrssicherheit im Umfeld von Lkws“ (Vorbereitung, Workshop, Nachbereitung),
• Verbesserung der Schulung des eingesetzten Personals,
• Methoden zur Gewährleistung einer zielgruppengerechten Durchdringungstiefe des vermittelten Stoffes,
• Überarbeitung der „Blicki blickt's“-Website hinsichtlich ihrer Struktur, der vermittelten fachlichen Inhalte und technischer Mängel,
• Prüfung der Blicki-Materialien durch eine entwicklungspsychologisch geschulte Person,
• aktuelle Daten zur Verkehrssicherheit von Kindern,
• Überarbeitung des Evaluationsbogens, gegebenenfalls auch zur Abschätzung der Vor- und Nachbereitung des Workshops.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens konnten Grundlagen für die Anwendung des Trenchingverfahrens hinsichtlich des Einsatzes der gewählten Verfüllmethoden und der verwendeten Verfüllbaustoffe geschaffen werden. Hierfür wurden sowohl umfangreiche Laborversuche an den Verfüllbaustoffen unter Laborbedingungen als auch unter Baustellenbedingungen, im Rahmen einer Untersuchungsstrecke, durchgeführt. Weiterhin erfolgten umfangreiche Sensitivitätsuntersuchungen unter Anwendung der Finiten-Elemente-Methode. Zur Bewertung des Einflusses verschiedener Schlitzgeometrien (Trenchgeometrien) auf die Beanspruchungszustände in den einzelnen Asphaltschichten einer Befestigung und im eingebrachten Trench sowie auf rechnerisch prognostizierte Nutzungsdauern von Asphalttragschichten wurden umfassende Finite-Elemente-Berechnungen mittels der Sofware COMSOL Multiphysics durchgeführt. Auf Grundlage der Finite-Elemente-Berechnungen konnten Empfehlungen hinsichtlich der Materialeigenschaften der Asphalte und der Verfüllbaustoffe, der Geometrie der Schlitze und der Lage der Schlitze im Straßenquerschnitt abgeleitet werden. Anhand der Ausführung der Untersuchungsstrecke wurden Empfehlungen für die Ermittlung von Kriterien zur qualitativen Ausführung erarbeitet.
Das Forschungsprojekt FE 07.0317 befasste sich mit der umfassenden rheologischen Charakterisierung und Differenzierung von Füller-Bitumen-Gemischen (Mastix) im Dynamischen Scherrheometer (DSR). Dabei wurden unterschiedliche Prüfmethoden zur Ansprache von temperaturabhängigen viskoelastischen Eigenschaften, Verformungsverhalten, Ermüdungsverhalten und Tieftemperaturverhalten identifiziert, erprobt, weiterentwickelt und validiert. Die im Projekt verwendeten Materialien umfassen 11 unterschiedliche, bautechnisch relevante Bitumen sowie 15 unterschiedliche bautechnisch relevante Füller.
Aus den Komponenten wurden diverse Mastixvarianten hergestellt, wobei aus dem Füller nur die Korngröße ≤ 0,063 mm berücksichtigt wurde. Die Mastixherstellung wurde unter Variation der Verfahrensparameter systematisch erprobt, um ein geeignetes und zuverlässiges Mischverfahren festzulegen. Im Projektverlauf wurde ein maximales Füller-Bitumen-Verhältnis von 3 als labor-technische Anwendungsgrenze für die zuverlässige Herstellung und Prüfung von Mastix festgestellt. Mit zunehmender Lagerungsdauer wurde eine deutliche Steifigkeitszunahme von Mastixproben beobachtet, die bei Raumtemperatur deutlich stärker ausgeprägt ist, als bei Lagerung im Kühlschrank bzw. im Gefrierschrank. Das Phänomen wird mutmaßlich auf eine Absorption der leichten Bitumenfraktionen im Füller zurückgeführt. Eine Lagerung von Mastixproben bis zu 7 Tage erscheint als unproblematisch. Die Lagerung im Kühlschrank wird empfohlen.
Aus der nationalen und internationalen Literatur wurden die vielversprechendsten Prüfverfahren zur Mastixansprache im DSR ausgewählt, umfangreich erprobt und hinsichtlich ihrer Tauglichkeit bewertet. Die nachfolgenden ausgewählten und weiterentwickelten Prüfmethoden wurden anschließend anhand von 82 Mastixvarianten validiert: ein Temperatur-Frequenz-Sweep von 20 bis 60 °C mit 8 mm Messgeometrie zur Untersuchung der viskoelastischen Eigenschaften, der Multiple Stress Creep and Recovery Test (MSCRT) bei einer Temperatur von 60 °C mit 25 mm Messgeometrie und eine Relaxationsprüfung bei einer Prüftemperatur von -20 °C mit der 4 mm Messgeometrie. Die gewählten Prüfverfahren sind in marktüblichen DSR-Geräten unterschiedlicher Gerätehersteller mit laborökonomischen Prüfdauern anwendbar. Die Ergebnisse sind aussagekräftig, präzise, einfach interpretierbar und erlauben eine schnelle, zuverlässige und eindeutige Differenzierung unterschiedlicher Varianten an Füller-Bitumen-Gemischen.
