Das Technische Komitee 337 "Ausstattung für den Straßenbetriebsdienst" der CEN hat in den letzten Jahren verschiedene Normen für Produkte des Straßenbetriebsdienstes erarbeitet, weitere Normen sind in Bearbeitung oder in der Planung. Die Normen beinhalten im Wesentlichen Begriffsbestimmungen, Vorgaben für einheitliche Bemaßungen, Leistungsanforderungen und teilweise auch deren Prüfung. Die Normen geben den Stand der Technik wieder und werden daher zur Anwendung bei der Beschaffung empfohlen. Aufgrund der Europäischen Normungsarbeit enthalten die Normen auch Inhalte, die nicht in jedem Falle für deutsche Straßenbauverwaltungen von wesentlichem Interesse sind. Eine Reihe von beschriebenen Prüfungsverfahren ist zunächst nur anhand theoretischer Überlegungen entstanden und soll in der nächsten Zeit zur Nutzung umgesetzt und erprobt werden. Sie sind in sogenannten Technischen Spezifikationen (CEN/TS) formuliert. Der derzeitige Stand der Normen, einschließlich von forderbaren Prüfergebnissen, aus Sicht der (BASt) in Bezug zum genannten Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau 21/2013, wird genauer beschreiben.

Eine gleichmäßige Verteilung der Streustoffe auf der Fahrbahn gemäß den Bedienervorgaben ist für effektive Winterdienstmaßnahmen eine wesentliche Voraussetzung. Viele in der Winterdienstpraxis eingesetzte Streumaschinen mit der Feuchtsalztechnologie erreichen heute nicht die gewünschte Gleichmäßigkeit der Streustoffverteilung. Die vorhandenen Anforderungen und Prüfverfahren für die Streustoffverteilung (TLG B3) entsprechen nicht mehr den heutigen Praxisanforderungen. Ausgangsbasis in Bezug auf Anforderungen und Prüfverfahren für die Streubildbeurteilungen bei den durchgeführten Untersuchungen waren zwei Arbeitspapiere: der derzeitige Arbeitsstand für eine Europäische Norm zur Streustoffverteilung und ihrer Prüfung sowie Empfehlungen einer Bund-Länder-Arbeitsgruppe zur Qualitätssicherung für Streumaschinen. Letztere schlägt als neues Verfahren das sogenannte Kehrverfahren vor, dessen Wiederholbarkeit in diesem Projekt zu untersuchen war. Beide Arbeitspapiere geben als Anforderungen gleiche durchschnittlich zu streuende Mindestmengen in 1-m-Längsstreifen vor. Bei diesem Verfahren werden unter realen Bedingungen ausgebrachte Streustoffe längs der Fahrtrichtung über eine vorgegebene Länge zusammengekehrt und anschließend in jeweils 1-m-Abschnitten quer zur Fahrtrichtung aufgenommen. Durch Wägung der aufgenommenen Streustoffe lässt sich die Einhaltung der entsprechenden Anforderungen bewerten. Ein entscheidendes Qualitätsmerkmal eines Prüfverfahrens für die Streustoffverteilung ist die sogenannte Wiederfindungsrate der ausgebrachten Streustoffe. In speziellen Versuchen konnte für das Kehrverfahren eine Wiederfindungsrate > 80% für feinkörnige Tausalze sowie >90% für die in Deutschland am meisten verbreiteten Steinsalze nachgewiesen werden. Eine weitere entscheidende Frage für die Ergebnisbewertung ist die Länge einer zu beurteilenden Streufläche. Hier unterscheiden sich beide genannten Arbeitspapiere. Während die Europäische Norm von einer Prüffeldlänge von 10 m ausgeht, fordern die deutschen Empfehlungen eine durchschnittliche Mindeststreudichte in Längsstreifen mit 20 m Länge. Versuche mit bereits im Winterdienst eingesetzten Streumaschinen führten trotz gleicher Bedingungen zu sehr hohen Spannweiten der Ergebnisse. Dabei betrug die Länge der Prüffelder 10 m. Keine Maschine erfüllte dabei die gegenwärtigen Anforderungen. Typprüfungen mit neuen Streumaschinen weisen deutlich bessere Ergebnisse auf. Bis zu einer Geschwindigkeit bis 40 km/h erfüllte ein großer Teil der Streumaschinen die Anforderungen bei einer Prüffeldlaenge von 20 m. Bei höheren Geschwindigkeiten bis 60 km/h wurden die Anforderungen mit Ausnahme eines Ergebnisses nicht erfüllt. Die erzielten Ergebnisspannweiten im Bezug zum Mittelwert betrugen dabei in 85% von über 300 betrachteten Streustreifenabschnitten weniger als 30%. Die Höhe der Abweichung ist dabei unabhängig von den Einstellungen am Bedienpult und der gefahrenen Geschwindigkeit. Eine Ausnahme bildet das asymmetrische Streuen mit einer Breite von 12 m und einer Geschwindigkeit mit 60 km/h. Das Kehrverfahren hat sich bei den durchgeführten Prüfungen für die Überprüfung von Feuchtsalzverteilungen bewährt. Es ist einfach durchführbar, aber aufgrund der Anforderungen an die Prüffeldoberfläche und der notwendigen trockenen Umfeldbedingungen in der Durchführung an zwei sehr einschränkende Voraussetzungen gebunden. Eine Aufnahme des Verfahrens in bestehende Regelwerke der FGSV wird empfohlen. Eine entsprechende Verfahrensbeschreibung ist Ergebnis des Projektes.

