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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.
An die Beschaffenheit von Längsmarkierungen werden umfangreiche Anforderungen hinsichtlich der Tages- und Nachtsichtbarkeit gestellt. Ungeachtet der Vorgaben besteht in der Praxis eine große Bandbreite im tatsächlichen Erscheinungsbild von Längsmarkierungen.
Das Forschungsvorhaben untersuchte den Einfluss von Längsmarkierungen auf Landstraßen auf sicherheitsrelevante Fahrverhaltensmaße und damit die Verkehrssicherheit am Tag und bei Nacht mit einem Schwerpunkt auf Kurvendurchfahrten.
Die Methodik umfasste sowohl Untersuchungen zum Fahrverhalten im Fahrsimulator als auch auf verschiedenen Landstraßen. Im Labor wurden dabei verschiedene Variationen aus Querschnittsbreiten und Markierungen mit unterschiedlich guter Sichtbarkeit bei verschiedenen Lichtbedingungen (Tag/ Nacht) simuliert. Neben dem Fahrverhalten wurde auch die subjektive Einschätzung der Probanden zu Sicherheit und Schwierigkeit der Fahraufgabe für die getesteten Varianten betrachtet. Auf den Messstrecken auf Landstraßen wurden die Ergebnisse der Simulatoruntersuchung über den Vergleich des Fahrverhaltens vor und nach der Erneuerung von Markierungen für ausgewählte Kurven validiert.
Die Ergebnisse der Untersuchung im Fahrsimulator zeigen bei Tag und Nacht positive Auswirkungen auf das Spurverhalten bei hoher Sichtbarkeit der Längsmarkierung im Vergleich zum Fehlen der Markierung in Rechtskurven ohne Leitlinie sowie in Linkskurven mit Leitlinie. Eine Geschwindigkeitszunahme aufgrund einer höheren Sichtbarkeit der Längsmarkierung zeigte sich im Fahrsimulator nur bei Nacht für Kurven ohne Leitlinie.
Die Untersuchung der mittleren Geschwindigkeiten und des Spurverhaltens auf den Messstrecken bestätigte, dass die Fahrer lediglich bei Kurven ohne Leitlinie bei Nacht nach Erneuerung der Markierung eine höhere Geschwindigkeit wählen, die mit mehr unerwünschten Spurverhalten, verbunden ist. Beim Spurverhalten zeigte sich, dass alle betrachteten Kurven, mit Ausnahme der Kurven ohne Leitlinie bei Nacht, von der Erneuerung der Markierung profitieren konnten und sich ein deutlich höherer Anteil von idealem und normalem Spurverhalten bei Kurvendurchfahrt zeigte.
Im Ergebnis kann festgestellt werden, dass sich die positiven Effekte der gut sichtbaren Markierungen auf das Spurverhalten, die im Simulator beobachtet wurden, innerhalb der Feldstudie bestätigt haben. Dabei zeigen sich die Effekte im Feld ausgeprägter.
Im Ergebnis der Untersuchungen wird kein Änderungs- bzw. Ergänzungsbedarf für die aktuellen ZTV M (FGSV, 2013) gesehen. Es wurde jedoch deutlich, dass sich schlecht sichtbare Markierungen deutlich negativ auf das Spurverhalten auswirken können. Daher wird angeregt, das Zustands-Monitoring von Markierungen auf Landstraßen zu intensivieren.
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 Bereich der Bundesfernstraßen sind in den nächsten Jahren zahlreiche Großbrücken mit Stützweiten im Bereich von 50 – 70 m und darüber zu ersetzen. Für diesen Stützweitenbereich haben sich Stahlverbundkonstruktionen für die Überbauten als wirtschaftliche Bauweise etabliert. Für die Herstellung der Fahrbahnplatte werden zunehmend Teilfertigteile eingesetzt, die eine kostengünstige und schnelle Herstellung erlauben. Mit dem Ziel der wissenschaftlichen Begleitung und Optimierung dieser Entwicklung und um mögliche konstruktive Schwachpunkte frühzeitig zu identifizieren, wurden im direkten Anschluss an ein Forschungsvorhaben des BMDV gezielte Untersuchungen zur Ermüdungssicherheit der Konsolträger und der Fahrbahnplatten unter Zug- und Querkrafttragfähigkeit durchgeführt. Die realitätsnahe Ermittlung der Ermüdungsfestigkeit im Anschluss der Kragträger-Obergurte an den Stahlhohlkasten erfolgte für verschiedene Konstruktionsvarianten an mehreren Groß- und Kleinbauteil-Ermüdungsversuchen, die durch numerische Analysen ergänzt wurden. Auf dieser Basis wurden Empfehlungen für eine ermüdungsgerechte Detailgestaltung bei gleichzeitiger Reduzierung des Fertigungsaufwandes erarbeitet. Eine Ergebnisübersicht bietet der Stahlbau-Artikel „Neue Querschnitte von Stahlverbundbrücken – Teil 2: Ermüdungsfestigkeit des Anschlusses der stählernen Kragträger“ (DOI stab.202300010). Zur Bewertung der Ermüdungsfestigkeit der Fahrbahnplatte unter kombinierter Zug- und Querkraftbeanspruchung wurden Versuche durchgeführt und ausgewertet. Im Fokus der Untersuchungen stand dabei der Einfluss einer realen, mehrstufigen Belastung und die Überprüfung der linearen Schadensakkumulationshypothese nach Palmgren-Miner, die nach den Ergebnissen zu einer sicheren Bemessung führt. Eine Ergebnisübersicht bietet der Stahlbau-Artikel „Neue Querschnitte von Stahlverbundbrücken – Teil 1: Ermüdungsfestigkeit der querbelasteten zugbeanspruchten Fahrbahnplatte“ (DOI stab.202300009). Ergänzend zu den Bauteilversuchen und numerischen Analysen wurden an insgesamt 3 neu errichteten Talbrücken in Verbundbauweise Monitorings über mehrere Monate unter laufendem 4+0-Verkehr durchgeführt. Im Fokus der Monitorings standen dabei die Beanspruchungen in der Fahrbahnplatte und in den Anschlüssen der Kragarme an den Stahlhohlkasten.
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.
Ursachenforschung zu Schäden an Lärmschutzwänden mit Vorsatzschale aus haufwerksporigem Leichtbeton
(2025)
Bei Lärmschutzwänden (LSW) aus Beton, die aus einer Vorsatzschale aus haufwerksporigem Leichtbeton (HPLB) im monolithischen Verbund mit einer gefügedichten Stahlbetontragschale bestehen, wurden diverse Schadensbilder festgestellt. Diese reichen von Rissen, Abplatzungen und Abwitterungen im HPLB der Vorsatzschale bis hin zum lokalen Ablösen und Herabfallen des HPLB von der Tragschale. Ziel des Forschungsvorhaben FE 15.0687/2020/HRB war es die Ursachen und Entstehungsmechanismen dieser Schäden umfassend zu analysieren, um eine schadensfreie und dauerhafte Qualitätssicherung von LS-Elementen aus Beton mit Vorsatzschale aus HPLB zu gewährleisten. Dafür wurde der Bauwerkszustand von fünf LSW, bei denen charakteristische Schäden aufgetreten sind, dokumentiert und untersucht. Zudem wurden Materialstudien zum Einfluss der Zusammensetzung von HPLB auf die schadensrelevanten Materialeigenschaften durchgeführt. Die im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen ermittelten maßgeblichen Mechanismen für die Schadensentwicklung an LS-Elementen aus Beton mit einer JPLB-Vorsatzschale sind auf die folgenden Hauptfaktoren zurückzuführen: thermische Zwangs- und Eigenspannungen sowie unzureichender Frost-Taumittel-Widerstand der Materialien der Vorsatzschale, der durch eine hohe Wasseraufnahmekapazität und -speicherung der HPLB bedingt ist. Insbesondere bei HPLB aus überwiegend feinporigen Materialien (z.B. Quarzsand) besteht aufgrund ihrer ungünstigen hygrischen Eigenschaften und mangelnden Frost-Taumittel-Widerstandsfähigkeit für LS-Elemente aus Beton ein erhöhtes Schadensrisiko. Hinsichtlich der konstruktiven Ausführung von LSW aus Beton mit Vorsatzschale aus HPLB sollten Bauweisen vermieden werden, die einen zusätzlichen Wassereintrag begünstigen.
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.
Der Text fasst Forschungsprojekte zur Verbesserung des Radverkehrs an innerstädtischen Knotenpunkten zusammen. Dabei geht es um neue Planungsverfahren für Verkehrsnetze, die Gestaltung sicherer Kreuzungssituationen zwischen Rad- und Kfz-Verkehr sowie die Weiterentwicklung der Richtlinien für Lichtsignalanlagen (RiLSA) mit Blick auf den Radverkehr. Ein weiteres Projekt widmet sich der barrierefreien Gestaltung von Querungsstellen, wobei insbesondere die Nullabsenkung und rampenartige Lösungen den Fahrkomfort für Radfahrende erhöhen sollen. Diese Maßnahmen tragen zur Unfallvermeidung und zur Förderung aktiver Mobilität bei – insbesondere auch für Kinder, die mit dem Fahrrad auf Gehwegen unterwegs sind.
Zur Bewertung und Dimensionierung von Asphaltbefestigungen ist die Kenntnis der Temperaturverläufe im Asphaltkörper essenziell. Im Artikel wird eine Forschungsarbeit vorgestellt, die mit Hilfe eines künstlichen neuronalen Netzes ein Modell entwickelt wurde welches die Temperaturen besser als vorherige Modelle prognostizieren kann.
Die Entwicklung von KI-Technologien bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im Straßen- und Verkehrswesen, insbesondere zur Verbesserung von der Sicherheit, Effizienz und Instandhaltung der Verkehrsstrukturen. Der Artikel stellt grundlegende Konzepte des maschinellen Lernens vor und zeigt deren praktische Umsetzung anhand aktueller Forschungsprojekte der BASt, etwa zur Fahrmodus-Erkennung, Baumerkennung, BIM-Modelle für Brücken, Fahrbahnoberflächenanalyse und Tunnelsicherheit.
Die Wiederverwendung von Asphalt, durch die Zugabe von Asphaltgranulat bei der Herstellung von Asphaltmischgut, stellt die höchstwertige Verwendung von Ausbauasphalt dar. Das im Asphaltgranulat enthaltene Bitumen wird durch Alterungsvorgänge härter, macht sich als Erhöhung des Erweichungspunktes Ring und Kugel bemerkbar und gilt als ein Kriterium für die generelle Verwendung bzw. die Zugabemenge von Asphaltgranulat. Gegen diese Auswirkungen der Alterung werden frische Bindemittel oder Rejuvenatoren (Verjüngungsmittel) eingesetzt.
Der Einsatz von Rejuvenatoren bei der Wiederverwendung von Asphalt wurde währende der Bearbeitung dieses Forschungsprojektes mit den Hinweisen zur Anwendung von Rejuvenatoren bei der Wiederverwendung von Asphalt (H Re WA) in das straßenbautechnische Regelwerk aufgenommen. Das Forschungsprojekt FE 07.0250/2011/LRB hat dazu erste Ansätze und Rahmenbedingungen zum Einsatz von Rejuvenatoren an der Asphaltmischanlage geliefert. Außerdem hat es, in Bezug auf das Bindemittel, Unterschiede der rheologischen Eigenschaften und des Alterungsverhaltens von Gemischen aus rückgewonnenem Bindemittel aus Asphaltgranulat und unterschiedlichen Rejuvenatoren aufgezeigt. Auf Asphaltmischgutebene konnten vergleichbare Ergebnisse hinsichtlich der Performance-Eigenschaften zwischen Asphalten mit Asphaltgranulat und lieferfrischem Bitumen sowie Asphalten mit Asphaltgranulat und Rejuvenatoren festgestellt werden.
Das Alterungsverhalten von Asphalten unter Verwendung von Asphaltgranulat und Rejuvenatoren sowie der zeitliche Verlauf der Wirksamkeit von Rejuvenatoren wurden noch nicht untersucht und sind Bestandteil dieses Forschungsprojektes.
Dazu sind drei verschiedene Asphaltsorten (Asphaltdeckschicht, -binderschicht und -tragschicht) mit unterschiedlichen Asphaltgranulaten und verschiedenen Asphaltgranulatanteilen hergestellt worden. Für die Herstellung der Asphaltmischgüter sind jeweils arten- und sortenreine Asphaltgranulate verwendet worden. Die in den Mischgütern enthaltenen Bindemittel der Asphaltgranulate wurden zum einen mit einem weichen Bindemittel 160/220 (Referenzvariante R0) und zum anderen mit bis zu drei unterschiedlichen Rejuvenatoren (R1 bis R3) während der Herstellung verjüngt. So sollte die Leistungsfähigkeit der herzustellenden Asphalte verbessert werden.
Zur Bestimmung der Bindemitteleigenschaften wurden die resultierenden Bindemittel aus den Asphaltvarianten rückgewonnen und mit konventionellen (EP RuK, Nadelpenetration, Brechpunkt nach Fraaß) sowie dem Bitumen-Typisierungs-Schnellverfahren im DSR untersucht.
Für die Asphaltvarianten wurde mittels Spaltzug-Schwellversuch die Steifigkeit (alle Schichten) und das Ermüdungsverhalten (nur Asphalttragschicht) bestimmt. Das Kälteverhalten der verschiedenen Asphalte wurde mit dem Abkühlversuch (TSRST) und dem Einaxialen Zugversuch (UTST) ermittelt. An den Varianten der Asphaltdeckschicht und –binderschicht wurde der Einaxiale Druckschwellversuch zur Bestimmung der Standfestigkeit durchgeführt.
Die Asphalte mit Rejuvenatoren und Asphaltgranulat wurden nach einer Alterung erneut auf ihre Leistungsfähigkeit geprüft. Die Alterung erfolgte mit dem Wuppertaler Alterungsverfahren bei 135 °C in und ständiger Frischluftzufuhr in einem Wärmeschrank, wobei das Alterungsverfahren mit einfachen Labormitteln (Grundausstattung) durchgeführt wurde und somit in jeder Prüfstelle reproduzierbar ist.