Mit den identifizierten aussagekräftigen Materialparametern wurde ein Bewertungshintergrund geschaffen, der Hinweise über den Einfluss unterschiedlicher Füller-Bitumen-Kombinationen mit unterschiedlichen Massenverhältnissen auf die interessierenden Materialeigenschaften liefert. Bei allen Materialeigenschaften zeigt das in der Mastix verwendete Bitumen einen übergeordneten Einfluss auf die Prüfergebnisse. Es kann ein funktionaler Zusammenhang zwischen dem Füller-Bitumen-Verhältnis und den maßgebenden Mastixeigenschaften festgestellt werden. Anhand der versteifenden Wirkung vom komplexen Schermodul wurde eine eindeutige und materialspezifische Füller-Bitumen-Interaktion festgestellt. Unterschiedliche Füllereinflüsse konnten am ehesten anhand des Kriechverhaltens jedoch kaum anhand des Kälteverhaltens festgestellt werden. Die Verwendung von reinem Kalkhydrat führt zu einer starken Versteifung und damit einem hohen Verformungswiderstand bei gleichzeitig nachteiligem Kälteverhalten.
Die Prüfverfahren haben eine Wiederholpräzision im Bereich von 10 bis 15 % (mit einer statistischen Sicherheit von 95 %) und eine Vergleichpräzision im Bereich von 15 bis 30 % (mit einer statistischen Sicherheit von 95 %). Sie entsprechen damit der typischen Prüfpräzision von rheologischen Prüfverfahren.
Die Durchführung von Ermüdungsprüfungen von Mastix im DSR ist insgesamt kritisch zu sehen. Es gibt eine große Variabilität von möglichen Prüfparametern, die einen maßgeblichen Einfluss auf die Prüfergebnisse haben. Es ist unklar, ob Deformationsregelung oder Spannungsregelung das tatsächliche Materialverhalten besser abbildet und welche Regelung sich besser für eine (plausible) Differenzierung unterschiedlicher Mastixvarianten eignet. Darüber hinaus existiert ein maßgeblicher Einfluss aus den Gerätekonstruktionen von unterschiedlichen Rheometern, sodass Ergebnisse nicht miteinander vergleichbar und damit nicht für eine geräteübergreifende Charakterisierung geeignet sind.
In diesem Forschungsprojekt wurde eine Prüfsystematik für eine ganzheitliche (rheologische und chemische) Charakterisierung und systematische Materialbewertung von bitumenhaltigen Bindemitteln für den Asphaltstraßenbau entwickelt. Die neue Prüfsystematik basiert auf Prüfungen im Dynamischen Scherrheometer (DSR) zur Charakterisierung des rheologischen Materialverhaltens im gesamten Gebrauchstemperaturbereich unter Berücksichtigung der viskoelastischen Eigenschaften, des Verformungsverhaltens, des Kälteverhaltens und des Alterungsverhaltens. Die Prüfsystematik wird vervollständigt durch Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR-Spektroskopie) zur Bestimmung chemischer Materialeigenschaften. Zunächst wurden rheologische und chemische Prüfverfahren zusammengestellt und an einer repräsentativen Auswahl an bitumenhaltigen Bindemitteln systematisch analysiert und anhand von Parameterstudien weiterentwickelt. So wurde aus einem Set an verschiedenen Prüfverfahren eine neue, ganzheitliche Prüfsystematik entwickelt. Die rheologische Prüfsystematik besteht im Wesentlichen aus dem Bitumen-Typisierungs-Schnell-Verfahren (BTSV), einem 8 mm Temperatur-Sweep (T-Sweep), einem 25 mm Single Shear Creep Test (SSCT) und einer 4 mm Relaxationsprüfung. Diese wird ergänzt durch FTIR-Analysen insbesondere für die Identifikation verschiedener Bindemittelmodifizierungen sowie der weitergehenden Bewertung des Alterungszustandes. Die neue Prüfsystematik ist für die Anwendung in der Praxis gut geeignet. Sie kann bei einer Einfachbestimmung innerhalb eines Arbeitstages mit einem DSR und bei einer Mehrfachmessung mit dem FITR innerhalb von 30 Minuten durchgeführt werden. Es folgten systematische Reihenuntersuchungen der neuen Prüfsystematik an 102 verschiedenen repräsentativen bitumenhaltigen Bindemitteln in unterschiedlichen Alterungszuständen. Daraus wurden geeignete Bewertungsparameter für die Erstellung einer Charakterisierungsmatrix identifiziert. Die aus den Prüfverfahren abgeleiteten Bewertungsparameter sind einfach interpretierbar und in der Praxis sofort anwendbar. Sie umfassen das Materialverhalten im gesamten Temperaturbereich des Gebrauchsverhaltens sowie die chemische Zusammensetzung und weisen eine gute Wiederholbarkeit für eine eindeutige Differenzierbarkeit unterschiedlicher Bindemittel auf. Auf Grundlage der untersuchten 102 Materialvarianten und einer systematischen Auswertung unter Berücksichtigung des aktuellen Technischen Regelwerks, konnten Orientierungswerte für unterschiedliche Anwendungszwecke in Abhängigkeit von der zu erwartenden Schwerverkehrsbeanspruchung der Straße abgeleitet werden. Dies umfasst Vorschläge an Orientierungswerte für die Äqui-Schermodultemperaturen T(G*=15 kPa) und T(G*=5 MPa) sowie an die Änderung der jeweiligen Kennwerte durch Alterung. Außerdem werden beanspruchungsabhängige Orientierungswerte an die Kriechrate zur Beurteilung des Verformungswiederstands und an die prozentuale Spannungsrelaxation zur Beurteilung des Widerstands gegen Kälterissbildung vorgeschlagen. Ergänzt werden diese durch Orientierungswerte für Indexwerte aus dem FTIR. Die neue Prüfsystematik wurde abschließend zusammen mit den vorgeschlagenen Orientierungswerten anhand von Erprobungsstrecken in der Praxis validiert. Dafür wurden sieben Bauvorhaben mit zehn verschiedenen Asphaltschichten identifiziert und an unterschiedlichen Stellen Asphaltproben entnommen. Die vorgeschlagenen Orientierungswerte konnten anhand der Proben aus den Erprobungsstrecken validiert werden. Außerdem konnte die laborübergreifende und herstellerunabhängige Anwendbarkeit der Prüfsystematik und der Orientierungswerte in der Baupraxis demonstriert werden. Die Prüfverfahren weisen eine zufriedenstellende und zuverlässige Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit auf und sind in der Baupraxis lückenlos anwendbar.
