Durch steigende Verkehrsleistungen sowie zunehmendem Erhaltungs- und Ausbaubedarf auf Bundesautobahnen ist in den nächsten Jahren nicht mit einer Abnahme der Anzahl von Arbeitsstellen längerer Dauer zu rechnen. Hiermit gehen auch immer wieder Staus mit hohen volkswirtschaftlichen Verlusten einher. Ziel muss es daher sein, die Auswirkungen von Arbeitsstellen längerer Dauer auf den Verkehr durch die Verkürzung der Bauzeiten zu minimieren. Bauzeitverkürzungen können durch Intensivierung der Arbeitszeiten (Baubetriebsformen) erreicht werden. Neben der Verkehrsbelastung stellen weitere Kriterien wie Arbeitsrecht, Material- und Personalressourcen, Immissionsschutzvorgaben, Fahrpersonalverordnungen, Sondergenehmigungen und psycho-soziale Aspekte wichtige Einflussfaktoren auf die Wahl der Baubetriebsform dar, die gesamtwirtschaftlich sinnvoll getroffen werden sollte. Da sich nur wenige der Kriterien geeignet monetarisieren lassen wird zunächst die Verkehrsstärke als Leitkriterium herangezogen und die durch eine Bauzeitverkürzung eingesparten Fahrtzeitverlustkosten den zur Erreichung der Beschleunigungswirkung erforderlichen Baulastträgerkosten zur Generierung eines Nutzen-Kosten-Verhältnisses gegenübergestellt. Für insgesamt 13 definierte Standardmaßnahmen konnten durch dieses Vorgehen gesamtwirtschaftlich sinnvolle Einsatzgrenzen ermittelt werden, die als mittlere DTV-Jahreswerte vorliegen und die Schwelle der Verkehrsstärke markieren, ab der eine Durchführung der Baumaßnahme in einer intensiveren Betriebsform gesamtwirtschaftlich vorteilhafter ist. Zur Berücksichtigung örtlicher verkehrlicher Randbedingungen wurden die Einsatzgrenzen für Variationen von Schwerverkehrsanteilen, Längsneigungen, Lage bezügliche Ballungsräumen sowie typisierten Ganglinien der Verkehrsnachfrage bestimmt. Die ausgewählten Standard-Maßnahmen decken insgesamt ein breites Spektrum der auf Bundesautobahnen durchgeführten Leistungen der Instandhaltung und Erneuerung ab. Für zukünftig durchzuführende Maßnahmen auf Bundesautobahnen existieren somit Richtwerte, ab welchen Verkehrsstärken die Durchführung in intensiveren Betriebsformen empfohlen werden kann. Zusätzlich können für definierte Randbedingungen der Nutzen sowie das Nutzen-Kosten-Verhältnis durch diese Intensivierung abgeschätzt werden. Eine Vorauswahl der Betriebsform, die auf einer gesamtwirtschaftlichen Bewertung basiert, ist somit unter Ansatz der vorliegenden Streckenparameter und verkehrlichen Randbedingungen möglich. Zur endgültigen Auswahl sind zusätzliche, nicht monetarisierbare Kriterien zu prüfen und in die Entscheidung für die auszuschreibende Baubetriebsform mit einzubeziehen.