Die Analyse der Ergebnisse der Performance-Prüfungen vor und nach der Alterung soll Aufschluss über die Alterungsbeständigkeit der eingesetzten Rejuvenatoren im Vergleich zur Referenzvariante geben. Für die Asphaltanalyse wurden die Alterungsindikatoren aus dem FGSV-Arbeitspapier Alterung von Asphalt im Laboratorium (AP AAL) eingesetzt.
Die Ergebnisse zeigen, dass es deutliche Unterschiede zwischen der Referenzvarianten und Rejuvenatorvarianten gibt. Bei der Referenzvariante sind im Allgemeinen die günstigeren Alterungsindikatoren festgestellt worden. Die ungealterten Rejuvenatorvarianten zeigten im Allgemeinen eine ähnliche oder gelegentlich bessere Performance als die Referenzvarianten, nach der Alterung weisen sie jedoch im Allgemeinen eine schlechtere Performance auf als die Referenzvarianten mit weichem Bindemittel als Verjüngungsmittel. Untereinander zeigen die Rejuvenatorvarianten ebenfalls signifikante Unterschiede. Aufgrund dieser Erkenntnisse ist es notwendig die Leistungsfähigkeit nicht nur anhand von ungealterten Asphalten zu prüfen, sondern auch an gealterten Asphaltvarianten.
Unter bestimmten Abwägungen lassen sich jedoch Asphalte mit Rejuvenatoren mit adäquaten Eigenschaften der Referenzvarianten herstellen.
Bäume und Alleen wurden bereits in den zurückliegenden Jahrhunderten entlang von Verkehrswegen gepflanzt, dienten der Orientierung, boten Schutz vor der Witterung und waren auch als Holzlieferant geschätzt (Ministerium für Klimaschutz, Land Nordrhein-Westfalen 2016a). Heute sind die oft alten Baumbestände entlang der Straßen ein wertvolles Naturgut, denn Alleen und Baumreihen sind Lebensraum, Brutstätte und Nahrungsquelle für zahlreiche, oft geschützte Tiere und nehmen insbesondere in landwirtschaftlich intensiv genutzten Gebieten wichtige Biotopverbundfunktionen wahr (Bütler 2020; Oettel 2021). Alleen sind prägende Landschaftselemente und ein Kulturgut, das es zu schützen und zu erhalten gilt.
Als bedeutende Komponenten der Verkehrsinfrastruktur müssen Bundesfernstraßen sicher und leistungsfähig sein. Abkommensunfälle in baumbestandenen Straßenabschnitten ohne Schutzeinrichtung sind beim Aufprall auf Baum durch eine besondere Unfallschwere mit hohem Verletzungsrisiko gekennzeichnet (Bakaba und Kühn 2009).
Um den kontroversen Nutzungs- und Schutzansprüchen der unterschiedlichen Interessengruppen entgegenzuwirken und den Alleenschutz mit der Straßenverkehrssicherheit zu vereinbaren, wurde 2016 die fraktionsübergreifende Parlamentsgruppe „Kulturgut Alleen“ gegründet (Göppel und Centgraf 2016). Für das Alleenmanagement und zur Erfolgskontrolle von Maßnahmen zum Schutz, Erhalt und zur Förderung von Alleen wird von der Parlamentsgruppe das Erstellen eines bundesweiten Alleenkatasters gefordert.
Mit dem vorliegenden Forschungsprojekt trägt das BMDV der Forderung aus der Politik Rechnung, ein bundesweit einheitliches Baumkataster zu realisieren und regelmäßig zu aktualisieren. Die Datengrundlagen für das bundesweite Baum- und Alleenkataster an Bundesfernstraßen werden unter Berücksichtigung umwelt- als auch verkehrstechnischer Aspekte definiert und mit Datenlieferanten und Interessengruppen abgestimmt. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wird ein Datenmodell entwickelt, welches als neue Fachschale im BISStra integriert wird.
Die Entwicklung des bundeseinheitlichen Baumkatasters wird als Querschnittsprojekt betrachtet, in welchem durch die Vernetzung von Informationen die Effizienz / Wirtschaftlichkeit verbessert und der Wissensstand erhöht wird. Das zu erstellende Baumkataster wird aus einer übergeordneten Sicht betrachtet. Bei der Identifikation der Grundlagen werden die Bereiche Verkehrssicherheit, Landschaftselement / Kulturgut, Schutzstatus und Schutzwürdigkeit, Umwelt, Natur und Ökologie mit vergleichbarer Intensität analysiert.
Eine bundesweit einheitliche Definition von Alleen und Baumreihen existiert bisher nicht (Peters et al. 2022). Um die einheitliche Verwendung des Begriffs sicherzustellen, werden die Begriffe „Allee“ und „Baumreihe“ im Kontext des bundesweiten Baumkatasters definiert.
Aus Sicht der Straßenverkehrssicherheit werden Bäume an Straßen primär als Hindernisse wahrgenommen, die zu einem erhöhten Unfallrisiko mit schweren Unfallfolgen führen (Schreck-von Below 2021). Zur Vermeidung von Baumunfällen und zur Minderung der Unfallschwere, haben die Bundesländer verschiedene verkehrstechnische Maßnahmen ergriffen (Bakaba und Lippold 2021). Die Autoren zeigen mit Wirkungsanalysen, dass sich neben Fahrzeugrückhaltesystemen auch Überholverbote und Beschränkungen der zulässigen Höchstgeschwindigkeiten in Verbindung mit Geschwindigkeitskontrollen als geeignete Maßnahmen erwiesen haben.
Früher analog geführte Baumkataster liegen heute digital vor und sind eine unabdingbare Hilfe bei der Baumkontrolle und -pflege. Neben Sicherstellung und Erhalt eines gesunden Zustands der Bäume, ist der Verkehrssicherungspflicht und der Gefahrenabwehr Rechnung zu tragen. Bis auf Baden-Württemberg führen alle Flächenbundesländer ein digitales Baumkataster oder bauen ein solches auf. Daten zu Straßenbäumen der Stadtstaaten Berlin, Hamburg, Bremen werden von der Autobahn GmbH geführt.
Basierend auf der Literaturrecherche und in Abstimmung mit den Stakeholdern (Bundesländer, Autobahn GmbH, Fernstraßen-Bundesamt, Bundesanstalt für Straßenwesen) wurde ein logisches Datenmodell erstellt und die Lieferbarkeit der Attribute (kurz-, mittel-, oder langfristig) ermittelt. Die vier Aufgabenbereiche Verkehrssicherheit, Schutzstatus, Umwelt / Natur und Landschaftselement / Kulturgut wurden auf fachlich zusammengehörende Komponenten verteilt. Mit der Umsetzung in ein datenbankspezifisches Datenmodell wurde die ASB-Konformität sichergestellt. Neben der Schreibweise zur Modellgestaltung und Definition von Tabellen wurden Mechanismen zum Umgang mit Datenlücken und Inhomogenitäten berücksichtigt. Aus dem Datenmodell wurden SQL-Skripte für die Integration ins BISStra erstellt.
Mit Testdaten aus den Bundesländern RP, NRW und MV wurde die Datenübernahme länderspezifischer Baumkatasterdaten in das bundesweit einheitliche Datenmodell geprüft. Inhomogene Daten und Datenlücken wurden identifiziert und mit den vorgesehenen Mechanismen erfolgreich bearbeitet. Alle Testdaten konnten in das Modell überführt werden.
Die gegenwärtig verfügbaren Daten in der BISStra-Fachschale Baumkataster ermöglichen bereits die Durchführung zahlreicher Analysen und Monitoringaufgaben. Beispiele aus den Bereichen Umwelt / Natur sind die geographische Verteilung der Baumarten, inklusive Alter und Zustand sowie die Auswirkung von Trockenheit oder Streusalz auf die Baumgesundheit. Die vorgeschlagene Alleedefinition ermöglicht erstmals ein bundesweites Monitoring zum Bestand und zur Entwicklung der Alleen, inklusive der Identifikation von Lücken und der Ermittlung des Ausdünnungsgrad der Alleen. Mit den Baumstandorten, den Abständen der Bäume zueinander und zum Fahrbahnrand, sowie dem Stammdurchmesser stehen wichtige Eingangsgrößen für die netzweite Sicherheitsbewertung im Sinne der EU-Direktive RL 2019/1936 zur Verfügung.
Die netzweite Sicherheitsbewertung für Bundesfernstraßen erfordert die Kenntnis aller ortsfesten nicht verformbaren Hindernisse im Straßenseitenraum, die nicht durch Fahrzeugrückhaltesysteme geschützt sind. Neben Bäumen sind dies Ingenieurbauwerke (Brücken, Tunnelportale) und Objekte der Straßeninfrastruktur (Signalmaste, Notrufsäulen, u.a.). Alle genannten Hindernisse sind digital in unterschiedlichen Fachsystemen verfügbar und könnten über Schnittstellen in ein Gefahrenkataster überführt werden. Inhalte, Schnittstellen und Anwendungen für ein Gefahrenkataster werden in einer Ideenskizze beschrieben.
Folgerungen aus den Untersuchungsergebnissen, Vorschläge für die Nutzung der Forschungsresultate in der Praxis sowie Ideen für neue Forschungsthemen, mit welchen die Daten das Baumkatasters in Wert gesetzt werden, finden sich in der Schlussbetrachtung.
Namentlich mit Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) könnten im umfangreichen Datenbestand des Baumkatasters Muster und Charakteristiken für umwelt- und naturrelevante Fragestellungen identifiziert werden. KI könnte auch dazu dienen die Baumkontrolle effizienter und wirtschaftlicher zu gestalten. Solche Forschungsprojekte könnten im europäischen Kontext lanciert werden.
Bei der Teleoperation von Kraftfahrzeugen erfolgt die Fahrzeugführung von außerhalb des Fahrzeugs. Dafür werden Informationen zum Fahrzeugzustand und -umfeld, z.B. Sensordaten und Videostreams, vom Fahrzeug an eine Fernsteuerungszentrale übertragen. Dort werden die Daten einer operierenden Person zur Verfügung gestellt. Beim Telefahren (im Vergleich zur Teleassistenz) übernimmt die teleoperierende Person die Fahraufgabe vollständig und trägt die Verantwortung für eine sichere Durchführung der Fahraufgabe.
Aus der teleoperierten Fahrzeugsteuerung ergeben sich personelle, technische und ergonomische Herausforderungen. So werden die Telefahrenden mit Aufgaben konfrontiert, die sich zwangsläufig von den Aufgaben und der Arbeitsumgebung der manuellen Fahrzeugführung im Fahrzeug unterscheiden. Beispielsweise erhalten sie einen durch Video- und andere Kanäle vermittelten anderen Eindruck des Fahrgeschehens. Entsprechend sind auch die Anforderungen an die teleoperierende Person nicht die gleichen wie bei der manuellen Fahrzeugführung und es stellt sich die Frage nach den Anforderungen, die an Eignung, Befähigung und Zuverlässigkeit von telefahrenden Personen zu stellen sind und in welche konkreten Regelungen bzgl. Eignungskriterien, Kompetenzen und Qualifikationen von telefahrenden Personen diese zu übersetzen sind. Eine weitere Fragestellung betrifft die Aufsicht der Handlungsfähigkeit und -sicherheit der telefahrenden Person.
Zu Fragen der Eignung und Befähigung von Telefahrenden im Straßenverkehr gibt es kaum wissenschaftliche Veröffentlichungen. Neben einer Analyse der Teleoperation im Hinblick auf die Herausforderungen, die sie an die telefahrende Person stellt, werden die Anforderungen an Eignung, Befähigung und Zuverlässigkeit von Telefahrenden anhand strukturierter Interviews mit N=19 Fachpersonen und einem Vergleich mit den Rechtsvorschriften in anderen Bereichen der Fahrzeugführung hergleitet und im Rahmen eines Workshops mit Fachleuten diskutiert.
Die Empfehlung bzgl. der Auswahl und Eignung von Telefahrenden, der Ausbildung und Weiterbildung sowie der regelmäßigen Überprüfung und Aufsicht sieht vor, dass eine telefahrende Person eine gültige Fahrerlaubnis und einen gültigen Führerschein besitzen sollte, der der Klasse des teleoperierten Fahrzeugs entspricht, mindestens 21 Jahre alt sein sollte und drei Jahre aktive Fahrerfahrung nachweisen kann. Weiterhin sollte die körperliche, geistige und leistungspsychologische Eignung entsprechend der Voraussetzungen für Gruppe 2 (vgl. Anlage 4 der Fahrerlaubnis-Verordnung) vorhanden sein. Weiterhin sollte die Sehfähigkeit bzgl. des Erkennens relevanter Informationen auf einem Bildschirm gesondert geprüft werden. Die charakterliche Eignung sollte in Form eines amtlichen Führungszeugnisses und eines Punktestands von maximal 3 Punkten im Fahreignungsregister nachgewiesen werden.
Im Rahmen der initialen Ausbildung sollten die theoretischen Lerninhalte entsprechend der Besonderheiten und zusätzlichen Aufgaben für eine telefahrende Person vermittelt werden. Die praktischen Ausbildungsinhalte sollten alle Fahraufgaben und Vorgänge trainieren, die in der Praxis vorkommen. Am Ende der Ausbildung zur telefahrenden Person sollte eine theoretische und praktische Abschlussprüfung stehen, die von einer Person abgenommen wird, die nicht an der Ausbildung beteiligt war. Eine regelmäßige Weiterbildung und Einsätze im realen Fahrzeug sollten das Kompetenzniveau gewährleisten.
Die Fahrerlaubnis sollte befristet für maximal 5 Jahre und eine Verlängerung nur erteilt werden, wenn die körperlichen, geistigen, leistungspsychologischen und charakterlichen Eignungsvoraussetzungen weiterhin vorliegen. Durch begleitete Fahrten, Prüffahrten in einem Fahrsimulator oder die geeignete Aufzeichnung und Kontrolle der Fahrperformanz (z.B. Güte der Spurhaltung und Geschwindigkeitsanpassung) bei durchgeführten Fahrten in der täglichen Praxis sollte die Handlungssicherheit der telefahrenden Person regelmäßig überprüft werden.