Das Forschungsvorhaben „Praxisanwendung der Methoden aus ExNet 1.0: Gesamtlärm“ ist eine Fortführung der im Forschungsvorhaben FE 02.0400/2016/IRB „Verkehrsträgerübergreifende Lärmkumulation in komplexen Situationen“ als Leitfaden erarbeiteten Vorgehensweise. Das Ziel war, die Prüfung des Leitfadens hinsichtlich seiner Praxistauglichkeit. Sie mündete in einer Überarbeitung des Leitfadens, die einen Einsatz in der Praxis erleichtert.
Durchgeführt wurde vorab eine Recherche zu früheren Vorhaben zum Thema „Gesamtlärm“ in Deutschland, nach der in den identifizierten bisherigen Ansätzen zum Gesamtlärm keine Aspekte vorliegen, die im Verfahren zur Lärmkumulation nicht berücksichtigt wurden bzw. die nicht grundsätzlich aufgenommen werden können. Eine ebenfalls durchgeführte quantitative Analyse des Auftretens von Gesamtlärmsituationen in Deutschland zeigt, dass eine Belastung von jeweils LDEN ≥ 55 dB(A) durch mehr als eine Verkehrslärmquelle für fast 3 % der Bevölkerung besteht, das Thema somit eine hohe Relevanz aufweist. Eine direkte Ansprache an geeignete Kontakte zeigt, dass Prüfungen zu Gesamtlärm derzeit nur vereinzelt vorgenommen werden. Bei der Maßnahmenfindung wurden in vielen Meldungen keine einheitlichen Vorgaben erwähnt. Zur Findung der „besten Variante“ wurden weitgehend keine Aussagen zu konkreten Verfahren getroffen.
Die Praxistauglichkeit des Leitfadens wurde im Rahmen eines Praxisworkshops erprobt. Aufgrund der erhobenen Rückmeldungen wurde eine Bewertung des bestehenden Leitfadens anhand der Prüfkriterien „Aussagekraft“, „Verständlichkeit“, „Transparenz“ und „Praxistauglichkeit“ durchgeführt. Abgeleitet wurden dann notwendige Änderungen am Verfahren sowie an den Materialien, um den Leitfaden für einen Praxiseinsatz tauglich zu machen und die Verbreitung zu forcieren.
Es wurden für die Beschreibung des Verfahrens zur Lärmkumulation gezielte Überarbeitungsbedarfe bzw. Hinweise für den Leitfaden abgeleitet. Es hat sich vor allem gezeigt, dass eine zu frühe Fokussierung auf Nutzen-Kosten-Bewertungen nicht unbedingt zu einem hohen Schutzniveau führt bzw. dass das erreichte Nutzen-Kosten-Verhältnis nicht in jedem Fall optimal ist. Eine frühe Einschränkung auf ggf. wenige Varianten kann zudem dazu führen, dass bestimmte Maßnahmen nicht betrachtet werden. Für die Überarbeitung stellt sich somit heraus, dass in der Verfahrensbeschreibung herauszustellen ist, dass eine Maßnahmenprüfung möglichst erst bei Erreichen eines Vollschutzes beendet wird. In der ersten Durchführung ist eine „Ermittlung des Vollschutzes durch Abschirmung“ aber auch eine Prüfung der möglichen emissionswirksamen Maßnahmen durchzuführen. Weitere Überarbeitungen umfassen z.B. Empfehlungen für die Darstellung im Streudiagramm.
Die Erkenntnisse u.a. aus dem Praxisworkshop zeigen zudem, dass für das Verständnis des Leitfadens und seiner Methoden eine ausreichende Erklärung notwendig ist. Es wurden Materialien erstellt, die eine Einarbeitung in den Leitfaden erleichtern. Ein Schulungsvideo zu den Grundlagen des Leitfadens Lärmkumulation umfasst eine allgemeine Einführung in die Thematik Gesamtlärm sowie das Verfahren Lärmkumulation. Ziel des Videos ist weniger die praktische Anwendung, sodass auf das Streudiagramm sowie konkretere Beispiele nicht eingegangen wird. Das Schulungsvideo zur Einführung in die Anwendung des Leitfadens umfasst eine kurze Erläuterung des zweitstufigen Verfahrens. Kern der Vorstellung ist das Streudiagramm. Dieses wird anhand eines vereinfachten Beispiels erklärt. Anschließend wird ein exemplarischer Durchlauf des Leitfadens mit Auswirkungen auf das Streudiagramm gezeigt. Eine Handlungsanleitung führt die Inhalte des Leitfadens unabhängig von der im Schlussbericht veröffentlichten „formellen“ Beschreibung auf. Es werden jeweils Hinweise für die Praxisanwendung gegeben. Im Rahmen des Projekts wurde auch geprüft, ob und wie der Praxiseinsatz des Leitfadens umgesetzt werden kann. Im Rahmen eines von der BASt durchgeführten Werkstattgesprächs zeichnete sich ab, dass eine einheitliche Regelung zum Vorgehen bei Gesamtlärmbelastungen fehlt, aber gewünscht und benötigt wird. Das vorgestellte Verfahren zum Umgang bei Lärmkumulation bietet ein mögliches Verfahren, es fehle jedoch noch ein rechtlicher Rahmen bzw. es besteht keine ausreichende Verbindlichkeit zur Anwendung. Für mögliche verbindliche Umsetzungen werden Änderungen an Verordnungen, Richtlinien, Normen sowie Rundschreiben durch das Bundesministerium genannt.