Fahrstreifenmarkierungen sind ein wesentliches Element der Verkehrsregelung und Verkehrsführung. Im Bereich von Autobahneinfahrten wurden zum Teil ein- oder beidseitige Fahrstreifenbegrenzungen zwischen dem Hauptfahrstreifen und dem ersten Überholfahrstreifen angeordnet, um sicherheitskritische Fahrstreifenwechsel zu unterbinden. In der Untersuchung wurden die Verkehrssicherheit und der Verkehrsablauf an solchen Autobahneinfahrten mit einseitiger oder beidseitiger Fahrstreifenbegrenzung auf der Hauptfahrbahn analysiert. Dazu wurden 90 Einfahrten des Typs E 1 hinsichtlich der Verkehrssicherheit sowie teilweise hinsichtlich makroskopischer und mikroskopischer Parameter des Verkehrsablaufs untersucht. Im Rahmen der Verkehrssicherheitsanalyse ergaben sich für Einfahrten mit einseitiger Fahrstreifenbegrenzung rechts auffällig hohe Unfallraten und Unfallkostenraten. Die Ergebnisse für die weiteren untersuchten Markierungsvarianten liegen in einer ähnlichen Größenordnung wie die Vergleichswerte für Einfahrten ohne Fahrstreifenbegrenzung. Der Vorher-Nachher-Vergleich der Unfallraten und Unfallkostenraten ergab keinen einheitlichen Effekt der Anordnung der Fahrstreifenbegrenzung. Die Verteilungen der Unfallmerkmale weichen zwischen den untersuchten Markierungsvarianten nicht wesentlich voneinander ab. Die Kapazität von Autobahneinfahrten mit Fahrstreifenbegrenzung konnte nur für wenige Beispiele empirisch ermittelt werden. Dabei ergaben sich keine Indizien für Auswirkungen von Fahrstreifenbegrenzungen auf die Kapazität. Die Fahrstreifenaufteilungen und Zeitlückenverteilungen an Einfahrten mit Fahrstreifenbegrenzung sind unabhängig von der Markierungsvariante ähnlich. Die Fahrstreifenwechsel vom Hauptfahrstreifen auf den Überholfahrstreifen verlagern sich überwiegend in die Bereiche vor dem Beginn bzw. nach dem Ende der Fahrstreifenbegrenzung, werden allerdings teilweise auch unter Missachtung des Fahrstreifenwechselverbots durchgeführt. Aus den durchgeführten Erhebungen lässt sich ableiten, dass die Anordnung einer einseitigen Fahrstreifenbegrenzung rechts nicht zu empfehlen ist, weil vor allem infolge von Missachtungen des Fahrstreifenwechselverbots keine positive Wirkung auf die Verkehrssicherheit erreicht wird. Für Einfahrten mit Fahrstreifenbegrenzung beidseitig oder links liegen die ermittelten Verkehrssicherheitskenngrößen in der Größenordnung vergleichbarer Einfahrten ohne Fahrstreifenbegrenzung, liefern damit jedoch auch keine belastbare Grundlage für eine generelle Einsatzempfehlung.

Die Bemessung von Verkehrsanlagen erfolgt üblicherweise anhand einer bestimmten Spitzenstunde (n-te Stunde). In Deutschland wird dafür bislang die 30. Stunde der Dauerlinie der Verkehrsnachfrage zugrunde gelegt. Im Rahmen der Untersuchung wurden die Eignung der 30. Stunde als Bemessungsgrundlage geprüft und alternative Bemessungskonzepte analysiert. Für 50 Messquerschnitte von Bundesautobahnen wurden anhand einer stochastischen Ganzjahresanalyse mit dem Simulationsprogramm KAPASIM staubedingte Fahrtzeitverluste ermittelt. In Verbindung mit den jeweiligen Fahrtzweckanteilen und den entsprechenden Zeitkostensätzen wurden so für jede Stunde des Jahres volkswirtschaftliche Zeitkosten berechnet. Darüber hinaus wurde der Zusammenhang zwischen dem Auslastungsgrad und den überlastungsbedingten Zeitverlusten durch eine Modellfunktion beschrieben. Bei vorwiegend von Urlaubs- und Freizeitverkehr geprägten Strecken entsteht der Großteil der staubedingten Zeitkosten in den 30 höchstbelasteten Stunden des Jahres. Bei Strecken mit überwiegendem Pendlerverkehr treten dagegen auch jenseits der 300. Stunde noch Zeitverluste auf, der Anteil der überlastungsbedingten Zeitkosten in den ersten 30 Stunden der Dauerlinie beträgt zwischen ca. 40 bis 80 %. Für die Wahl des in der Bemessungsstunde relevanten Schwerverkehrsanteils wird der Median im Bereich der (n " 5)-ten bis (n + 5)-ten Stunde der Dauerlinie der Verkehrsnachfrage empfohlen. Für alternative Bemessungskonzepte konnten im Ergebnis der Untersuchung keine Vorteile im Vergleich zum Ansatz der n-ten Stunde festgestellt werden. Hinsichtlich der Wahl einer n-ten Stunde ergeben sich nur geringe Unterschiede zwischen der 30. und der 50. Stunde, so dass im Sinne einer Harmonisierung der europäischen Bemessungsverfahren ein Wechsel von der 30. zur 50. Stunde erwogen werden kann.