Basierend auf den Umständen vor Ort sollte die situative Aufmerksamkeit der telefahrenden Person in angemessener Weise überwacht werden. Weiterhin sollte ein vollständiges Verbot von Alkohol und anderen berauschenden Stoffen gelten und eine Fahrzeit- und Pausenregelung eingesetzt werden. Ein Incident-Management sollte Vorfälle dokumentieren und auswerten, um die Sicherheit im Betrieb zu kontrollieren und weiter zu erhöhen.
Aufgabe der Studie war es, die Ausstattung der Pkw in Deutschland mit Fahrzeugsicherheitssystemen umfassend zu erheben. Ab 2013 hat infas die Studie in Zusammenarbeit mit dem Institut für Kraftfahrzeuge (ika) regelmäßig im zweijährigen Abstand durchgeführt, um Veränderungen bei der Marktdurchdringung der Systeme festzustellen. Anfang des Jahres 2024 wurden im Rahmen der Studie „Marktdurchdringung von Fahrzeugsicherheitssystemen 2023“ dazu 5.642 Haushalte zur Ausstattung eines ihnen zur Verfügung stehenden Fahrzeugs befragt.
Für die Befragung wurden 62 Fahrzeugsicherheitssysteme ausgewählt. Insgesamt zeigen die Befragungsergebnisse einen stetigen Anstieg in der Verbreitung nahezu aller Sicherheitssysteme. Die weiteste Verbreitung haben weiterhin passive Sicherheitssysteme wie Airbags. Sowohl Front- als auch Seitenairbags gehören zur Standardausstattung in allen Fahrzeugsegmenten und fehlen mittlerweile nur noch in älteren Fahrzeugen. Gleiches gilt mittlerweile auch für Seat Belt Reminder und Gurtstraffer. Neuere passive Systeme, insbesondere zum Fußgängerschutz, sind dagegen noch wenig verbreitet und überwiegend in neueren Modellen der oberen Mittel- und Oberklasse vorhanden. Zur Fahrzeugausstattung gehören gleichzeitig aktive Systeme, die Risiken vermeiden oder auch einzelne Fahraufgaben übernehmen. Die häufigsten Vertreter aus dieser Gruppe sind Bremsassistent, ESP und Tempomat. Bereits 94 Prozent der Fahrzeuge sind mit ESP ausgestattet, das seit 2011 gesetzlich vorgeschrieben ist. Auch die Tagfahrleuchte ist aufgrund einer EU-Richtlinie bereits in 67 Prozent aller Fahrzeuge verbaut und wird in Zukunft eine volle Marktdurchdringung erreichen. City-Notbremsassistenten, die seit 2022 bei der Typzulassung verpflichtend sind, steigen in ihrer Verbreitung an – wobei sie aktuell hauptsächlich in SUVs und Geländewagen verbaut sind. Zu den neueren Entwicklungen gehören Systeme, wie der Überhol- und Autobahnassistent, die bereits dem Automatisierungslevel 2 der Norm SAE J3016 entsprechen. Diese sind aufgrund der teuren und aufwendigen Technik jedoch bislang nur bei einem kleinen Teil der Geländewagen/SUV sowie der oberen Mittel- und Oberklasse zu finden.
In den letzten Jahren nimmt besonders die Ausstattung im Segment SUV stark zu, sodass Fahrzeuge dieses Segments inzwischen bei vielen Systemen besser ausgestattet sind als Fahrzeuge der oberen Mittel- und Oberklasse. Dies hängt auch mit der über die Jahre stetig wachsenden Anzahl der Neuzulassungen in diesem Bereich zusammen. Die Anzahl der Sicherheitssysteme nimmt mit der jährlichen Fahrleistung und der Nutzungshäufigkeit ebenso zu wie bei jüngeren Fahrzeugen und Dienstwagen. Betrachtet man die Ausstattungsraten nach Fahrzeugsegmenten zeigt sich ein Muster: Sind Systeme insgesamt selten, unterscheiden sich die Anteile innerhalb der verschiedenen Fahrzeugsegmente teilweise erheblich.
Seit dem Jahr 2019 existiert in den Richtlinien für das Sicherheitsaudit von Straßen (RSAS) das Bestandsaudit. Einer der im Regelwerk angegebenen präventiven Anlässe ist die Durchführung von Bestandsaudits bei baulichen Erhaltungsmaßnahmen. Im Zuge des Forschungsprojektes wurde das Potenzial des Bestandsaudits im Rahmen der baulichen Erhaltung von Landstraßen untersucht und überprüft, ob bei einer entsprechenden Durchführung Verbesserungen der Verkehrssicherheit möglich sind.
Nach einer vorgelagerten Literaturanalyse wurden durch eine Befragung Erfahrungen von Sicherheitsauditierenden zum Sicherheitsaudit im Bestand ermittelt. Hierbei war festzustellen, dass sich seit der Einführung der RSAS zwar die Anzahl erfolgter Bestandsaudits erhöht hat, diese jedoch insgesamt weiterhin nur selten durchgeführt werden.
Bei einer anschließenden Befragung von Straßenbauverwaltungen stellte sich heraus, dass das Bestandsaudit bereits in vielen Bundesländern zum Einsatz kommt, jedoch unterschiedlich gehandhabt und dabei vorwiegend anlassbezogen bei Unfallhäufungen durchgeführt wird. Bestandsaudits aufgrund von Erhaltungsmaßnahmen werden oft nur pilothaft durchgeführt und kommen dementsprechend nur selten zum Einsatz. Der Nutzen des Bestandsaudits wird dabei unterschiedlich bewertet. Oft wird befürchtet, dass die Durchführung und die damit verbundene Stellungnahme zu einem Abbruch der Erhaltung und zur Veranlassung eines Umbaus führen könnten. Es war festzustellen, dass jene Straßenbauverwaltungen, die dem Bestandsaudit aufgrund baulicher Erhaltungsmaßnahmen einen hohen Nutzen zusprechen, dieses aufgrund von Erhaltungsmaßnahmen auch eher durchführen.
Für 80 auf Bundesstraßen durchgeführte Erhaltungsmaßnahmen wurde die Veränderung der Unfallkenngrößen im Vorher-/Nachher-Vergleich ermittelt und festgestellt, dass sich durch Erhaltungsmaßnahmen keine generelle positive Wirkung auf die Verkehrssicherheit ergibt. Durch einen Vergleich von Befahrungsbildern vor und nach Erhaltungsmaßnahmen konnte über alle Strecken ein Rückgang von 1.439 auf 757 Sicherheitsdefizite erkannt werden. Zusammenfassend lässt sich daher festhalten, dass Erhaltungsmaßnahmen nicht dazu geeignet sind, sämtliche Sicherheitsdefizite auf Landstraßen zu beseitigen.
In einem weiteren Arbeitsschritt wurden auf 20 Streckenabschnitten deutschlandweit Sicherheitsaudits im Bestand im Vorgriff auf Erhaltungsmaßnahmen durchgeführt. Dabei wurden insgesamt 504 Defizite erfasst. Die häufigsten Defizite liegen in den Defizitgruppen Querschnittsgestaltung (103 Defizite), Knotenpunktgestaltung (84), Oberflächenzustand (77) und Linienführung (66) vor.
Auf fünf der 20 Strecken wurden Sicherheitsaudits nach Verkehrsfreigabe durchgeführt. Dabei wurde ermittelt, ob die festgestellten Defizite im Rahmen der Erhaltungsmaßnahme beseitigt wurden bzw. ob diese hätten beseitigt werden können. Für die übrigen Abschnitte wurden Stellungnahmen der Straßenbauverwaltungen zu den in den Auditberichten aufgeführten Defiziten angefordert. In den Stellungnahmen wurde angegeben, ob die Defizite durch die bevorstehende Erhaltungsmaßnahme beseitigt werden können.
Für die Defizite wurde überprüft, wie das Beseitigungspotenzial eingeschätzt wird. Dabei wurde nach Defiziten gesucht, die im Zuge der Erhaltung im Regelfall nicht beseitigt werden, aber beseitigt werden könnten. Es wurden Potenziale zur Erhöhung der Verkehrssicherheit durch Bestandsaudits identifiziert, die sich unter anderem auf folgende Defizite beziehen: Hindernisse im Seitenraum, Schaffung standfester und ausreichend breiter Bankette, Beschilderung kritischer Kurvenbereiche, Leiteinrichtungen, Umwandlung von Querschnitten entsprechend den Regelquerschnitten der RAL, Anpassung von Anlagen des Fuß- und Radverkehrs. In den Audits nach Verkehrsfreigabe haben sich für jede Strecke Defizite ergeben, die im Zuge der Erhaltungsmaßnahme hätten beseitigt werden können, wodurch das Potenzial des Bestandsaudits im Zuge von Erhaltungsmaßnahmen aufgezeigt wird.
Auf Basis der Untersuchungen wurden Empfehlungen zum Einsatz von Bestandsaudits im Rahmen baulicher Erhaltungsmaßnahmen abgeleitet. Es wird empfohlen, für anstehende Erneuerungsmaßnahmen ein vorbereitendes Bestandsaudit durchzuführen. Für Instandsetzungsmaßnahmen wird eine vorgelagerte Sicherheitsüberprüfung empfohlen. Hierbei soll eine Untersuchung der Verkehrsanlagen erfolgen, die sich auf die Defizitgruppen Markierung, Leiteinrichtungen, Beschilderung, Fahrzeugrückhaltesysteme und Gefahrenstellen, Sicht und das Unfallgeschehen bezieht und durch entsprechende Erläuterungen und Hinweise auch von Personen ohne Ausbildung zum/zur Sicherheitsauditierenden durchführbar ist.
Die Erfahrungen mit der Anwendung des aktuell gültigen Regelwerks für die Betonherstellung (DIN-Fachbericht 100) und die Bauausführung zeigen, dass Änderungen und Ergänzungen notwendig sind, um vor dem Hintergrund sich ändernder technischer, rechtlicher und politischer Randbedingungen die erforderliche Betonbauqualität (BBQ) sicherzustellen.
Mit der novellierten Fassung der Norm DIN 1045:2023-08 wird durch die Einführung von Betonbauqualitätsklassen (BBQ-Konzept) ein neues Konzept im Hinblick auf umfassende und konsistente Festlegungen von bauteilspezifischen Anforderungen an Planung, Baustoffe, Ausführung und Qualitätssicherung umgesetzt.
Mit Hilfe der BBQ-Klassen werden dabei zum einen technische Anforderungsniveaus definiert und zum anderen wird der erforderliche Abstimmungsbedarf zwischen den Bereichen Planung, Beton (Herstellung) und Bauausführung festgelegt, indem in Abhängigkeit von der Komplexität einer Bauaufgabe Betonfachgespräche, ein Betonbaukonzept in der Planungs- und Ausführungsphase sowie die Beteiligung einer fachkundigen Person gefordert werden.
Das BBQ-Konzept und die damit verbundenen Anforderungen an die Kommunikation stellen neben einer Vielzahl technischer Änderungen die wesentlichste Änderung in DIN 1045:2023 dar.
Mit der neuen Norm werden technische Änderungen bei der Betonherstellung und der Ausführung eingeführt, die den Erfahrungen mit dem bisherigen Regelwerk, der Baupraxis und/oder der Anpassung an den Stand der Technik geschuldet sind. Diese sind in ZTV-ING bisher nicht erfasst.
Im Hinblick auf die Qualitätssicherung enthält ZTV-ING im Teil 1 umfangreiche Regelungen in Bezug auf die Überwachung und die technische Bearbeitung, insbesondere die Benennung verantwortlicher Personen und Zuständigkeiten sowie einzelner Maßnahmen, z. B. die Forderung nach einem Betonierplan. Diese sind mit den detaillierten Anforderungen der DIN 1045-1000:2023-08 nicht identisch.
Bauwerke im Regelungsbereich der Verkehrsträger fallen nach DIN 1045-1000:2023-08 grundsätzlich in die Betonbauqualitätsklasse BBQ-S. In der Betonbauqualitätsklasse BBQ-S können von DIN 1045 abweichende Regelungen getroffen und vertraglich vereinbart werden. Damit ist es grundsätzlich möglich, die geforderten Maßnahmen – Bauverlaufsgespräche, Betonbaukonzept, Beteiligung einer fachkundigen Person – außer Kraft zu setzen oder an die Belange der ZTV-ING anzupassen.
Da die ZTV-ING an verschiedenen Stellen das bauaufsichtlich eingeführte Regelwerk in Bezug nehmen, wird bei der Fortschreibung dieses Regelwerks auch eine Überprüfung der Auswirkungen der Anforderungen in ZTV-ING erforderlich.
Da DIN 1045:2023 eine Zuordnung aller Anwendungen zu einer BBQ-Klasse durchgehend voraussetzt, ist eine Bezugnahme auf die Norm in ZTV-ING ohne Bezug zu den BBQ-Klassen und die damit verbundenen Anforderungsniveaus praktisch nicht möglich.
Wird DIN 1045:2023 in ZTV-ING zur Bezugsgrundlage gemacht, erfordert dies eine entsprechende Berücksichtigung.
Unter technischen Gesichtspunkten kann die Einteilung in BBQ-Klassen übernommen werden, wobei die Änderungen mit den bereits bestehenden Regelungen abgeglichen und ggf. ergänzt werden müssen.
Die mit der Klasseneinteilung in Form eines Junktims verbundene Kommunikationsstruktur dient der Kommunikation aller planerischer, herstellungs- und ausführungstechnischer Anforderungen und damit insbesondere der Qualitätssicherung. Mit ihrer Hilfe sollen vor allem die Schnittstellen ins Auge gefasst und damit zusammenhängende Probleme möglichst frühzeitig aus dem Weg geräumt werden.
Die mit den Schnittstellen verbundene Problematik ist in ZTV-ING nicht explizit bzw. formal wie in DIN 1045:2023 geregelt, möglicherweise aber durch die umfangreichen Regelungen in Teil 1 implizit zufriedenstellend gelöst.
Ob diesbezüglich eine Notwendigkeit zur Anpassung der ZTV-ING bis hin zu einer Implementierung der Kommunikationsstruktur nach DIN 1045-1000:2023-08 besteht, muss auf Grundlage der bauherrenseitigen Erfahrungen beurteilt werden. Die Überprüfung der in ZTV-ING bestehenden Abläufe und Strukturen zeigt, dass eine Implementierung der in DIN 1045-100:2023-08 vorgesehenen Maßnahmen möglich ist.