Im durchgeführten Projekt wurden Anmerkungen aus einer ersten Praxisanwendung sowie aus einem weiten Beteiligtenkreis gesammelt. Nach ausführlicher Bewertung ist das Konzept in der angepassten Fassung geeignet für einen Praxiseinsatz. Ergänzende Materialien wie Schulungsvideos unterstützen die Verbreitung. Obwohl der Leitfaden selbst weiterhin weitgehend unabhängig von Regelungen zum Schallschutz ist, fehlt eine verbindliche Verankerung z. B. in relevanten Verordnungen, um einen Praxiseinsatz zu unterstützen.
Die EU-Richtlinie 2008/96/EG fordert präventive Maßnahmen zur Verbesserung der Verkehrssicherheit.
Das im Rahmen desConference of European Directors of Roads (CEDR) entwickelte Tool ESReT ermöglicht eine automatisierte
Erfassung und Bewertung von Straßenparametern zur Identifikation sicherheitsrelevanter Defizite.
Im Forschungsprojekt FE 03.0580/2019/FRB wurde ESReT auf 12 Strecken getestet.
Das Projekt fokussiert die Bewertung der Usability und Akzeptanz eines dynamischen Fahrerassistenz- und Fahrerinformationssystems, mit dem übergeordneten Ziel die Verkehrssicherheit zu erhöhen. Das Vorgehen folgt einem menschzentrierten Entwicklungsprozess mit iterativen Experten- und Nutzerevaluationen, um die Nutzungskontexte und Anforderungen zu analysieren, Gestaltungslösungen zu entwickeln und diese kontinuierlich zu optimieren. Nach einer Literatur- und Marktanalyse wurde ein Rahmenkonzept entwickelt, das verschiedene FAS/FIS-Funktionalitäten integriert und potenzielle Szenarien anhand von Unfallanalysen aufzeigt. Das Warnkonzept konzentriert sich auf das Szenario urbaner Kreuzungen. Zentrale Erkenntnisse der Expertenevaluierung umfassen, dass Kritikalität der Situation und Sensorkonfidenz nicht unabhängig voneinander wahrgenommen werden, auditive Hinweise auf Dauer störend wirken können und alle erkannten Verkehrsteilnehmenden angezeigt werden sollten, während nur besonders kritische Objekte hervorgehoben werden sollten. Im Anschluss an die Expertenevaluation wurde ein dynamischer 3D-Prototyp entwickelt und in einer VR-Simulation mit Nutzer:innen getestet. Daraufhin vorgenommene Anpassungen für die Weiterentwicklung umfassen u.a. die Integration von Warnungen im Stillstand und eine zentralere Positionierung des warnenden Head Up Display Icons. Das dynamische Warnkonzept wurde anschließend in einer Fahrsimulatorstudie mit N = 31 Teilnehmenden mit einem statischen Konzept verglichen. Die Evaluation zeigte Unterschiede im Blickverhalten, jedoch keine signifikanten Unterschiede im Fahrverhalten oder der Kritikalität. Das dynamische Konzept führte zu einer längeren Fixationsdauer im zentralen Sichtfeld und des dort positionierten Warnsymbols, wurde aber von einem Teil der Proband:innen als ablenkend empfunden. Zukünftige Entwicklungen sollten das Risiko übermäßigen Vertrauens berücksichtigen und schnelle Farb- und Transparenzwechsel vermeiden, um Ablenkungen zu minimieren.
Im Rahmen des Workshops „Innovationen im Lärmschutz – Charakterisierung, Bewertung und Umsetzung“ wurden aktuelle Entwicklungen und zukünftige Perspektiven im Verkehrslärmschutz diskutiert. Ziel war es, Erkenntnisse aus Forschung und Praxis zusammenzuführen, Erfahrungen auszutauschen und Potenziale innovativer Ansätze auszuloten – insbesondere im Hinblick auf ihre Übertragbarkeit zwischen den Verkehrsträgern Straße, Schiene und Wasserstraße.
Die Diskussionen zeigten, dass sich viele Herausforderungen im Lärmschutz verkehrsträgerübergreifend ähneln, etwa bei der Gestaltung bzw. Entwicklung wirksamerer Lärmschutzwände, der Integration zusätzlicher Funktionen wie Photovoltaik oder bei der Bewertung der Wirksamkeit von Maßnahmen. Zugleich wurden Unterschiede in den Rahmenbedingungen deutlich, die eine differenzierte Betrachtung erforderlich machen.
Ein Augenmerk galt auch der Rolle psychoakustischer Ansätze, mit denen die subjektive Lärmwahrnehmung besser erfasst und bei der Planung berücksichtigt werden kann. Darüber hinaus wurden Forschungsbedarfe bei der akustischen Charakterisierung, der methodischen Bewertung sowie der praxisnahen Umsetzung identifiziert. Die Ergebnisse des Workshops liefern wertvolle Impulse für eine zukunftsorientierte, systemisch gedachte Weiterentwicklung des Verkehrslärmschutzes.