Durch den Stufenplan Digitales Bauen und Betreiben wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) die ganzheitliche und flächendeckende Nutzung von Building Information Modeling (BIM) im Straßenbau gefordert. Demnach sollen auch für Infrastrukturprojekte moderne, IT-gestützte Prozesse und Technologien bei Planung, Bau und Betrieb ähnlich den Strukturen im Hochbau verwendet werden. Das Projekt beschäftigt sich mit der Überprüfung der Konformität der Methode BIM mit den Regelwerken der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) und des Gremiums „Koordinierung der Bund/Länder Fachinformationssysteme im Straßenwesen (IT-Ko). Darüber hinaus sollen digitale und datenbanktaugliche Strukturen mit den wesentlichen Inhalten der R1-Regelwerke erstellt werden, anhand derer die Konformitätsprüfung erfolgen kann. Als erste Grundlage für eine einheitliche Anwendung der Methode BIM in Infrastrukturprojekten dient die Entwicklung eines BIM-konformen Objektkataloges für das Verkehrswesen und den Straßenbau. Die Umsetzung erfolgte in Form einer Datenbank, in welcher die wichtigsten Begrifflichkeiten und Definitionen der Regelwerke der FGSV und des IT-Ko als Merkmalsgruppen und Merkmale importiert wurden. Hierbei wurde eine einheitliche Verwendung von den Begrifflichkeiten innerhalb eines Regelwerkes als auch zwischen verschiedenen Regelwerken untersucht. Zusätzlich wurden den einzelnen Merkmalen nach Möglichkeit Definitionen, Beschreibungen, Beispiele, Wertebereiche, physikalische Größen sowie Dimensionen zugewiesen. Der Informationsgehalt in der Datenbank ist stark von der Detailtiefe im jeweiligen Regelwerk abhängig. Die Analyseergebnisse und die Hinweise zu nicht harmonisierten Bereichen der einzelnen Regelwerke werden für die weitere Gremienarbeit und gegebenenfalls erforderliche Abstimmungen zwischen verschiedenen Gremien zur Verfügung gestellt. Zusätzliche Hinweise zu abbildbaren und nicht abbildbaren Informationen in digitalen Modellen wurden ebenfalls herausgearbeitet. Eine Liste mit weiteren BIM-relevanten Regelwerken sowie erwartete Neuerungen in bereits analysierten Regelwerken ist diesem Bericht beigefügt. Eine Anleitung für die systematische Analyse weiterer Regelwerke zur Ergänzung der Datenbank für die zukünftige Fortentwicklung und Datenpflege wurde verfasst. Ein Umsetzungsbeispiel der Datenbank in Form eines dreidimensionalen Datenmodells wurde erzeugt. Prüfungen hinsichtlich der Merkmalsabhängigkeiten können in Zukunft durch gezielte Abfragen innerhalb eines Modells ergänzt werden. Durch die beispielhafte Analyse ausgewählter Regelwerke und die Entwicklung einer geeigneten Datenbankstruktur kann dieses Projekt als erster Schritt zu einer einheitlichen BIM-Struktur für den Infrastrukturbau dienen.

Im Rahmen der Untersuchung wurden Kapazitäten, q-v-Diagramme und Unfallkenngrößen für Arbeitsstellen längerer und kürzerer Dauer auf Autobahnen ermittelt. Die Ergebnisse können in die Parametrierung eines Verkehrsanalysesystems zur Bewertung der Auswirkungen von Arbeitsstellen auf den Verkehrsablauf und die Verkehrssicherheit im Rahmen der Baubetriebsplanung auf Bundesautobahnen einfließen. Für die empirische Kapazitätsanalyse wurden Verkehrsdaten von Zählstellen im Zulauf von 40 Arbeitsstellen längerer Dauer und 111 Arbeitsstellen kürzerer Dauer mit unterschiedlichen Verkehrsführungen ausgewertet. Die Ermittlung der Kapazitäten und q-v-Diagramme an Arbeitsstellen längerer Dauer orientierte sich dabei an der Methodik zur Herleitung der Kapazitätswerte und q-v-Beziehungen im Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS). Die Kapazität von Arbeitsstellen kürzerer Dauer wurde durch die Auswertung der Verkehrsstärken im Stauabfluss ermittelt. Aus den Ergebnissen der empirischen Analysen wurden standardisierte Kapazitätswerte abgeleitet. Als maßgebende Einflussgrößen auf die Kapazität von Arbeitsstellen längerer Dauer wurden die Lage innerhalb oder außerhalb von Ballungsräumen, das Vorhandensein einer Fahrbahnteilung, die Fahrstreifenbreite sowie der Schwerverkehrsanteil und die Steigung identifiziert. In Arbeitsstellen kürzerer Dauer bestimmen die Lage innerhalb oder außerhalb von Ballungsräumen und die Seite des Fahrstreifeneinzugs maßgeblich die Kapazität. Für die Ermittlung von Unfallkostenraten und Unfallraten wurde das Unfallgeschehen in 141 Arbeitsstellen längerer Dauer und rund 21.000 Arbeitsstellen kürzerer Dauer mit unterschiedlichen Verkehrsführungen analysiert. Dabei erfolgte eine Betrachtung einzelner Bereiche innerhalb der Arbeitsstellen (Zulauf, Überleitung/Verschwenkung, Innenbereich, Rückleitung/Rückverschwenkung), für die differenzierte Unfallkostenraten und Unfallraten bestimmt wurden.