Bis zur bauaufsichtlichen Einführung von DIN 1045:2023 stehen das alte und neue Normenwerk nebeneinander. Gegenüber den Vorgängernormen bzw. DIN-Fachbericht 100 ist davon auszugehen, dass DIN 1045:2023 den neuesten Stand der Technik darstellt. Auch wenn die Normenreihe noch nicht bauaufsichtlich eingeführt ist, begründet sie im Hinblick auf die werkvertraglich geschuldete Sachmangelfreiheit einer Bauleistung zum Zeitpunkt der Abnahme bereits zum gegenwärtigen Zeitpunkt Aufklärungs-, Hinweis- und Dokumentationspflichten.
Dämpfe und Aerosole finden seit vielen Jahren in der Asphaltbranche Beachtung. Bereits im Jahr 1997 wurde der „Gesprächskreis Bitumen“ gegründet, der sich seither mit den Gesundheitsgefahren bei Arbeiten mit Bitumen beschäftigt. Die Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft (BG BAU) hat in den vergangenen Jahren an zahlreichen Baustellen den Einbau von Asphalt messtechnisch begleitet und die dabei entstehenden Dämpfe und Aerosole in über 4500 Fällen gemessen. Auf Basis dieser umfangreichen Messungen hat der Ausschuss für Gefahrenstoffe in seiner Sitzung am 19./20.11.2019 beschlossen, dass der Arbeitsplatzgrenzwert für Dämpfe und Aerosole bei der Heißverarbeitung von Bitumen entsprechend den MAK-Empfehlungen auf 1,5 mg/m³ (Bitumenkondensat-Standard; BKS) festgelegt wird. Dieser Grenzwert wird allerdings für einen Zeitraum von zunächst 5 Jahren ausgesetzt. Durch die Auswahl der Proben soll ein repräsentativer Querschnitt der in Deutschland eingesetzten Asphalte mit und ohne Ausbauasphalt und Bitumen bzw. Polymermodifizierten Bitumen und sichergestellt werden. Zudem fanden zwei Zusätze Verwendung. Die Auswertungen zu den untersuchten Untersuchungsvarianten zeigen auf, dass Asphaltart / -sorte, Bindemittelart bzw. -sorte (Grundbindemittel, Art und Menge der zugegebene Polymere, Viskositätsverändernde Zusätze) sowie der Bitumenhersteller sich auf die Emissionen auswirken können. Den stärksten Einfluss auf die Emissionen scheinen die Bitumenhersteller und Bindemittelart/-sorte zu haben. Aussagen der Bindemittelhersteller legen nahe, dass die Herstellung des Bitumens eine entscheidende Rolle spielt. Der Einfluss der Asphaltart/-sorte auf die Emissionen fällt kleiner aus als erwartet. Aufgrund der Untersuchungen zeigt sich, dass sich eine Erniedrigung bzw. Erhöhung des Bindemittelgehalts um ±0,5 M.-% nicht systematisch auf die Emissionen auswirkt. Die Variation der Temperatur führt zu deutlichen Veränderungen der Emissionen. Die Untersuchungen, die bei 140 °C durchgeführt wurden, zeigen eine Reduktion auf weniger als die Hälfte im Vergleich zu Untersuchungen bei 160 °C. Für die Temperaturen 140 und 120 °C lässt sich eine analoge Reduktion feststellen. Die Variation des Asphaltgranulatgehaltes führt zu kleinen Veränderungen der Emissionen. Tendenziell scheinen die Emissionen mit zunehmendem Gehalt an Asphaltgranulat leicht abzunehmen. Da es sich bei Asphaltgranulat um ein wiederverwertetes Material handelt, das bereits heißverarbeitet wurde, und die Menge an Frischbitumen bei Einsatz von Asphaltgranulat reduziert ist, ist davon auszugehen, dass die hohen Emissionen hier in geringerem Maße auftreten. Das hier für die Untersuchung von Asphalten im Labor entwickelte Verfahren kann dazu dienen, die verschiedenen Bitumen und bitumenhaltigen Bindemittel grundsätzlich hinsichtlich ihrer Emissionen einzuordnen. Es ist jedoch dringend geboten, die Laborergebnisse durch Messungen in situ zu untermauern.
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.
The Young Researchers Seminar (YRS) is a unique event organised by the YRS Supporting Organisations, ECTRI, FEHRL, FERSI, EURNEX and HUMANIST every two years since 2003. The Supporting Organisations provide financial support for the Seminar, nominate representatives for the Steering Committee and disseminate the calls.
The 12th edition of the YRS was hosted by BASt from 3rd to 5th June 2025 at its premises. 32 young researchers from 12 countries and 16 organisations participated. In the preparation phase, they were supported by 13 tutors.
This report contains the papers of the young researchers who have agreed to the publication.
Aufbauend auf dem Forschungsprojekt zur Bewertung der Innenhydrophobierung von Fahrbahndeckenbetonen als neuartige AKR-Vermeidungsstrategie und einer Literaturrecherche erfolgten zunächst mannigfaltige Grundsatzuntersuchungen zum Einfluss eines ausgewählten Hydrophobierungsmittels (HM). Zementleimuntersuchungen zeigen, dass das HM die Zementhydratation verzögert und die Porosität des Zementsteins im Nanometerbereich erhöht. Weiterführende Mörteluntersuchungen belegen, dass zur Einstellung des gleichen Luftgehalts im Mörtel bei der HM-Zugabe die Dosierung des LP-Bildners auf Wurzelharzbasis signifikant erhöht werden muss. Außerdem verschlechtern sich bei HM-Zugabe tendenziell die mechanischen Eigenschaften des Mörtels. Weiterhin wurde der Einfluss der Dosierung des HM von 0 bis 1,0 M.-% (Bezug auf Zementgehalt) auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften eines nach dem ARS 04/2013 entworfenen OB (D>8)/UB und OB (0/8) mit einer sehr alkaliempfindlichen Grauwacke grundhaft untersucht. Auch hier bestätigte sich, dass zur Sicherstellung des normativen LP-Gehalts im hydrophobierten Frischbeton die Dosierung des LP-Bildners signifikant erhöht werden muss. Das Fazit der Festbetonprüfungen ist:
• signifikante Reduzierung kapillarer Wasseraufnahme des Betons ab einer HM-Dosierung von 0,5 M.-%
• geringe Verschlechterung der Druck- und Spaltzugfestigkeit mit zunehmender HM-Dosierung
• Verminderung des Frost-Tausalz-Widerstands (FTSW) mit zunehmender HM-Dosierung
• hinreichende Verminderung des AKR-Schädigungspotenzials ab einer HM-Dosierung von 0,75 M.-%.
Ursächlich für den verminderten FTSW ist der erhöhte Freuchtegradient in der beaufschlagten Betonrandzone. Durch die Behinderung der daraus resultierenden hygrischen und vor allem frostinduzierten Dehnung werden Querzugspannungen generiert, die die frostinduzierte Abwitterung begünstigen. Resümierend wurden für die aufbauenden Untersuchungen und den Technikumsversuch bei beiden Betonarten eine HM-Dosierung von 1,0 M.-% gewählt. Zusätzlich erfolgten folgende Modifikationen:
• Substitution des WS-Prüfzements (Sackware) durch Straßenbauzement CEM I 42,5 N (tb) mit ähnlichem Na2O-Äquivalent (Siloware)
• Substitution des Grauwackesplitts durch einen Rhyolithsplitt mittlerer Alkaliempfindlichkeit.
Zur Sicherstellung der normativen Vorgaben für die mechanischen Eigenschaften und der steifen Konsistenz (hohe Grünstandfestigkeit) wurde der w/z-Wert beim OB (D>8)/UB auf 0,41 und beim OB (0/8) auf 0,43 bei den aufbauenden Untersuchungen abgesenkt. Zur Erreichung des normativ geforderten LP-Gehalts im Frischbeton wurde der wurzelharzbasierte durch einen hochwirksamen synthetischen LP-Bildner ersetzt. Zusätzlich wurde das HM nicht mehr zu Beginn, sondern erst nach dem abgeschlossenen Mischprozess aller anderen Betonausgangsstoffen zugegeben. Das Mischen selbst erfolgte zur besseren Übertragbarkeit auf die Großmischanlage mit einem Labordoppelwellenmischer. Die Modifikation der Betonrezeptur und des Mischregimes führte zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und vor allem des FTSW der hydrophobierten Rhyolithbetone. Für die Überführung auf die Großmischanlage wurden die Betonrezepturen und die Mischregime nochmals modifiziert. Auf der Großmischanlage wurden beide Betonarten ohne und mit HM hergestellt. Mit allen Betonarten wurden Plattenstreifen mittels Gleitschalungsfertiger mit verschiedener Oberflächentextur hergestellt. Die zusätzlich hergestellten Laborprüfkörper und die aus den Plattenstreifen gewonnenen Prüfkörper dienten der Ermittlung der Festbetonparameter. Es kann folgendes Fazit gezogen werden:
• keine bzw. geringfügige Verschlechterung der mechanischen Parameter der großtechnisch hergestellten Betone durch HM-Zugabe
• hydrophobierter OB (D>8)/UB mit moderater und hydrophobierter OB (0/8) mit signifikanter Verminderung des FTSW
• ausreichende Verminderung des AKR-Schädigungspotenzials bei großtechnisch hergestellten Betone mit HM.
Abschließend wurde der Einsatz des Hochofenzements CEM III/A 42,5 N (HOZ) als alternative AKR-Vermeidungsstrategie analysiert. Zu diesem Zweck wurde der WS-Prüf- bzw. Straßenbauzement durch den HOZ im OB (D>8)/UB mit Grauwacke bzw. Rhyolith mit folgendem Fazit ersetzt:
• kapillare Wasseraufnahme des Grauwacke- und Rhyolithbetons mit HOZ gegenüber der Referenz ohne HM tendenziell geringer und im Vergleich zu hydrophobiertem Beton höher
• vergleichbare mechanische Eigenschaften des Grauwacke- und Rhyolithbetons mit HOZ wie beim Referenzbeton ohne und mit HM
• signifikante Verminderung des FTSW durch HOZ
• signifikante Reduzierung des AKR-Schädigungspotenzials durch den HOZ, selbst bei sehr alkaliempfindlicher Grauwacke.
Resümierend ist der Einsatz des HOZ eine wirkungsvolle alternative AKR-Vermeidungsstrategie für Betonfahrbahndecken. Seine Verwendung sollte sich wegen des verminderten FTSW auf den Unterbeton beschränken. Abschließend wird ein Grobkonzept für die Errichtung einer Erprobungsstrecke mit hydrophobiertem Beton vorgestellt.
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.
Im Zuge der Kreislaufwirtschaft, der Schonung von natürlichen Ressourcen und im Bestreben zur Minderung der Folgen des Klimawandels ist es notwendig ressourceneffizient zu handeln und Baustoffe zu verwenden, welche eine hohe Wertigkeit hinsichtlich der Langlebigkeit, Reparaturfreundlichkeit und Wiederverwendbarkeit oder Verwertbarkeit aufweisen. Um die Verwendung größerer Mengen an Ausbauasphalten möglich zu machen, ist es von elementarer Bedeutung das Materialverhalten zielsicher ansprechen und beurteilen zu können. Des Weiteren müssen Mittel und Wege aufgezeigt werden wie Asphaltgranulate, welche durch eine Beurteilung des Erweichungspunktes Ring und Kugel als kritisch eingestuft werden, zielsicher über Performance-Kriterien als einsatzfähig oder nicht mehr verwendbar definiert werden können. Dies ist insbesondere unter Berücksichtigung der zukünftigen Entwicklung bei der mehrfachen Wiederverwendung von Asphalt eine wesentliche Aufgabe.
Mit dem hier vorliegenden Forschungsprojekt sollte ein einfaches Performance-Kriterium zur Beurteilung des Gebrauchsverhaltens von Heißasphalt mit Asphaltgranulat geschaffen werden. In diesem Zusammenhang sollte auch die Möglichkeit des indirekten Nachweises einer Doppelumhüllung betrachtet werden. Unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Asphaltgranulaten, welche sich hinsichtlich der Härte des rückgewonnenen Bindemittels unterschieden, wurde der Einfluss der Art, Menge und Mischdauer auf die Asphaltperformance einer Asphaltbinderschicht AC 16 B und einer Asphalttragschicht AC 22 T untersucht. Die verwendeten Asphalte wurden hinsichtlich der Verdichtbarkeit, des Verformungswiderstands, der Asphaltsteifigkeit sowie des Kälte- und Ermüdungsverhaltens analysiert. Darüber hinaus wurde das rückgewonnene Bindemittel hinsichtlich des Erweichungspunktes Ring und Kugel und der Bindemittelsteifigkeit, bestimmt mittels Dynamischem Scherrheometer, geprüft. Für die Untersuchungsvarianten dieses Forschungsprojektes wurde festgestellt, dass die Prüfverfahren zur Bestimmung der Verdichtbarkeit und des Verformungswiderstandes keine belastbaren Prüfergebnisse lieferten. Die Ergebnisse der Verdichtbarkeit differenzieren unter Berücksichtigung der Verfahrenspräzision nicht hinreichend. Bei der Bestimmung des Verformungswiderstandes wurde festgestellt, dass das Vorliegen unterschiedlicher Abbruchkriterien (10.000 Lastwechsel oder 40 ‰ Dehnung) in Kombination mit unterschiedlichen Verläufen (mit oder ohne Wendepunkt) eine generelle Beurteilung basierend auf diesem Prüfverfahren unmöglich macht. Die Betrachtung des Einflusses der Nachmischzeit und der Asphaltgranulatzugabemenge auf die Ergebnisse im Tieftemperaturverhalten, der Asphaltsteifigkeit und der Ermüdung erlaubt keine gesicherte Schlussfolgerung. Es muss festgestellt werden, dass die Prüfergebnisse keine systematischen Verläufe aufweisen. Ein möglicher Performance-Ansatz dieses Forschungsprojektes war die Analyse und der Vergleich der Steifigkeiten des Asphaltes mit denen des verwendeten Bitumens (Gemisch aus Frischbitumen und Bitumen im Asphaltgranulat). Mit den Ergebnissen dieses Forschungsprojektes konnte der Zusammenhang zwischen Bindemittel- und Asphaltsteifigkeit bestätigt werden. Deswegen wurde zur Ableitung eines Performance-Kriteriums für das Gebrauchsverhalten von Heißasphalt mit Asphaltgranulat die festgestellte Korrelation verwendet und angestrebt, unter Verwendung der Ergebnisse des Tieftemperaturverhaltens, einen „kritischen“ Bereich für die Performance-Eigenschaften zu definieren. Dafür wurde der Zusammenhang zwischen der Bruchtemperatur und der Steifigkeit des Asphaltes am kältesten Messpunkt der Steifigkeits-Temperaturfunktion geprüft und eine Korrelation nachgewiesen. Unter Berücksichtigung des Arbeitspapiers Tieftemperaturverhalten von Asphalt, Teil 1, lässt sich in Abhängigkeit von der Frosteinwirkungszone ein kritischer Bereich für die Asphaltsteifigkeit definieren. Bei dem Vergleich zwischen der Bruchtemperatur im Abkühlversuch und der Bindemittelsteifigkeit des rückgewonnenen Bindemittels bei -10 °C und 10 Hz (sowie auch bei 1 Hz) wurde ebenfalls eine Korrelation festgestellt und ein kritischer Bereich definiert. Basierend auf den beschriebenen Zusammenhängen lässt sich eine Empfehlung für den weiteren Umgang mit Asphaltgranulat definieren. So können Mischguthersteller anhand einer Probemischung mit Asphaltgranulat sowie einer anschließenden Extraktion und DSR-Prüfung des Bindemittels die Performance-Wirkung im Asphaltmischgut prognostizieren. Zur Kontrolle der Asphaltperformance sind für den Auftraggeber Prüfungen von Steifigkeits- und/oder Abkühlversuchen zu empfehlen. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die Datengrundlage dieses Forschungsprojektes zu schwach für eine finale Aussage (auch bzgl. der Doppelumhüllung) ist und durch weitere Forschung validiert werden sollte. Um in zukünftigen Projekten Inhomogenitäten zu vermeiden wurden darüber hinaus basierend auf den Erkenntnissen dieses Forschungsprojektes Empfehlungen abgeleitet, um Streuungen durch die Probenahme an Asphaltmischwerken zu minimieren.