In der Vergangenheit konnte gezeigt werden, dass Feinstaubemissionen eine Belastung für Mensch und Umwelt sind. Einer der Treiber dieser Emissionen ist der straßengebundene Verkehr. Aus diesem Grund wurden die Grenzwerte der Abgasemissionen immer weiter verschärft. Studien belegen jedoch, dass für PM10 bereits seit 2012 die nichtabgasbezogenen Partikelemissionen, hauptsächlich durch Bremspartikel und Reifenabrieb, im Verkehr höher sind als die Abgasemissionen. Vor diesem Hintergrund wird die Europäische Kommission in der kommenden Euro 7 Gesetzgebung erstmals auch nicht-abgasbezogene Partikelemissionen durch Bremsen und Reifen regulieren. Um die eingeführten Grenzwerte für Bremsstaubemissionen künftig erfüllen zu können, sind Änderungen gegenüber dem aktuellen Stand der Technik von Bremssystemen im Fahrzeug notwendig. Inhalt dieses Projektes ist in einem ersten Schritt die Recherche und Einordnung aktuell verfügbarer, beziehungsweise in der Entwicklung befindlicher Bremssysteme und deren erwartbares Emissionsminderungspotential. Dadurch soll ein Überblick über bestehende Bremsentechnologien und Ansätze für künftige Bremssysteme geschaffen werden. Mithilfe des ermittelten Überblicks werden die recherchierten Technologien in einem zweiten Schritt basierend auf Bewertungskriterien hinsichtlich der allgemeinen Anforderungen an ein Bremssystem und des Emissionsminderungspotentials bewertet und miteinander verglichen. Die Technologiebewertung erfolgt unter Berücksichtigung der verschiedenen Fahrzeugsegmente und Triebstrangkonfigurationen für Fahrzeuge mit verbrennungsmotorischem, Hybrid- und Elektroantrieb.
Im Rahmen der Realisierung eines Konzepts für ein Monitoring der im Bundesfernstraßenbau relevanten Nachhaltigkeitsziele soll ein Indikator zur Erfassung der Lärmbetroffenheit (kurz: Lärmindikator) entwickelt und erprobt werden. Hierfür ist eine zielführende Methode für die anzuwendende Bewertungsgröße „Lärmbelastete in Personen oder Wohneinheiten an Strecken (Anzahl oder Anteil) über einem Grenzwert oder nach Pegelklasse“ für die Erhebung an Bundesfernstraßen zu erarbeiten. Hierzu sollen zunächst verschiedene Varianten ermittelt werden, die für einen Einsatz in Frage kommen:
Im ersten Vorschlag wird auf Eingangsdaten der Lärmkartierung zurückgegriffen. Mithilfe dieser Datenbasis lässt sich ein Berechnungsmodell aufbauen, das die kartierten Bundesfernstraßen (mit mehr als 3 Mio. Fahrzeugen pro Jahr) umfasst. Die Begrenzung der Modelle auf den zu kartierenden Bereich ist jedoch nicht zielführend, wenn auch Bundesfernstraßen mit geringeren Verkehrsmengen in die Berechnung des Lärmindikators eingehen sollen. Der zweite Vorschlag nutzt ein Modell, das (zumindest teilweise) unabhängig von der Lärmkartierung ist. Es werden frei verfügbare Daten herangezogen. Dieser Ansatz ist auch notwendig, um z. B. die Lärmkartierung um die bisher nicht kartierten Bundesfernstraßen zu ergänzen. Kritisch sind insbesondere die bisher fehlenden bzw. nicht ausreichenden Angaben zu Schallschutzwänden, da diese wesentlich zur Lärmminderung beitragen und vorrangige Lärmminderungsmaßnahmen in der Lärmsanierung darstellen. Ein Fehlen der Lärmschutzwände würde somit eine Bewertung von Lärmminderungsmaßnahmen obsolet machen. Der dritte Vorschlag baut darauf auf, die Rechenläufe der Lärmkartierung zu nutzen, um Teilergebnisse für die Quellen der Bundesfernstraßen zu erhalten.
Die erarbeiteten Methoden wurden am Modellgebiet Schleswig-Holstein erprobt. Hierfür wurde sowohl das Modell der Lärmkartierung ausgewertet als auch ein eigenständiges Berechnungsmodell aufgebaut. Die Methoden werden anhand geeigneter Kriterien verglichen und bewertet. Insgesamt ergeben sich unterschiedliche Ansätze, die hinsichtlich der bewerteten Kriterien stark unterschiedlich bewertet werden müssen. Hinsichtlich der Genauigkeit bietet sich ein von der Lärmkartierung unabhängiges Modell an, um auch die bisher nicht kartierten Straßen zu erfassen. Derzeit ist die Datengrundlage hinsichtlich Schallschutzbauwerken jedoch noch stark unzureichend. Ein statistisches Modell, aufbauend auf den Ergebnissen der Lärmkartierung, bietet vergleichsweise gute Ergebnisse bei geringem Aufwand. Von Vorteil ist es hierbei, wenn der Anteil der Bundesfernstraßen nicht statistisch ermittelt wird, sondern getrennten Berechnungen entstammt. Eine einmalige Erhebung pro Bundesland wäre mindestens zu empfehlen. Idealerweise werden diese Daten regelmäßig im Rahmen der Lärmkartierung erhoben.
Es kann festgestellt werden, dass ein berechnungsfähiges Modell auf bundesweit verfügbaren Daten mit aktuellen Datenbestand zwar aufgebaut werden kann, die Modellqualität jedoch ohne manuelle Korrekturen weitgehend nicht den Ansprüchen an Berechnungsmodelle der Lärmkartierung oder sogar Einsatzbereichen mit höheren Qualitätsanforderungen (Lärmvorsorge oder Lärmsanierung) entsprechen kann. Es wird empfohlen, für die Bewertung der Lärmbetroffenheit an Bundesfernstraßen zunächst auf die Berechnungsergebnisse der Lärmkartierungen zurückzugreifen. Mittelfristig sollte jedoch angestrebt werden, die Datenbereitstellung nachhaltig zu optimieren. Diese Daten stünden dann auch für die Anwendung des Lärmindikators bundesweit einheitlich zur Verfügung. Sofern alle notwendigen Daten vorlägen, ließe sich ein Modell in ausreichender Qualität reproduzierbar erzeugen. Eine gute Datengrundlage für das Netz der Bundesfernstraßen bietet dabei auch Vorteile bei der Erstellung der Lärmkartierungen. Zudem können auch weitere Anwendungsfälle im Umfeld der Bundesfernstraßen, zum Beispiel in der Lärmsanierung, hiermit sehr gut abgedeckt werden.