Die Beseitigung von Glätte auf der Fahrbahn bedarf je nach Eis- oder Schneemenge einer bestimmten Menge Tausalz. Für das Winterdienstpersonal gibt es wegen fehlender Kenntnisse nur sehr ungenaue Empfehlungen zur einzustellenden Streudichte. Die Streudichte hängt von verschiedenen Einflüssen ab. Ein Einfluss ist die Wirkung der verschiedenen Tausalze selber. Die Tauwirkungen der unterschiedlichen Formen von Tausalzen wurden im Labor unter verschiedenen Bedingungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Tausalzformen. Bei Beachtung dieser Erkenntnisse kann die Streudichte besser als bisher optimiert werden, wodurch der Winterdienst wirtschaftlicher und umweltfreundlicher gestaltet werden kann.

Tauleistungsmessungen im Labor widersprechen der häufig geäußerten Annahme, dass Feuchtsalz aufgrund der Anfeuchtung deutlich schneller reagiert als getrocknetes Natriumchlorid. Auf Eisplatten aufgetragenes trockenes Natriumchlorid beginnt praktisch sofort mit einer Tauwirkung. Die bessere Wirkung des Feuchtsalzes im Vergleich zu trocken ausgebrachten Tausalz in der Praxis entsteht nur durch wesentlich geringeren Verwehverluste während und nach dem Ausbringen. Ausgehend von dieser Erkenntnis entstand die Überlegung, inwieweit durch eine Verringerung des Lösungsanteils bei der Anfeuchtung des Trockenanteils (Anfeuchtungsgrad) im gleichen Umfang eine Verwehung verhindert werden kann. Eine Verringerung der Lösungsanteile soll Kosten für die Lösungen senken, die heute erforderliche, im Vergleich zum Trockensalz lange Ladezeit senken und gegebenenfalls die mögliche Lademenge von tauwirksamen Trockenstoffen für eine längere Streustrecke erhöhen. Zunächst fanden Tauleistungsmessungen im Labor mit Natriumchlorid und unterschiedlichen Anfeuchtungsgraden statt, anhand deren Ergebnissen sich keine Senkung der Tauleistung infolge der Reduzierung der Lösungsmenge bei gleichbleibendem Trockenstoffanteil ableiten ließ. Die Messergebnisse führten allerdings zu teilweise unterschiedlichen Aussagen, die vorrangig auf die Genauigkeit des Messverfahrens zurückgeführt werden. Durchgeführte Praxisversuche zeigten, dass eine reduzierte Anfeuchtung nicht zu höheren Verwehverlusten führen muss. Die Streubilder wurden dabei visuell beim Ausbringen durch eine Hinterherfahrt beurteilt. Ein geänderter Anfeuchtungsgrad führt nach den durchgeführten Beobachtungen zu einem geänderten Flugverhalten der Tausalze vom Streuteller. Dieses führte wiederum zu ungleichmäßigeren Verteilungen der Tausalze auf der Fahrbahn. Eine Korrektur dieses geänderten Wurfverhaltens war an den eingesetzten Streumaschinentypen nicht möglich. Anhand der Versuche waren auch sehr deutliche Unterschiede zwischen den eingesetzten Streumaschinentypen erkennbar. Während ein Maschinentyp eine Absenkung des Anfeuchtungsgrades unter 30 ohne wesentlich höhere Verwehverluste zulässt, hatte ein anderer Maschinentyp Schwierigkeiten, bei dem Anfeuchtungsgrad 30 eine vollständige Anfeuchtung zu erreichen. Eine verringerte Lösungsmenge ohne Erhöhung der Verwehverluste setzt nach den Beurteilungen eine optimale Anfeuchtungstechnik voraus, die bei einem eingesetzten Typ nach einer Korrektur des Wurfverhaltens auch erreichbar scheint. Diese Korrektur war aber an der eingesetzten Streumaschine nicht möglich. Ein weiteres wesentliches Ergebnis der Versuche war der Einfluss der Tausalze auf die Streubilder. Bei der Streudichte konnten bei gleichen Einstellungen Differenzen über 25 % infolge unterschiedlicher Salzqualitäten (Korngrößen, Feuchtigkeitsgehalt) erkannt werden. Ebenso ergab sich ein sehr unterschiedliches Wurfverhalten bei den unterschiedlichen Tausalzqualitäten. Diese Erkenntnisse zeigen den sehr hohen Einstellbedarf für die Streumaschinen in Bezug zu den eingesetzten Tausalzen. Da die genutzten Streumaschinen sich bei einem verringerten Anfeuchtungsgrad nicht so einstellen ließen, dass ein optimales Streubild erreicht wird, wurden die Untersuchungen eingestellt. Zwischenzeitlich erkannte Mängel an weiteren Streumaschinen aus dem laufenden Betrieb verschiedener Straßenbauverwaltungen mit dem FS30-Verfahren weisen auf einen erhöhten Prüf- und Justierbedarf hin. Diese Probleme müssen zunächst geklärt werden, bevor an eine weitere Optimierung der Tausalzausbringung gearbeitet wird. Technische Weiterentwicklungen der Streumaschinen für eine verringerte Anfeuchtung im Sinne des ursprünglich geplanten Projektzieles laufen ebenfalls. Die müssen dann gegebenenfalls in ihrer Wirkung geprüft werden.