Das Ziel dieses Forschungsprojektes war es, ein umfassendes Konzept für ein „Geburtszertifikat“ von Brückenbauwerken allgemein zu entwickeln und dann an einer konkreten realen Brücke prototypisch umzusetzen. Das Geburtszertifikat soll dabei als Grundlage für die Zustandsüberwachung und Erhaltungsplanung über den gesamten Lebenszyklus der Brücke dienen. Im Mittelpunkt steht dabei die sogenannte Nullmessung, die eine detaillierte, systematische Erfassung und Dokumentation des Ausgangszustandes des Bauwerks nach der Fertigstellung und vor der Verkehrsfreigabe mit vielfältigen Prüf- und Messmethoden beinhaltet. Die Nullmessung dient somit der Charakterisierung eines Initialzustands (Referenzzustand nach der Fertigstellung). Der ermittelte Referenzzustand ist die Grundlage für Vergleichsbetrachtungen im Rahmen der Erfassung und Bewertung des Bauwerkszustandes im Zuge der Erhaltung und des Bauwerksmanagements. Er bildet erstmalig die Basis, um im Laufe des Lebenszyklus auftretende Veränderungen und Schäden frühzeitig durch den Bezug zum Referenzzustand zu detektieren und in ihrer Entwicklung zu dokumentieren und zu bewerten. Durch die Einführung dieses Konzeptes kann das Geburtszertifikat den Ausgangspunkt für die Umsetzung prädiktiver Erhaltungsmethoden darstellen.
Dabei umfasst das Geburtszertifikat eine möglichst breite und aussagekräftige Erfassung und Dokumentation physikalischer Parameter, chemischer Aspekte und geometrischer Eigenschaften des Bauwerks. Zu den physikalischen Parametern zählen beispielsweise Materialdehnungen, Verschiebungen, Eigenfrequenzen und -formen, die wichtige Hinweise auf das Tragverhalten der Brücke geben. Diese Daten werden durch sensorbasierte Systeme, wie beispielsweise Dehnungsmessstreifen, faseroptische Sensoren, und Beschleunigungsaufnehmer einmalig oder kontinuierlich über einen Zeitraum von einem Jahr vor oder kurz nach der Inbetriebnahme des Bauwerks erfasst und durch geeignete Prozessierung der Messdaten ermittelt. Chemische Aspekte, wie die Bestimmung des Chloridgehalts, der Carbonatisierungstiefe und des Feuchtigkeitsgehalts des Betons, liefern wichtige Informationen über die Dauerhaftigkeit des Bauwerks. Diese chemischen Aspekte sind entscheidend, um eine mögliche Korrosion der Bewehrung frühzeitig zu erkennen, bevor gravierende strukturelle Schäden auftreten.
Das Geburtszertifikat soll nicht nur chemische Aspekte und physikalische Parameter wie die statischen oder dynamischen Parameter, sondern auch mit bildbasierten oder anderen ZfP-Verfahren erfassbare Eigenschaften beinhalten. Die geometrische Beschreibung der Brücke ist daher ein weiterer zentraler Bestandteil des Geburtszertifikats. Dabei sind die Form und die Oberflächenstruktur des Tragwerks vor Verkehrsfreigabe der Brücke aufzunehmen. Diese geometrischen Aspekte des Referenzzustands sollen durch ein georeferenziertes hochgenaues 3D-Bauwerksmodell definiert werden, das beispielsweise photogrammetrisch auf Basis systematisch generierter Bilddaten oder mithilfe von Scanningverfahren generiert wurde und anschließend in ein vorhandenes As-Built-Modell integriert wird. Die geometrische Aufnahme in Form einer „Nullmessung“ ist insbesondere für zukünftige Verformungsermittlungen sowie schadensfokussierte Zustandsbewertungen auf Basis vielfältiger sensor- und bildbasierter Monitoringverfahren ein wichtiger Ausgangspunkt. Am 3D-Bauwerksmodell können die vielfältig erfassten Eigenschaften und Zustandsparameter zusätzlich eindeutig und nachvollziehbar verortet werden.
Das Geburtszertifikat wird in einer standardisierten, leicht zugänglichen Form als kompakte und übersichtliche Zusammenfassung der wichtigsten Informationen in Form eines PDF-Dokumentes erstellt. Zur Gewährleistung einer langfristigen und flexiblen Nutzung und digitalen Verarbeitung der gewonnenen Daten enthält das PDF-Dokument Verweise auf alle Datensätze und Modelle, die zusätzlich bereitgestellt werden. Diese Verlinkungen beinhalten detaillierte Mess- und Bilddaten, abgeleitete oder aggregierte Parameter, Modelle und andere relevante Informationen, die zur Beurteilung des Zustandes notwendig sind. Diese Informationen werden in entsprechenden Datenbanken und strukturierten Dateisystemen gespeichert.
Abschließend wird das erarbeitete Konzept des Geburtszertifikates prototypisch an einem Bauwerk umgesetzt. Dabei wird auf die verschiedenen, zuvor erarbeiteten Eigenschaften und Aspekte eingegangen und dargestellt wie einzelne Parameter und das georeferenzierte 3D-Bauwerksmodell ermittelt werden können. Zudem wird auch die Ableitung von Daten für die Zustandsbewertung sowie das Datenmanagement thematisiert.
Das Geburtszertifikat unterstützt die Einbindung in moderne digitale Infrastruktursysteme, wie das Lebenszyklusmanagement von Brücken, und bildet die Grundlage für die Integration in Überwachungssysteme wie Digitale Zwillinge. Die Einführung eines solchen digitalen Zertifikates für Brücken ist ein wichtiger Schritt hin zu einer nachhaltigeren und effizienteren Nutzung von Infrastrukturressourcen.
Erfassung der Lichteinschaltquoten am Tag von Kraftfahrzeugen in Deutschland (Erhebung 2023/2024)
(2025)
Das Fahren mit Licht am Tag ist in allen europäischen Ländern heute bereits vom Gesetzgeber zugelassen oder verpflichtend. Das gemeinsame Ziel dieser Regelungen ist die Reduktion der Verkehrsunfälle allgemein, sowie eine Verringerung der Anzahl und Schwere der verunglückten Personen im Straßenverkehr. Aus diesem Grund wird auch in Deutschland das Fahren mit Licht am Tag seit dem 1. Oktober 2005 vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) empfohlen.
Zur Überprüfung des Erfolges dieser Empfehlung sowie zur Bewertung der Sicherheitsgewinne durch das Fahren mit Licht am Tag wurde im Jahr 2007 erstmals eine Erfassung der Lichteinschaltquoten am Tag durchgeführt. Seitdem werden diese Erhebungen in regelmäßigen Abständen wiederholt, um Veränderungen im Verhalten der Verkehrsteilnehmer in Bezug auf das Fahren mit Licht am Tag zu dokumentieren. Der vorliegende Bericht beschreibt die Vorgehensweise der aktuellen Erhebung und stellt die Ergebnisse als Fortschreibung der Lichteinschaltquoten für das Erhebungsjahr 2023/2024 dar. Der Vergleich der aktuellen Erhebung mit den Ergebnissen früherer Erhebungen zeigt, dass die standardisierten Lichteinschaltquoten am Tag für Lkw wie in den Vorjahren über alle Erhebungsintervalle und Ortslagen weiter gestiegen sind. Auch Pkw, für die sich an den Ortslagen Autobahn und Innerorts zum Erhebungszyklus 2021/2022 hin eine deutliche Abflachung des Trends der stetigen Zunahme zeigte, weisen aktuell wieder eine Zunahme der Lichteinschaltquoten auf. Im Querschnitt ergibt sich für Pkw aktuell eine Steigerung von 81,0 % auf 84,3 % und für Lkw eine Steigerung von 82,9 % auf 86,7 % im Vergleich zur letzten Erhebung.
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.
Langfristige Schwermetalleinbindung in Böden und Ersatzbaustoffen durch Behandlung mit Bindemitteln
(2025)
Bodenbehandlungen mit Bindemittel können als technische Sicherungsmaßnahme zur Fixierung von umweltrelevanten Inhaltstoffen angewendet werden. Zur Überprüfung der Dauerhaftigkeit dieser Maßnahmen wurde das Elutionsverhalten von zement- bzw. kalkbehandeltem Boden und Brechsand in Felduntersuchungen, Laborversuchen und geochemische Simulationen analysiert. Für die Felduntersuchungen wurden zwei rd. 15 Jahre alte Einbauorte mit Zement- bzw. Kalkbehandlung gewählt und der Zustand der behandelten Schichten erfasst. Beide Einbauorte wiesen noch alkalische pH-Werte auf, d. h. die Bindemittel sind trotz des Auswaschens durch Regenwasser bzw. Sickerwasser und der hohen CO2-Konzentration der Bodenluft noch nicht vollständig ausgewaschen oder carbonatisiert. In den Laborversuchen wurden ein Portlandzement und ein Branntkalk jeweils mit einem belasteten Boden und einem Brechsand gemischt. Die frisch behandelten Materialien zeigten im Säulenversuch deutlich reduzierte Konzentrationen an Antimon, Vanadium und z. T. Bor, Cadmium und Quecksilber. Barium, Blei und z. T. Kobalt und Nickel wurden dagegen durch die Behandlung verstärkt freigesetzt. Die behandelten Materialien wurden durch eine Schnell-Carbonatisierung, eine Wärmebehandlung bzw. eine Kombination von Carbonatisierung und Wärmebehandlung künstlich gealtert und anschließend im Säulenversuch eluiert. Durch die Alterung wurden eingebundene Schwermetalle z. T. wieder mobilisiert. Gleichzeitig wurde ein Teil der durch Bindemittelbehandlung mobilisierten Schwermetalle wieder eingebunden. Die Mechanismen der Einbindung sind sehr komplex und können allein durch Auslaugversuchen nicht aufgeschlüsselt werden. Daher wurden geochemische Modellierungen durchgeführt und mit Versuchsdaten aus pHstat-Versuchen und Schütteltests abgeglichen. So wurden Mineralphasen identifiziert, die für die Schwermetalleinbindungen relevant sein können.
Brücken sind wesentliche Bestandteile der Verkehrsinfrastruktur, die aufgrund ihrer dynamischen Belastung und ihrer exponierten Lage degradieren. Eine kontinuierliche und vorausschauende Zustandsüberwachung ist unerlässlich, um die sichere und wirtschaftliche Nutzung der Bauwerke im gesamten Lebenszyklus zu gewährleisten. Dieses Ziel kann durch Digitalisierungsansätze unterstützt werden. Digitale Zwillinge sind virtuelle Repräsentationen von Bauwerken (oder allgemeiner Assets), mit Hilfe derer Daten gespeichert, ausgewertet und für Entscheidungen aufbereitet werden. Mit dem übergeordneten Ziel des Übergangs von einem reaktiven zum prädiktiven Lebenszyklusmanagement auf der Grundlage eines Digitalen Zwillings wird im Rahmen des BASt-Forschungsprojektes „Konzeptionelle Untersuchung zur Zusammenführung von Komponenten des Digital Twins Brücke“ eine Gesamtkonzeption für modulare Digitale Zwillinge von Brückenbauwerken entwickelt. Ein Digitaler Zwilling einer Brücke in einem niedrigen Reifegrad soll beispielsweise Informationen hinsichtlich des Zustands, der Zuverlässigkeit und der Restnutzungsdauer des Bauwerks bereitstellen und eine frühzeitige Identifikation kritischer Bauwerkszustände ermöglichen. In höheren Reifegraden sollen Prognosen durchgeführt werden können, die zukünftige Zustände der Bauwerke in verschiedenen Lebenszyklusphasen abbilden. Die Modularität des entwickelten Ansatzes wird durch Anwendungsfälle realisiert, die vorhandene heterogene Datenquellen integrieren und sich auf die Betriebsphase fokussieren. Die einzelnen Anwendungsfälle teilen sich in zwingend erforderliche Anwendungsfälle sowie optionale Anwendungsfälle auf, die je nach Anforderung und Zielsetzung in dem Digitalen Zwilling umgesetzt werden. Die technische Implementierung erfolgt auf der Grundlage eines Linked Data Ansatzes. Um zukünftige Forschungs- und Entwicklungsaufgaben zu unterstützen, werden Einbindungsmöglichkeiten weiterer Technologien in den Digitalen Zwilling diskutiert.