Lärm gehört zu den führenden umweltbezogenen Gesundheitsrisiken (WHO, 2018). Viele Menschen sind gesundheitsgefährdendem Verkehrslärm ausgesetzt und fühlen sich dadurch gestört und belästigt. Daher gilt es, Maßnahmen zur Reduzierung von Geräuschbelastungen auf allen Interventionsebenen zu planen und umzusetzen (van Kamp et al., 2019). Neben Maßnahmen an der Quelle und Ausbreitungsweg sowie passiver Maßnahmen am Immissionsort sind weitere Strategien für angemessenen Gesundheitsschutz erforderlich. Zur Ausschöpfung der Möglichkeiten zur Minderung von Straßenverkehrslärm rückt daher zunehmend verhaltensbedingter Lärm in den Blickpunkt. Menschen tragen durch lärmprovozierendes Verhalten zur Verschärfung des Lärmproblems bei. Studien belegen, dass unterschiedliche Fahrweisen einen erheblichen Einfluss auf die Geräuschentwicklung haben (siehe z.B. Hammer et al., 2016). Jedoch bleiben die Faktoren, die lärmbewusstes Verhalten hemmen bzw. fördern, aufgrund fehlender Studien unklar. Lärmbewusstes Verhalten wird im Folgenden verstanden als Einsicht in die Gefährdung des Menschen durch anthropogenen Lärm, verbunden mit der aktiven Bereitschaft die negativen Auswirkungen des eigenen lärmrelevanten Handelns zu minimieren.
Zur Untersuchung des Potentials zur Minderung von Straßenverkehrslärm durch lärmbewusstes Verhalten wurden eine explorative Befragung sowie experimentelle Untersuchungen im Realverkehr und ein Hörexperiment realisiert. Die Befragung, bei der über 400 Personen aus dem DACH-Raum teilnahmen, zeigte, dass das Konstrukt „lärmbewusstes Verhalten“ auf Basis von Fragen zum Verhalten im Alltag mit Geräuschbezug operationalisierbar ist. Dabei zeigte das entwickelte Konstrukt Zusammenhänge mit diversen Variablen, wie mit dem Alter oder Bildungsgrad aber auch mit der Verantwortungsübernahme, der Werteorientierung, dem Kaufverhalten oder der Fahrweise. Dabei deutete sich an, dass lärmbewusstes Verhalten oft nur dauerhaft etabliert wird, wenn dies mit persönlichen Vorteilen einher geht. So wird als wichtigstes Motiv zur Anwendung von Eco-Drive die Einsparung von Kraftstoff genannt, was unmittelbare finanzielle Vorteile bietet, wohingegen die Lärmvermeidung nur ein untergeordnetes Motiv darstellte.
Auf Basis von experimentellen Untersuchungen wurden weitere Erkenntnisse zu den Auswirkungen von Interventionen auf das Lärmverhalten im Straßenverkehr generiert. Hierbei wurden in einem Realversuch im Fließverkehr die Einflüsse von Hinweisgebern auf die aktive Selbstregulierung von Kraftfahrzeugfahrenden untersucht. Die Hinweisgeber wurden in Form eines ortsfesten Hinweisgebers sowie eines visuellen Feedback-Systems im Fahrzeug realisiert. Die Ergebnisse zeigten keine statistisch signifikanten Effekte der Hinweisgeberarten. Der statische externe Hinweisgeber zeigte jedoch einen Trend zur Lärmminderung im örtlichen Umfeld des Schildes, was bei Nutzung von interaktiven statischen Lärm-Displays in der Größenordnung von 0,5 bis 1,0 dB bereits belegt wurde (Heusser & Heutschi, 2022). Externe Hinweisgeber können somit lärmbewusstes Fahrverhalten fördern. Dagegen wurde kein lärmbewussteres Fahrverhalten durch einen internen digitalen Informationsgeber zur Anzeige der momentanen Lärmemission beobachtet. Ohne explizite Erklärung der Bedeutung des Hinweisgebers für die Probanden und weitere Informationen zur Relevanz der Vermeidung von Verkehrslärm war eine Verhaltensänderung nicht zu beobachten.
Als weitere akustische Maßnahmenbewertung wurden Vorbeifahrtsmessungen durchgeführt, die das Minderungspotential bei ausgewählten Fahrweisen bestätigten. Der Vorbeifahrtspegel ließ sich beispielsweise bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor durch frühes Hochschalten um einige dB reduzieren. Bei einem Elektrofahrzeug zeigte sich dagegen ein geringeres fahrmanöverabhängiges Lärmminderungspotential.
Basierend auf einen Hörversuch wurde die perzeptive Wirkung der in den Messungen implizit enthaltenen lärmprovozierenden Verhaltens- und Fahrweisen untersucht. Es zeigte sich, dass auffällige Einzelereignisse, die lärmprovozierende Verhaltensweisen widerspiegelten (z.B. Hupen, Kavaliersstart, laute Motorräder), eine erhöhte Störwirkung verursachen, die nicht ausreichend durch den Mittelungspegel abgebildet wird. Die markanten Ereignisse wirkten sich bei Einzelvorbeifahrten wie auch in komplexen Straßenverkehrsszenen nicht nur auf die Lärmbelästigung, sondern auch auf andere Wahrnehmungsqualitäten (wie die empfundene Nähe, Dynamik oder Schärfe der Geräusche) aus. Bei auffälligen Einzelereignissen stellte sich eine pegeläquivalente erhöhte Störwirkung in einer Größenordnung von ca. 3 bis 4 dB ein.