Die Kenntnis des Straßenzustandes und des Wetters ist eine Voraussetzung für die Steuerung des Winterdienstes. Je genauer der Zeitpunkt eines Glättebeginns vorhergesagt werden kann, desto zielgerichteter kann ein Winterdiensteinsatz begonnen werden. Ziel ist es, eine Glätte mit möglichst geringen Mitteln zu vermeiden und schnell zu beseitigen. Glättemeldeanlagen stellen ein wesentliches Hilfsmittel für diese Informationen dar. Mit ihren Sensoren in und an der Fahrbahn liefern sie Messwerte für die Vorhersage einer winterlichen Glätte. Vergleiche zwischen Anlagen von unterschiedlichen Herstellern unter gleichen Bedingungen erbrachten teilweise erhebliche Unterschiede bei den Messwerten der Sensoren. Hieraus resultierten unterschiedliche zeitliche Vorhersagen für einen möglichen Glättebeginn, die nicht alle für einen zielgerichteten Winterdienst nutzbar waren. Eine Bewertung der Sensorqualität war in vielen Fällen aufgrund fehlender Prüfverfahren nicht möglich. Die Bundesanstalt für Straßenwesen hat daraufhin eine Reihe von Prüfverfahren entwickelt. Dabei wurden nach Möglichkeit Verfahren gewählt, die den Praxisbedingungen weitgehend entsprechen. Anhand neuer Erkenntnisse bei diesen Entwicklungsarbeiten konnten auch Anforderungen an die Sensorik genauer spezifiziert werden. Für die folgenden Messgrößen sind die beschriebenen Verfahren entstanden. Fahrbahnoberflächentemperatur: Für diesen wichtigen Parameter bei der Glättevorhersage wurde ein Referenzmessverfahren erarbeitet, mit dem zu prüfende Sensoren unter meteorologischen Praxiseinflüssen geprüft werden können. Direkt an der Fahrbahnoberfläche eingebaute Sensoren dienen als Referenz zu in der Fahrbahn parallel eingebaute Sensoren von Glättemeldeanlagen für die Fahrbahnoberflächentemperatur. Niederschlagsintensität: Die Prüfung erfolgt hier ebenfalls durch ein Referenzmessverfahren, das bei den unterschiedlichsten Arten von Niederschlag eingesetzt werden kann. Mit Hilfe einer normierten Schale wird ein Niederschlag in einer vorgegebenen Zeit neben einen zu prüfenden Sensor aufgefangen und gewogen. Anschließend wird aus der aufgefangenen Menge die Intensität errechnet und mit den Angaben des Sensors verglichen. Wasserfilmdicke: Für die Prüfung dieser Sensoren wurde eine Vorrichtung entwickelt, die in Lage ist, definierte dünne Wasserfilme auf die Fahrbahnoberfläche oder zu prüfende Sensoren aufzutragen. Gefriertemperatur: Für die Prüfung von Sensoren für die Gefriertemperatur kommt das gleiche Verfahren wie für die Wasserfilmdicke zum Einsatz. Statt Wasser lassen sich dafür Taustofflösungen auf die Fahrbahnoberfläche beziehungsweise Sensoren aufsprühen. Die Prüfverfahren wurden verfahrenstechnisch erprobt und mögliche Messfehler abgeleitet. Für alle Verfahren wurden Beschreibungen erstellt, die für nationale Regelwerke oder für die europäische Normung von Prüfverfahren für Glättemeldeanlagen genutzt werden können. Eine Nutzung für die Prüfung von Sensoren für die Umfelddatenerfassung in Verkehrsbeeinflussungsanlagen ist ebenfalls grundsätzlich möglich.

Schlussbericht zum AP F1100.6516001

Der Artikel beschreibt die Möglichkeiten wie sich bei Straßen- und Autobahnmeistereinen Energieeinsparungen bei Kraftstoff-und Heizverbrauch in Form von Photovoltaik-Anlagen einsparen lässt