Werbung an Fahrzeugen
(2025)
Der Straßenraum ist für Werbetreibende seit jeher ein attraktiver Bereich, um Aufmerksamkeit auf die eigenen Produkte, Marken oder Dienstleistungen zu lenken. Durch verbesserte und billiger werdende Technik wie LED rücken zunehmend auch Fahrzeuge als mögliche Werbeträger in den Fokus und müssen im Hinblick auf ihre möglichen, negativen Einflüsse auf die Verkehrssicherheit und den Verkehrsfluss bewertet werden.
Zur (technischen) Regelung von entsprechenden Anbauten wurden im Zuge des vorliegenden Projektes u. A. Aspekte der Darstellung, Anbringung und möglichen Beeinträchtigung von Verkehrsteilnehmenden diskutiert und die Vorschriftenlage erläutert. Im Bereich der Sensorik und Lichttechnik liegen bereits durchaus brauchbare Lösungen vor, die in ihren Einflüssen aber noch nicht ausreichend abgeschätzt wurden. Merkmale wie die Leuchtdichte, die Farbigkeit und die Veränderlichkeit (d. h. die Darstellung bewegter Inhalte) werden bezüglich ihrer Relevanz für den Straßenverkehr thematisiert und mit Erkenntnissen aus der theoretischen Betrachtung und der Empirie untermauert.
In zwei getrennten Versuchsteilen wurden anschließend zum einen die Störwirkung durch Blendung (in einer nächtlichen Versuchsumgebung) und zum anderen die Ablenkungswirkung (bei Tagessichtbedingungen und jeweils auf Stadt- und Autobahnstrecken) untersucht. Neben Paarvergleichen und Einzelratings wurden umfangreiche Simulatorversuche durchgeführt, an denen jeweils 42 Versuchspersonen teilnahmen.
In die Betrachtung der Störwirkung durch Blendung flossen Faktoren wie die Veränderlichkeit, die Leuchtdichtestruktur und die Farbigkeit ein und wurden entsprechend variiert. Aus der subjektiven Blendbewertung durch die Versuchspersonen ließen sich eine höhere Ablenkung durch veränderliche, inhomogene sowie farbige Darbietungen innerhalb der Störwirkung im Vergleich zu unbunten und homogenen Flächen zeigen. Einzelne Einflüsse auf das Fahrverhalten waren ebenfalls zu beobachten. Des Weiteren zeigte sich, dass eine Blendbewertung von fahrzeuggetragener Werbung prinzipiell mittels etablierter Maße plausibel möglich ist und zukünftig mindestens die Merkmale Flächenleuchtdichte, Flächengröße, die Umgebungshelligkeit und innere Darstellungsinhalte wie die Veränderlichkeit beinhalten sollte.
Die Ablenkungswirkung wurde in Bezug auf das Fahrverhalten, die Blickbewegungen und die selbstberichtete Beanspruchung während verschiedener Szenarien untersucht, in denen die Versuchspersonen Lkw mit Heckwerbung hinterherfuhren. Die Anzeigen wurde dabei bezogen auf die Veränderlichkeit (statisch vs. Wechseldarstellung vs. dynamisch) und die Relevanz (relevant vs. nicht relevant) variiert. Vor allem in der städtischen Umgebung ließ sich über mehrere Blickbewegungsmaße hinweg zeigen, dass von dynamischerer Werbung ein höheres Ablenkungsrisiko ausgeht. In einigen Szenarien wurde den Versuchspersonen die Möglichkeit zum Überholen gegeben, hier fuhren sie bei wechselnden Darstellungen näher an den Lkw heran und überholten bei relevanten knapper.
Durch die empirischen Untersuchungen konnten eine Reihe von Einflussfaktoren durch digitale Werbung an Fahrzeugen identifiziert werden, deren gleichzeitiges Auftreten in einem sogenannten Worst-Case-Szenario durchaus dazu führen kann, dass erhebliche Risiken für die beteiligten Verkehrsteilnehmenden bestehen. Um die reellen Konsequenzen, z. B. bezogen auf das Unfallrisiko durch digitale Werbesysteme an Fahrzeugen, abschätzen zu können, bedarf es weiterer Forschung und alternativer Forschungsansätze.
Eine effiziente Winterdienststeuerung setzt voraus, dass die Oberflächentemperatur der Fahrbahn bekannt ist. Effizient bedeutet, dass die Fahrbahn rechtzeitig, bevor es glatt wird, und sparsam (nur so viel Salz wie tatsächlich notwendig) gestreut wird. Die Fahrbahnoberflächentemperatur wird dabei gegenwärtig hauptsächlich mit fahrbahnintegrierten Temperatursensoren gemessen. Aufgrund des leichteren Zugangs zur Wartung, ohne den Verkehr zu beeinflussen, und der Möglichkeit zum mobilen Einsatz sollen berührungslos arbeitende Strahlungsthermometer eingesetzt werden. In stationären Straßenwetterstationen kommen beide Thermometer zum Einsatz. Dabei haben die Messungen gezeigt, dass zwischen den beiden Thermometerprinzipien Differenzen der gemessenen Temperaturen auftreten. Diese Differenzen sind nicht reproduzierbar und nicht systematisch, vor allem bei Änderung der Umgebungsbedingungen. Die Abweichungen zwischen den Messmethoden, aber auch gleichen Thermometerprinzipien (z.B. wegen verschiedener Hersteller) sind teilweise so groß, dass die Entscheidungen für den Einsatz des Winterdienstes unterschiedlich ausfallen würden.
Im Projekt sollte deshalb eine theoretisch-physikalische Betrachtung der Temperaturmessung der Fahrbahnoberfläche dabei helfen, die Abweichungen zu erklären und einzelne Einflussbeiträge zu quantifizieren. Für die systematischen Untersuchungen der verschiedenen Einflussgrößen wurde ein Prüfstand gebaut, in dem eine reproduzierbare Fahrbahnoberflächentemperatur als Referenztemperatur bereitgestellt werden kann. Im Prüfstand können einzelne Umgebungsbedingungen wie Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und kurzwellige Sonnenstrahlung reproduzierbar unabhängig voneinander eingestellt werden. Diese Umgebungsbedingungen wurden nach statistischen Berechnungen aus Messdaten einer Straßenwetterstation ausgewählt, da sie nachweislich einen direkten Einfluss auf die Abweichung der gemessenen Temperaturen haben.
Der Prüfstand enthält einen Bohrkern einer Fahrbahnprobe. Dessen Oberfläche wird mit Hilfe eines Flüssigkeitsbades im Temperaturbereich von -10 °C bis 10 °C temperiert; zum feinen Temperaturabgleich kommen zusätzliche Heizstäbe zum Einsatz. In die Fahrbahnprobe wurden drei Mantelwiderstandsthermometer mit einem kleinen Durchmesser (1 mm) axial an unterschiedlichen Höhen positioniert (radial bis zur Mitte der Fahrbahnprobe). Aus den gemessenen Temperaturen wird eine axiale Temperaturverteilung der Fahrbahnprobe berechnet und mathematisch auf die Temperatur der Fahrbahnoberfläche extrapoliert. Diese extrapolierte Temperatur dient als Referenztemperatur für die Temperaturmessung mit einem Strahlungsthermometer. Im Prüfstand können damit verschiedene Temperaturzyklen eingestellt werden, auf der Fahrbahnoberfläche kann eine Eisbildung erfolgen. Zusätzlich werden systematisch die Umgebungsbedingungen variiert. Die dabei auftretenden reproduzierbaren Abweichungen zwischen der Referenztemperatur und der mit dem Strahlungsthermometer gemessenen Temperatur werden mit den zugehörigen Messunsicherheiten ausgewertet und daraus auf die Straße übertragbare Erkenntnisse abgeleitet.
Nach der Berücksichtigung der Einflussfaktoren, welche die Strahlungstemperaturmessung verfälschen können, konnten die Abweichungen der Oberflächentemperaturmessung der Fahrbahnprobe mit dem Strahlungsthermometer zu der extrapolierten Referenztemperatur auf ca. 100 mK im untersuchten Temperaturbereich von -10 °C bis 10 °C reduziert werden. Es wurden ein Modell zur Beschreibung der Einflussgrößen auf die Fahrbahntemperaturmessung und eine Verfahrensanweisung zur Kalibrierung der eingesetzten Sensoren erstellt.
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.
Annual Report 2024
(2025)
Annual Report 2024 with the following key topics:
Predictive infrastructure management, Sustainable construction, Sustainable use of energy, Environmentally friendly transport, Active mobility, Proactive road safety, Automated and connected driving, Digital transport, Securing the supply of skilled labour
Zentrales Ziel des Forschungsvorhabens war die Durchführung und Auswertung einer ersten bundesweiten Repräsentativbefragung zum Informationsverhalten vor und während der Verkehrsteilnahme mit dem Pkw und/oder öffentlichen Verkehrsmitteln. Untersucht wurde, welche Informationen zu welchem Zeitpunkt gesucht bzw. genutzt werden, welche Informationsquellen bzw. -medien hierfür herangezogen werden und wie ggf. mit widersprüchlichen Informationen umgegangen wird. Hierzu wurden insgesamt 5.103 Personen, die regelmäßig als Pkw- und/oder ÖV-Nutzer am Verkehr teilnehmen, zur Ihrem Informationsverhalten mittels einer Online-Erhebung befragt. Die Grundgesamtheit für die geplante Erhebung zum Informationsverhalten waren in Deutschland wohnende Personen ab 18 Jahre, die regelmäßig als Pkw- und/ oder ÖV-Nutzer am Verkehr teilnehmen. Als Auswahlgrundlage für die Ziehung einer Personenstichprobe wurde nach Durchführung eines Pretests und einer vor-Ort-Kontrollerhebung das Payback-Online-Access-Panel ausgewählt. Die Stichprobe wurde anhand der bundesweiten Verkehrserhebung „Mobilität in Deutschland“ (MiD) 2017 nach Geschlecht, Alter, Bildung, Erwerbstätigkeit und Pkw/ÖV-Nutzung gewichtet. Abhängig vom genutzten Verkehrsmittel (Pkw/ ÖV/ beides) wurde das jeweilige Informationsverhalten abgefragt, wenn die befragte Person in den letzten 3 Monaten entsprechende Informationen abgerufen hat. Erhoben wurden dann zunächst die dabei genutzten Informationsquellen und der Zeitpunkt des Abrufs. Daran anschließend wurden für jede genannte Quelle Nutzungssituationen, Art und Zeitpunkt der Information, Wichtigkeit von und Zufriedenheit mit den jeweils genutzten Informationskanälen, Art und Verwendungshäufigkeit von Smartphone-Apps (nur bei App-Nutzern) und Reaktionen auf Verkehrsinformationen erfasst. Insgesamt bestätigen die erhobenen Daten dabei die zu erwartenden Ergebnisse mit einer Dominanz von Smartphone-Apps und Internet bei der Informationsbeschaffung. Aber auch die klassischen Informationsmöglichkeiten wie Radio im Pkw-Verkehr und Fahrplanaushänge und Durchsagen an Bahnhöfen, Haltestellen/ in Fahrzeugen im ÖV werden von vielen Befragten immer noch regelmäßig genutzt. Es zeigen sich allerdings sowohl im Pkw- als auch im öffentlichen Verkehr deutliche Unterschiede im Informationsverhalten je nach Alter. Diese Unterschiede sollten bei der zukünftigen Konzeption bzw. Ausgestaltung der Verkehrssysteme berücksichtigt werden, um den Bedürfnissen aller Altersgruppen gerecht werden zu können. Wie schnell sich der Wandel hin zu Smartphone-Apps und Internet bei der Informationsbeschaffung in den letzten Jahren vollzogen hat, lässt sich mit den hier erhobenen Daten natürlich nicht beantworten. Mit dieser Erhebung wurde aber die Grundlage für ein zukünftiges Monitoring geschaffen. Das gewählte Erhebungsdesign ist so angelegt, dass durch periodische Wiederholungen der Erhebung (beispielsweise alle 2 Jahre) entsprechende Trends frühzeitig erkannt werden können und dies dann für strategische Entscheidungen zur künftigen Gestaltung von Verkehrsinformationen, vor allem aus Sicht der öffentlichen Hand, genutzt werden kann.