Auf Basis der empirischen und messtechnischen Ergebnisse in Verbindung mit Erkenntnissen aus der Literatur wurde ein Maßnahmenkatalog erstellt, der Möglichkeiten der Förderung von lärmbewusstem Verhalten im motorisierten Individualverkehr beinhaltet. Die Maßnahmen lassen sich dabei neben der personalen Ebene auf der physisch-materiellen, sozio-ökonomischen, soziokulturellen sowie rechtlich-politisch-administrativen Ebene ansetzen. Die im Katalog aufgeführten Maßnahmen müssen hinsichtlich deren Wirksamkeit zur nachhaltigen Lärmminderung in weiteren Studien evaluiert werden.
Wesentliche Aufgabe des Winterdienstes ist die Gewährleistung von Sicherheit und Verkehrsfluss für Personen- und Güterverkehr in Perioden mit winterlichen Witterungsbedingungen. Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurde eine einfache Methode für die Ökobilanzierung des Straßenwinterdienstes entwickelt und in Form eines intuitiv bedienbaren Excel-Tools für interessierte Kreise anwendbar gemacht. Der im Projekt betrachtete Straßenwinterdienst umfasste dabei den Winterdienst auf Außerortsstraßen, insbesondere Autobahnen und Bundesstraßen.
Im ersten Schritt des Projekts wurden Ökobilanzstudien zum Winterdienst ausgewertet und daraus die methodischen Grundlagen des ÖkoWin-Tools abgeleitet. Ergänzend zur Literaturauswertung wurden Interviews mit Praxisakteuren geführt. Eine Auswertung aktueller Literatur zu ökotoxischen Wirkungen aus der Ausbringung von Streumitteln vervollständigt das Bild der Umweltauswirkungen. Die Entwicklung des ÖkoWin-Tools erfolgte im zweiten Schritt. Zentrale Zielgruppe des Tools sind Akteure, die für den Winterdienst verantwortlich sind, wie z. B. Autobahn- und Straßenmeistereien sowie Bauhöfe und Akteure, die Entscheidungen zur Beschaffung von Streumitteln und Winterdiensttechnik treffen. Sie können mit dem ÖkoWin-Tool die potenziellen Umweltauswirkungen ihrer Winterdienstaktivitäten bestimmen, sie können ermitteln, welche Prozesse die höchsten Beiträge zu den Umweltauswirkungen verursachen und welche Potenziale in Optimierungsmaßnahmen stecken. Das ÖkoWin-Tool ermöglicht die Erstellung individueller Ökobilanzen in sechs Schritten. Die Ökobilanzierung erfolgt in Bezug auf eine entsprechend der Fragestellung festzulegende funktionelle Einheit, das ist eine Bezugsgröße mit räumlicher und zeitlicher Komponente, beispielsweise die Winterdienstaktivitäten für die gesamte betreute Streufläche über eine bestimmte Winterperiode. Anwender und Anwenderinnen müssen die Primärdaten zu den Kernprozessen ihrer Winterdienstaktivitäten in das Tool eingeben (z. B. Verbrauch an Streumitteln und Kraftstoffen). Im ÖkoWin-Tool sind die Emissionsfaktoren zu den Vor- und Nachketten (z. B. die Herstellung von Streumitteln und Kraftstoffen, Emissionen der Ausbringung) für die Berechnung der potenziellen Umweltauswirkungen hinterlegt.
Insgesamt eignet sich die Methode der Ökobilanz sehr gut, um Optimierungspotenziale für die Durchführung des Winterdienstes innerhalb einer Meisterei oder eines Bauhofes zu identifizieren. Dagegen ist ein direkter Vergleich des Winterdienstes unterschiedlicher Meistereien bzw. generell von unterschiedlichen Organisationen, die den Winterdienst durchführen, auf Basis einer Ökobilanz nur sehr eingeschränkt oder gar nicht möglich. Ebenso gibt es verschiedene Auswirkungen des Winterdienstes, die mit der Methode der Ökobilanz aufgrund offener methodischer Fragen und fehlender Daten zumindest derzeit nicht abgebildet werden können. Darunter fallen potenzielle ökotoxische Wirkungen insbesondere aus der Ausbringung der Streumittel. Ebenso können potenzielle negative Wirkungen auf Bauwerke und Fahrzeuge, die Reparaturen und Ersatzmaßnahmen notwendig machen und darüber Umweltauswirkungen verursachen, nicht berücksichtigt werden. Auch die Effekte des Winterdienstes auf den Verkehrsfluss können mit der Methode Ökobilanz derzeit nicht abgebildet werden.