Im Rahmen der Untersuchung wurde der Einfluss von Lang-Lkw auf den Verkehrsablauf an planfreien Knotenpunkten mit Hilfe des mikroskopischen Simulationsprogramms BABSIM analysiert. Dazu wurde der Verkehrsablauf an verschiedenen Typen von Ausfahrten und Einfahrten sowie einer Verflechtungsstrecke nachgebildet. Die Simulationsmodelle der Untersuchungsstellen wurden anhand der Daten von Dauerzählstellen für Schwerverkehrsanteile zwischen 10 % und 15 % kalibriert und validiert. Für jede Untersuchungsstelle wurden Simulationen mit Lang-Lkw-Anteilen von 0 %, 1 %, 2 % und 5 % der Gesamtverkehrsstärke sowie in der Regel drei unterschiedlichen Verkehrsstärkeanteilen des ein- bzw. ausfahrenden Verkehrs durchgeführt. In einem weiteren Ansatz wurden Szenarien verglichen, bei denen die Transportleistung von drei herkömmlichen Lkw durch zwei Lang-Lkw ersetzt wurde. Für jedes Szenario wurde der Mittelwert der Verkehrsstärken vor Zusammenbrüchen des Verkehrsflusses als Schätzwert der Kapazität ermittelt. Insgesamt liefern die Ergebnisse der Verkehrsflusssimulationen einen Anhaltspunkt dafür, dass die Kapazität von planfreien Knotenpunkten bei den hier analysierten hohen Lang-Lkw-Anteilen von 1 bis 5 % der Gesamtverkehrsstärke im Allgemeinen nur gering beeinflusst wird. Die ermittelten Auswirkungen der Lang-Lkw auf die Kapazität liegen in der Größsenordnung der Bandbreite der Kapazität, die in der Realität auch im Vergleich unterschiedlicher Knotenpunkte mit ähnlichen verkehrlichen und streckengeometrischen Randbedingungen auftreten.

Die Beschleunigungsvergütung ist ein wichtiges Instrument zur Bauzeitverkürzung auf Bundesautobahnen. Die im HVA B-StB bislang angegebenen Nutzungsausfallkosten sind veraltet und stellen für die beschleunigte Durchführung von Baumaßnahmen keinen ausreichenden Anreiz dar. Im Rahmen der Untersuchung erfolgte daher eine Erweiterung und Aktualisierung der Nutzungsausfallkostentabelle. Dazu wurden die arbeitsstellenbedingten Kostenveränderungen der Fahrtzeiten im fließenden Verkehr, der Fahrtzeitverluste, der Zuverlässigkeit des Verkehrsablaufs, des Unfallgeschehens, des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffbelastung modellbasiert ermittelt. Für typische Verkehrsführungen auf vier-, sechs- und achtstreifigen Autobahnen wurden tägliche volkswirtschaftliche Kosten sowie Mehrkosten als Differenz der Kosten im Zustand mit und ohne Arbeitsstelle für verschiedene Szenarien bestimmt. Anhand der Berechnungsergebnisse konnte der Einfluss der maßgebenden Randbedingungen hinsichtlich der Verkehrsnachfrage und der Kapazität mit und ohne Arbeitsstelle analysiert werden. Basierend auf diesen Untersuchungen wurden zur Ermittlung aktualisierter Nutzungsausfallkosten Bezugsrandbedingungen festgelegt, mit denen ein möglichst großer Teil der Strecken des deutschen Autobahnnetzes abgedeckt wird. Im Ergebnis werden Nutzungsausfallkosten in Abhängigkeit vom DTV für 32 Arbeitsstellenverkehrsführungen in drei Tabellen für vier-, sechs- und achtstreifige Autobahnen angegeben, die zukünftig als Grundlage für die Vereinbarung von Bonus-Malus-Regelungen dienen können.