Entwicklung von Asphaltschichten für Straßen und Brückenbeläge unter extremen Klimaeinwirkungen
(2025)
Das Ziel des Forschungsvorhabens war es, einerseits Erkenntnisse über die zu erwartenden Temperaturverteilungen und deren Häufigkeiten in Asphaltschichten auf Brückenbauwerken zu erlangen, um den Zeithorizont abzuschätzen, ab dem mit einer maßgeblichen Beeinträchtigung der Nutzungsdauer standardisierter Asphaltoberbaukonstruktionen zu rechnen ist. Andererseits sollten unter Berücksichtigung der prognostizierten extremen Klimaeinwirkungen hochverformungsbeständige Asphalte neu konzipiert werden, die auch bei tiefen Temperaturen eine ausreichende Kälteflexibilität aufweisen. Um diese Ziele zu erreichen, erfolgte zunächst eine umfangreiche Literaturanalyse zur Bestandsaufnahme der Klimarandbedingungen und der prognostizierten Klimaänderungen. Als Referenzperiode wurde dabei die aktuelle klimatologische Periode 1991 bis 2020 ausgewählt. Zusätzlich wurden Temperaturdaten, die über ein Jahr lang in den Asphaltschichten auf der Neckartalbrücke und auf der Weserbrücke gemessen wurden, zur Verfügung gestellt und berücksichtigt. Auf dieser Datengrund-lage wurde ein Finite-Elemente-Modellierungsansatz (FEM) entwickelt, der es ermöglicht, die vertikale Wärme- und Temperaturverteilung mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung zu berechnen. Mithilfe eines Machine-Learning Algorithmus (ML) können die Erkenntnisse auch auf das gesamte Bundesgebiet übertragen werden. Aus den Daten der Referenzperiode wurde für die drei unterschiedlichen Klimaszenarien RCP2.6, RCP4.5 sowie RCP8.5 jeweils die zukünftige Entwicklung der Klimakenngrößen abgeschätzt, und mit dem aufgestellten Modell zur Prognose der vertikalen Temperaturverteilung im Asphaltoberbau auf Brückenbauwerken kombiniert. So konnte für jeden Tag eine maximale mittlere Asphaltdeckschichttemperatur berechnet werden. Sie diente im Weiteren als Grundlage für die Bewertung der zukünftigen Entwicklung plastischer Verformungen. Für die Neukonzeption klimaoptimierter Guss- und Walzasphalte wurden zunächst im Rahmen einer umfangreichen Literaturrecherche Erkenntnisse zu Kompensationsmaßnahmen zusammengetragen, die zu einer Reduzierung der negativen Folgen des Klimawandels auf die Dauerhaftigkeit von Guss- und Walzasphalten beitragen können und bislang untersucht und / oder erprobt wurden. Auf dieser Grundlage wurde zunächst eine Vorauswahl der Ausgangsstoffe (Bindemittel, Füller, Gesteinskörnung) getroffen. Anschließend erfolgten Voruntersuchungen sowohl an den ausgewählten Bindemitteln und Füllern, als auch an verschiedenen daraus hergestellten Mastixvarianten. Dabei fanden auch Materialkomponenten Berücksichtigung, die noch nicht standardmäßig im einschlägigen technischen Regelwerk etabliert sind, aber aufgrund ihres optimierten Gebrauchsverhaltens eine frühzeitige Schadensentwicklung verhindern und eine lange Nutzungsdauer gewährleisten können. Die finale Auswahl der Ausgangsstoffe für die Asphaltmischgutherstellung wurde anhand der gewonnenen Ergebnisse aus den Voruntersuchungen festgelegt. Insgesamt wurden acht Walzasphaltvarianten (jeweils vier splittreiche Asphaltbetone und Splittmastixasphalte) sowie fünf Gussasphaltvarianten konzipiert und labortechnisch hergestellt. Dabei erfolgte eine Variation der Bindemittelart und -sorte sowie der Füllerart, wobei ausschließlich Kalksteinmehl und ein Mischfüller zum Einsatz kamen. Die anschließenden Performance-Untersuchungen zur Verformungsbeständigkeit bei hohen Temperaturen sowie zur Kälteflexibilität und Ermüdung der Asphaltvarianten zeigten signifikante Unterschiede. Bei den Verformungsversuchen wurden die Prüftemperaturen erhöht, um den prognostizierten höheren Temperaturen Rechnung zu tragen. Bei der gesamtheitlichen Betrachtung der Ergebnisse konnten Zusammensetzungen bzw. Materialkombinationen präferiert sowie die prinzipielle Übertragung der Erkenntnisse auf andere Asphaltschichten beschrieben werden. Das erstellte Modell zur vertikalen Temperaturverteilung in Asphaltschichten auf Brückenbauwerken sowie die in Laborversuchen ermittelte Temperaturabhängigkeit der plastischen Verformungen konnten schließlich miteinander kombiniert werden, um die Auswirkungen der erhöhten klimatischen Beanspruchung auf die Dauerhaftigkeit und das Gebrauchsverhalten von Asphaltschichten auf Brückenbauwerken einzuschätzen. Letztendlich konnte auch im Modell gezeigt werden, dass die heute verwendeten konventionellen Asphalte mit „normaler“ Verformungsbeständigkeit bereits jetzt an ihre Grenzen stoßen und eine Optimierung hinsichtlich der klimatischen Beanspruchung dringend erforderlich ist. Anschließend wurden konkrete Empfehlungen zur Weiterentwicklung und Verbesserung des aufgestellten Modells sowie Möglichkeiten zur weiteren Optimierung der Asphalte im Zuge des Klimawandels gegeben.
Eine Änderung der Technischen Prüfvorschrift für den Einaxialen Druck-Schwellversuch im Jahr 2018 zielt auf besser differenzierbare Aussagen zum Verformungswiderstand ab. So sollen statt Marshall-Probekörpern künftig Bohrkerne aus walzsegmentverdichteten Asphalt-Probeplatten oder aus walzverdichteten Asphaltschichten von Straßen entnommen und untersucht werden, da Marshall-Probekörper aufgrund der Verdichtungsart (schlagende Verdichtung) nicht mit einer in der Praxis verdichteten Asphaltschicht vergleichbar sind. Darüber hinaus wird im Rahmen der Überarbeitung der Technischen Regelwerke (TL Asphalt-StB und ZTV Asphalt-StB) zukünftig der Einaxiale Druck-Schwellversuch (DSV) nach TP Asphalt-StB, Teil 25 B1 zur Beschreibung des Verformungswiderstandes Anwendung finden. Hierfür gibt es bisher keinen wissenschaftlich abgesicherten Bewertungshintergrund, weshalb eine prüftechnische Absicherung des Verformungswiderstandes notwendig ist. Ein weiterer, häufig diskutierter prüftechnischer Aspekt ist die Frage nach der Berücksichtigung einer definierten Querdehnungsbehinderung, die in der Straße vorhanden ist. Der Einaxiale Druck-Schwellversuch berücksichtigt keine Querdehnungsbehinderung, die TP Asphalt-StB, Teil 25 A2 bietet eine Möglichkeit zur Laborprüfung mit Querdehnungsbehinderung. In diesem Forschungsprojekt wurde zudem eine Variante mit einer erhöhten seitlichen Stützeinwirkung untersucht, indem um die Mantelfläche des zylindrischen Probekörpers ein massiver Metallring angeordnet wurde. Für die Bewertung des Verformungsverhaltens von Gussasphalt nach den TP Asphalt-StB Teil 25 A1 gibt es bereits einen Vorschlag für einen Bewertungshintergrund, der mit den durchgeführten Untersuchungen kritisch überprüft und ggf. geändert wird. Dafür wurden insgesamt 45 verschiedene Asphaltmischgutvarianten hergestellt und im Labor untersucht. Zusätzlich wurden Daten von externen Asphaltmischgutproduzenten gesammelt, um vorhandene Ergebnisse in die Auswertung miteinzubeziehen. Zur Validierung der im Labor hergestellten Asphaltkonzepte wurden zehn Praxisstrecken ausgewählt und Bohrkerne entnommen. An allen Walzasphaltvarianten wurden dynamische Stempeleindringversuche gemäß TP Asphalt-StB, Teil 25 A2 und bei den Gussasphalten gemäß TP Asphalt-StB, Teil 25 A1 durchgeführt und bei allen Walzasphalten Einaxiale Druck-Schwellversuche am Bohrkern gemäß TP Asphalt-StB, Teil 25 B1. An ausgewählten Varianten wurden zudem der Einaxiale Druck-Schwellversuche am MPK und Stempeleindringversuche mit Querdehnungsbehinderung durchgeführt. Im ersten Schritt wurden die Daten statistisch ausgewertet, um eventuelle Ausreißer zu identifizieren und auszuschließen. Die Grundlage zur statistischen Bewertung der Verformungsergebnisse bildeten Box-Whisker-Plots und die Durchführung einer deskriptiven Statistik. Die Analysen fanden sowohl für die Ergebnisse der im Labor hergestellten Probekörper als auch der extern gesammelten Daten statt. Die Auswertung der Dehnungsraten ermöglichte die Festlegung erster Zielwerte für verschiedene Belastungen, jedoch basieren diese auf einer geringen Datenbasis, was weitere Untersuchungen erforderlich macht. Die Untersuchungen zum dynamischen Stempeleindringversuch mit und ohne Stützring ergaben keine signifikanten Unterschiede in den Ergebnissen, was darauf hindeutet, dass der Stützring keinen Einfluss hat. Der bestehende Erfahrungshintergrund für die dynamischen Stempeleindringtiefen von Gussasphalt konnte zum Teil bestätigt werden. Untersuchungen mit abgeänderten Prüfrandbedingung für hohe verformungswirksame Belastungen gaben erste Erkenntnisse darüber, wie sich verschiedene Zusammensetzung bei erhöhten Temperaturen und verlängerter Lastdauer verhalten. Dabei wurde festgestellt, dass Varianten mit unterschiedlichen Sieblinien unterschiedliche Verformungswiderstände aufwiesen, wobei jene, die sich an der oberen Sieblinie orientieren einen höheren Widerstand zeigten als jene, die sich an der unteren orientieren. Bei einer Prüftemperatur von 65 °C wurde bei allen Proben eine fortschreitende volumendilatante Gefügezerstörung festgestellt.
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.
Das Ziel der vorliegenden Studie war eine Bestandsaufnahme von Biotoptypen, Vegetation und ausgewählten Tiergruppen an den drei Verkehrsträgern Straße, Schiene und Wasserstraße. Es sollte eine Grundlage geschaffen werden für i) die Optimierung von Maßnahmen zur Förderung der Biodiversität, ii) eine verkehrsträgerübergreifende Verbesserung der ökologischen Vernetzung an bzw. von Verkehrswegen und iii) die gezielte und kosteneffektive Kontrolle von Neobiota.
Das Untersuchungsgebiet befand sich im Westen von Berlin. Es war von der Nähe zum Verdichtungsraum Berlin und den vorherrschenden Sandböden geprägt, weshalb forstwirtschaftliche und Siedlungsnutzungen dominierten.
Die Biotopkartierung bestätigte, dass nahezu die Hälfte des Untersuchungsraums von befestigten Flächen und Siedlungsraum eingenommen wird. Ein weiteres Drittel bildeten Wälder. Aufgrund des Flusses Havel und in Verbindung stehender Seen nahmen Gewässer einen vergleichsweise hohen Anteil von 8,2 % ein. Dies spiegelt sich auch in der hohen Verbreitung von Feuchtlebensräumen und deren hoher Konnektivität wider. Die Verkehrsnebenflächen von Schienenwegen - und zu geringerem Umfang auch Straßen – trugen zu einer Verbesserung der räumlichen Kontinuität von offenen Trockenlebensräumen bei, aber nicht von Gehölzlebensräumen. Gefährdete Biotoptypen nahmen auf Verkehrsnebenflächen hohe Anteile ein (65 % an Schienenwegen, 31 % Wasserstraßen), waren allerding schwerpunktmäßig außerhalb von Verkehrsnebenflächen zu finden. Es handelte sich an Schienenwegen und Straßen v.a. um Ruderalstandorte und Sandtrockenrasen, an Wasserstraßen um Ufersäume. Im Hinblick auf die ökologische Wertigkeit und das Auftreten von Störungen unterschieden sich die Verkehrsnebenflächen nicht von Referenzflächen, auch wenn Müllvorkommen stellenweise vor allem in räumlicher Nähe zu Straßen zu finden waren. Eine besondere Bedeutung von Verkehrswegen für das Vorkommen und die Ausbreitung von Neophyten wurde auf Ebene der Biotoptypen nicht bestätigt.
Die Vegetationsaufnahmen zeigten entsprechend der naturräumlichen Ausstattung ein weites Spektrum an Vegetationseinheiten sowohl trockener, frischer als auch feuchter Ausprägungen. Aufgrund der Beimischung ruderaler Arten waren die Artenzahlen auf Verkehrsnebenflächen tendenziell höher als auf Flächen außerhalb davon. Regional seltene Arten wurden im Berliner Projektgebiet v.a. auf Magerrasen außerhalb von Verkehrsnebenflächen beobachtet. Auf Verkehrsnebenflächen kamen diese Arten v.a. in intensiv gepflegten Bereichen vor, was auf den Nährstoffentzug oder auf besondere Standorteigenschaften zurückgeführt werden kann. Extensiv gepflegte Bereiche zeigten eine größere Vielfalt an Vegetationstypen als intensiv gepflegte.
Neophyten fanden sich vor allem auf frischen Standorten, wo schnellwüchsige Arten gute Bedingungen vorfinden. Während neophytische Gehölze, wie Eschen-Ahorn und Robinie, häufiger auf Verkehrsnebenflächen vorkamen, zeigten andere Arten, wie die Goldrute, höhere Deckungen auf Flächen außerhalb. Diese Beobachtungen unterstreichen, dass lokale Standortbedingungen und Pflege artspezifisch das Vorkommen von Neophyten beeinflussen. Entsprechend besaßen Magerwiesen höhere Anteile Neophyten im intensiv gepflegten Bereich, Goldruten zeigten im extensiv gepflegten Bereich höhere Deckungen.
Bei den faunistischen Untersuchungen stachen die Wasserstraßen mit anderen Artengemeinschaften und höheren Artenzahlen v.a. bei Vögeln und Laufkäfern hervor. Ursächlich ist vermutlich die besondere Lebensraumqualität durch die Lage der Untersuchungsflächen an der Havel mit begleitenden Feuchtlebensräumen. Die Artengemeinschaften der Vögel, Spinnen- und Laufkäfer an Schienen und Straßen ähnelten sich dagegen. Es überwogen Arten mit generalistischen Lebensraumansprüchen. Die Verkehrswege hoben sich im Vergleich zu entsprechenden Referenzflächen nicht durch reduzierte Artenzahlen oder Abundanzen ab. Nur bei einzelnen Vogelarten zeichneten sich an stark befahrenen Straßen reduzierte Revierdichten ab. Die Zauneidechse profitierte dagegen von den Nebenflächen an Schiene und Straße.
Zusammenfassend geben die Ergebnisse der vorliegenden Studie keine Hinweise darauf, dass Verkehrsnebenflächen nicht ökologisch entwickelt werden sollten. Es konnten keine Belege für eine generell höhere oder reduzierte Diversität der untersuchten Artgruppen erbracht werden. Einzelarten können aber von verkehrlichen Wirkungen sowohl positiv als auch negativ beeinflusst werden. Dies gilt auch für einzelne Neophytenarten, aber nicht für Neophyten im Allgemeinen. In der Zusammenschau mit anderen Studien wurde deutlich, dass das Potenzial von Verkehrsnebenflächen für die Biodiversität stark davon beeinflusst ist, wie deutlich ihre standörtlichen Eigenschaften und Biotopausstattung von denen der Umgebung abweichen. V.a. wenn die an Verkehrswegen vorkommenden Lebensräume in der umgebenden Landschaft rar sind, können Verkehrsnebenflächen einen hohen Beitrag leisten.