Die Auswertung realer Ereignisse und früherer Studien zeigt, dass Menschen in Extremsituationen oft gemeinschaftlich abgesicherte Fluchtentscheidungen treffen. Die resultierende Gruppendynamik kann sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf die Selbstrettung haben. Da Gruppeneffekte im Zusammenhang mit Ereignissen in Tunneln zuvor kaum untersucht oder quantifiziert wurden, hat die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) im April 2023 das Forschungsvorhaben „Analyse des Reaktions- und Fluchtverhaltens in Straßentunneln unter Berücksichtigung von Gruppeneffekten“ an ein interdisziplinäres Konsortium aus Ingenieur- und Sozialwissenschaften vergeben. Das Forschungsvorhaben verfolgte das Ziel, den Einfluss der Gruppendynamik auf die Selbstrettung in Tunnelsystemen hinsichtlich soziologischer als auch ingenieurtechnischer Aspekte systematisch zu untersuchen. Im Rahmen des Projektes wurden über 60 Versuchspersonen in ein sehr realistisches Szenario eines Unfalls mit Brand in einem Straßentunnel gebracht und ihr Verhalten während der Selbstrettungsphase detailliert analysiert. Die Probandenversuche wurden in den Tunnelanlagen der Forschungseinrichtung Zentrum am Berg (ZaB) in Österreich durchgeführt. Im Ergebnis wurde eine Vielzahl unterschiedlicher Verhaltensweisen von Einzelpersonen und in Gruppenstrukturen dokumentiert, die Motivlagen der Probanden über Interviews transparent gemacht und die Folgen reflektiert. Für die Verhaltensweisen wurden typisierende Schemata entworfen und eine Einordnung nach positiv, ambivalent, problematisch, kritisch oder fatal vorgenommen. Bei den Einzelversuchen wurde deutlich, dass immer mit einer Flucht von oder durch die Gefahrenstelle im eigenen Fahrzeug zu rechnen ist und Einschätzungen zur Gefahrenlage auch von Personen mit professionellem Vorwissen schwer zu treffen sind. Bei den Gruppenversuchen zeigt sich, dass im hier dargestellten Szenario eher von einer positiven Wirkung des Kollektivs gesprochen werden kann, insofern Ansätze zu problematischem, kritischen oder gar fatalem Verhalten durch Gruppeneffekte korrigiert werden. Wie weit sich die hier dokumentierten Ansätze auch anders auswirken könnten, lässt sich nur über umfangreichere Versuche klären. Die ingenieurmäßige Auswertung der durchgeführten Probandenversuche, bei denen die Reaktionszeiten und die resultierenden Fluchtgeschwindigkeiten sowohl von Gruppenversuchen als auch von einzelnen Referenzpersonen ermittelt wurden, trägt zur Validierung der Basisparameter zum menschlichen Verhalten von Risikomodellen bei. Eine Notwendigkeit zur Anpassung der Methodik zur Bewertung der Sicherheit von Straßentunneln kann aus den Ergebnissen nicht abgeleitet werden.
Der dauerhafte Verbund einzelner Asphaltschichten ist eine wesentliche Voraussetzung für eine lange Nutzungsdauer von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt. Zur Herstellung eines ausreichenden Verbundes ist die Verwendung von Ansprühmittel notwendig. Das technische Regelwerk enthält hierfür entsprechende Empfehlungen zur Dosierung der Ansprühmittel je nach Art und Beschaffenheit der Unterlage. Die Festlegungen dazu basieren weitestgehend auf empirischen Erkenntnissen und auf Laboruntersuchungen, die in der Praxis nicht evaluiert worden sind. In der Baupraxis wurde inzwischen festgestellt, dass in einigen Fällen die Anforderungen an den Schichtenverbund trotz Verwendung von ausreichendem Ansprühmittel nicht erreicht werden. Hier sind die Kenntnisse über die Wechselwirkung zwischen dem Ansprühmittel nach Art und Menge einerseits und der Beschaffenheit der Unterlage (gefräst oder nicht gefräst), deren Temperatur, der Art der einzubauenden Schicht und des Wetters andererseits unzureichend. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist eine systematische Untersuchung des Einflusses der Applikation von Ansprühmittel auf die Güte des Schichtenverbundes der so zu verbindenden Asphaltschichten. Dabei soll neben der Art auch die Dicke des Ansprühmittels variiert werden und sowie die Art der Oberflächenvorbereitung. Basierend auf diesen Untersuchungen und den daraus gewonnenen Erkenntnissen sollen allgemeingültige Empfehlungen formuliert werden, die den Einsatz von Ansprühmittel und dessen Einfluss auf den Schichtenverbund charakterisieren. In einem ersten Schritt werden mithilfe einer nationalen und internationalen Literaturstudie die Grundlagen der verschiedenen Bereiche von Ansprühmittel und Schichtenverbund im Straßenbau erläutern. Durch die Darstellung bisheriger Erkenntnisse und Versuche des Einflusses von Ansprühmittel auf den Schichtenverbund wird festgestellt, welche Anforderungen an die Verwendung von Ansprühmittel im Straßenbau bestehen. Neben den Erkenntnissen zum Einfluss des Ansprühmittels wird aufgezeigt, welchen Einfluss der Schichtenverbund auf die Lebensdauer einer Asphaltbefestigung besitzt. Für die Analyse der Anwendung von Ansprühmitteln wurde diese zum einen in einem Laborversuch und zum anderen in Baumaßnahmen in situ untersucht. Für die Laborsimulation wurde von dem Projektpartner (Firma Esha Straße GmbH) eine Ansprühanlage hergestellt, wodurch Probekörper realitätsnah mit dem Ansprühmittel appliziert werden konnten. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass bei einer sorgfältigen Anwendung des Ansprühmittels der Schichtenverbund sehr gut ist. Gleiches haben die Ergebnisse aus den Baumaßnahmen gezeigt. Hierbei konnte außerdem beobachtet werden, dass bei einer falschen Anwendung oder dem Einfluss von Schmutz oder Wasser der Schichtenverbund beschädigt wird. Aus diesem Grund empfiehlt es sich die Unterlage ausreichend zu reinigen und den Einbau nur bei trockenen Bedingungen durchzuführen. Anhand der Erkenntnisse wurden für die verschiedenen Varianten Ansprühmengen empfohlen.