Erfassung der Lang-Lkw im Grenzbereich zu den Niederlanden und der Bundesrepublik Deutschland
(2025)
Lang-Lkw stellen mit einer Länge von bis zu 25,25 m besonders lange Fahrzeuge im Straßenverkehr dar. Aufgrund ihrer Größe unterliegt deren Nutzung höheren Auflagen als die Verwendung üblicher Lkw. Dies hat zur Folge, dass Lang-Lkw in der EU für gewöhnlich nicht über Landesgrenzen fahren dürfen. Durch ein Abkommen zwischen den Niederlanden und der Bundesrepublik Deutschland konnte dies für diese beiden Länder ermöglicht werden. Im vorliegenden Forschungsprojekt ist erstmalig der grenzüberschreitende Verkehr der Lang-Lkw zwischen den beiden Ländern untersucht worden. Hierfür fiel die Wahl auf neun Standorte an deutschen Bundesautobahnen und –fernstraßen. Die Ermittlung der Fahrzeuge fand mangels automatischer Erfassungsgeräte für Lang-Lkw anhand der Auswertung von angefertigtem Bildmaterial statt. Anhand der Kennzeichenfarbe konnten für die Lang-Lkw Fahrten am Tag Rückschlüsse auf die Nationalität der Fahrzeuge getroffen werden. Hier hat sich gezeigt, dass mehr niederländische Fahrzeuge beobachtet werden konnten, als deutsche. Ebenso konnte durch eine Typenzuordnung gezeigt werden, dass der Typ 3 Lang-Lkw der dominierende Fahrzeugtyp ist. Zur Unterstützung kamen Seitenradargeräte zum Einsatz, die eine Längenmessung der Fahrzeuge ermöglicht haben. Gleichzeitig konnte die aktuelle Entwicklung der Seitenradarerfassung genutzt werden, um die automatische Erfassung der Lang-Lkw anhand des Projekts voran zu treiben. Für alle neun Standorte fand eine Erfassung der Lang-Lkw, getrennt in beide Fahrtrichtungen, statt. Der Erhebungszeitraum hat jeweils eine Woche über die vollständigen 24 Stunden eines Tages betragen. Zur Überprüfung der Ergebnisse ist diese stichprobenartige Erhebung an allen Standorten in einer zweiten, von der ersten Erhebungswoche unabhängigen, Woche erneut durchgeführt worden.
Es konnte gezeigt werden, dass das Angebot der grenzüberschreitenden Lang-Lkw Nutzung genutzt wird. Die Verkehrsmengen sind jedoch sehr gering und variieren stark an den unterschiedlichen Grenzbereichen. Die wiederholende Erhebung der Standorte konnten die geringen Verkehrsmengen der einzelnen Standorte bestätigen. Die zusätzliche Längenmessung hat gezeigt, dass Lang-Lkw vermehrt ab einer Länge von 24 m genutzt werden. Ebenso konnte gezeigt werden, dass die Abstimmung des zugelassenen Straßennetzes noch weiterer Feinheiten bedarf, da ein Grenzbereich nur von der deutschen Seite befahren werden darf und somit die Fahrt theoretisch an der Grenze beendet werden müsste.
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.
Maintenance for road bridges in Germany is characterized by a reactive approach; interventions are only carried out when damage is visible on the surface. In the future, predictive life cycle management with the help of digital twins should increase availability, safety, and sustainability. Fiber optic sensors may serve as a useful tool for advancing along this path.
The potentials and challenges were compiled through literature research, consolidation of work by the Federal Highway and Transport Research Institute, and an exchange with those responsible for the structure.
As a result, three areas of application for fiber optic sensors were identified: Impact monitoring, monitoring of damage and calculative deficits and non-event-related use throughout the entire life cycle of road bridges to derive relevant maintenance parameters. For the last area of application, there is potential for reference measurements after construction and the continuous collection of characteristic values to determine the condition of the structure.
The conclusion is that the existing potential of fiber optic sensors has not yet been sufficiently exploited by those responsible for the structures, and that research questions regarding the durability of the sensor technology and standardized application, among other things, need to be clarified.
Brücken sind grundsätzlich baulich so auszubilden, dass die Prüfung und Überwachung nach DIN 1076 sowie die erforderliche Erhaltung jederzeit sicher, einfach, handnah und wirtschaftlich durchgeführt werden kann. Konstruktionen sind so auszubilden, dass ein leichter Zugang zu den einzelnen Bauteilen gegeben ist. Kleinere (luft-)dicht verschweißte Hohlkästen erfüllen diesen Grundsatz nicht, da der Zustand der inneren Bauteile nicht ohne weiteres überprüft werden kann. Dicht verschweißte, nicht prüfbare Hohlkästen kommen bei Bogenbrücken, Verkehrszeichenbrücken, Rohrfachwerken und zunehmend auch als Verbundfertigteilträger als tragende Elemente für Überführungsbauwerke zum Einsatz. Ihr Vorteil liegt in der günstigen Herstellungsweise, da die Vorfertigung im Werk erfolgen kann und im Inneren kein (voller) Korrosionsschutz aufzubringen und zu erneuern ist sowie auf eine Ausstattung zur Bauwerksprüfung (Besichtigungsstege, Beleuchtung etc.) hinsichtlich Ihrer Dauerhaftigkeit verzichtet wird. Auf der anderen Seite sind vereinzelt Schäden im Inneren durch das Eindringen von Wasser bekannt, sei es durch Korrosionsschäden oder Mikrorisse aufgrund dynamischer und thermischer Beanspruchung.
Im Rahmen des Projekts wurden Untersuchungen an Brücken mit dichtgeschweißten und nicht begehbaren Hohlkästen im Bereich der Bundesfernstraßen durchgeführt, um eine ganzheitliche Betrachtung dieser Bauweise auch unter den Aspekten des Korrosionsschutzes, der (nachträglichen) Schweißarbeiten , der Instandsetzung im Schadensfall (z. B. Anfahrschäden) sowie der Resilienz gegenüber zukünftigen Verkehrsbelastungen zu erhalten.
Ziel ist es, Sicherheit über eine Bauweise zu erlangen, die insbesondere in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen hat und entsprechend im Netz der Bundesfernstraßen als tragendes Element zum Einsatz kommt.
Die im vorliegenden Bericht zusammengefassten Erfahrungen mit der Bauweise der dichtgeschweißten und nicht begehbaren Hohlkästen und die Ergebnisse der Vor-Ort-Untersuchungen an 7 Bauwerken lassen einen grundsätzlich positiven Befund zu. Ferner ist festzuhalten, dass sowohl die technischen, als auch die volkswirtschaftlichen Vorteile dieser Bauweise den entscheidenden Nachteil der zum größten Teil fehlenden Zugangsmöglichkeit der Hohlkästen überwiegen. Dies ist vor allem darin begründet, dass die Erfahrungen aus der Anwendung der Bauweise den Rückschluss zu lassen, dass keine Schädigung des Innenbereichs zu erwarten ist, wenn die Ausführung und Qualitätssicherung fachgerecht erfolgten. Somit lässt sich die Anwendungssicherheit maßgebend durch die Fokussierung auf die Qualitätssicherung des Fertigungsprozesses erhöhen.
Mit der Technologie der Teleoperation kann ein Fahrzeug aus der Ferne, d.h. von außerhalb des Fahrzeugs, unterstützt und gesteuert werden. Auf diese Weise kann z.B. autonomen Fahrzeugen in Situationen assistiert werden, in denen sie nicht selbständig agieren können. Daneben bilden telegefahrene Taxis oder Car-Sharing Fahrzeuge weitere beispielhafte Anwendungsgebiete dieser Art der Fahrzeugsteuerung.
Bei der Teleoperation werden Informationen zum Fahrzeugzustand und -umfeld wie z.B. Sensordaten und Videobilder, vom Fahrzeug an ein Kontrollzentrum übertragen. Dort werden die Daten einer menschlichen teleoperierenden Person zur Verfügung gestellt, die Unterstützungs- bzw. Steuerbefehle erzeugt. Diese werden dann zur Ausführung an das Fahrzeug zurückgesendet. Bei der Teleoperation von Fahrzeugen wird zwischen Telefahren und Teleassistenz unterschieden. Beim Telefahren führt die teleoperierende Person die Längs- und Querregelung direkt aus, indem sie von einem Leitstand aus anhand der aus dem Fahrzeug übertragenen Informationen die Fahrgeschwindigkeit regelt und das Lenken übernimmt. Bei der Teleassistenz unterstützt die teleoperierende Person das automatisierte Fahrsystem, indem z.B. Wegpunkte vorgegeben, Trajektorien ausgewählt oder Sensorinformationen interpretiert werden und das Fahrzeug anschließend selbstständig weiterfährt.
Die Aufgaben einer teleoperierenden Person unterscheiden sich von der manuellen Steuerung durch eine im Fahrzeug befindliche Person. Entsprechend sind auch die Anforderungen an die teleoperierende Person nicht die gleichen wie an die fahrzeugführende Person, die sich direkt im Fahrzeug befindet. Die größten Herausforderungen bei der Teleoperation von Fahrzeugen liegen in den im Rahmen der Datenübertragung entstehenden Latenzen und der Notwendigkeit eines ausreichenden Situationsbewusstseins bei der teleoperierenden Person. Auch muss sichergestellt werden, dass der Workload während der teleoperierten Steuerung eines Fahrzeugs einen vertretbaren Rahmen nicht überschreitet und die resultierende Fahrperformanz mit der der manuellen Fahrzeugführung vergleichbar ist.
Wie ein geeigneter Leitstand bzw. Arbeitsplatz für das Telefahren und die Teleassistenz aussehen sollte, um den genannten Herausforderungen zu begegnen, steht im Mittelpunkt dieses Forschungsberichts. Ziel ist zum einen die Ableitung begründeter Mindestanforderungen an die Gestaltung von Teleoperatorarbeitsplätzen, die für das Telefahren und die Teleassistenz eingesetzt werden, und zum anderen die Spezifikation von Anforderungen an experimentelle Leitstände, die als Forschungswerkzeug zur Beantwortung offener Forschungsfragen eingesetzt werden.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird eine umfassende Literaturanalyse zum Stand der Forschung bzgl. der Mensch-Maschine-Interaktion bei der Teleoperation von Fahrzeugen durchgeführt. Anschließend werden bestehende Teleoperatorarbeitsplätze bzw. Leitstände vorgestellt und Kategorien von Teilsystemen abgeleitet, die für die Spezifikation der Anforderungen relevant sind. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Ableitung von empirisch begründeten Mindestanforderungen an die Gestaltung von Teleoperatorarbeitsplätzen aufgrund des Forschungsstands nicht bzw. nur teilweise möglich ist. Um dennoch Mindestanforderungen abzuleiten, werden neben der empirischen Evidenz auch Anforderungen auf Basis von bewährten Vorgehensweisen in der Praxis (Stand der Technik) und der aktuellen Rechtslage (z.B. zur Typgenehmigung von Fahrzeugen, zur Arbeitsplatzgestaltung) abgeleitet.
Die resultierenden Mindestanforderungen an die Gestaltung von Teleoperatorarbeitsplätzen werden im Hinblick auf die Bereiche Sichtdarstellung (z.B. 180° horizontaler Frontsichtbereich, Darstellung der Egofahrtrajektorie), räumliche Gestaltung, akustische Darstellung der Fahrsituation, Leitstand inkl. Bedienelemente, Unterstützungssysteme (z.B. Auslösung Minimal Risk Maneuver, Spurhalteassistenz), grafische Benutzeroberfläche (z.B. Informationen zu Fahrt und Fahrzeugzustand), Überwachung der Teleoperation (z.B. Datenaufzeichnung, Aufmerksamkeitserkennung, Incident Management), Kommunikationsverbindung (z.B. Latenz < 300 ms, Kommunikationsmöglichkeit mit anderen Personen) und Abnahme des Teleoperatorarbeitsplatzes (z.B. Verträglichkeit, Fahrsicherheit) dargestellt.
Basierend auf den spezifizierten Anforderungen an einen experimentellen Leitstand wird ein konkretes technisches Konzept für einen prototypischen Leitstand ausgearbeitet. Dieses wird anschließend in einen Leitstand umgesetzt, der die teleoperierte Steuerung eines virtuellen Fahrzeugs in der Fahrsimulation ermöglicht. Mit Hilfe dieses flexiblen und erweiterungsfähigen Demonstrators können eine Reihe von Forschungsfragen beantwortet werden, die für eine zukünftige sichere, effiziente und akzeptierte teleoperierte Fahrzeugführung zentral sind. Basierend auf den Ergebnissen zukünftiger Forschungsarbeiten zur Mensch-Maschine-Interaktion am Teleoperatorarbeitsplatz sind die in diesem Bericht dargestellten Anforderungen iterativ anzupassen. Ähnliches gilt bei technischen Entwicklungen, die die teleoperierte Fahrzeugführung signifikant verändern.
Im Zuge des Forschungsvorhabens wurden knapp 30 Anprallprüfungen an verschiedene Fahrzeug-Rückhaltesysteme ausgewertet, um tiefere Erkenntnisse über den Anprallvorgang zu erlangen und so ein robustes Lastmodell zu entwickeln, das diesen Einwirkungen bestmöglich entspricht. Die Auswertung ergab einerseits, dass es zielführend ist die Messergebnisse mit einem Tiefpassfilter zu prozessieren, um den Einfluss der Eigenschwingungen des Prüfstands zu reduzieren. Bei einer Grenzfrequenz von etwa 10 Hz lässt sich hierbei ein großer Anteil der beim realen Bauwerk nicht vorhandenen Eigenschwingungen herausfiltern. Bei größeren Frequenzen würden sich zudem Dehnraten ergeben, die den Ansatz von Vergrößerungsfaktoren für die Festigkeit von Beton und Bewehrung gerechtfertigten würden. Eine probabilistische Analyse der Randbedingungen bei den Anprallprüfungen ergab, dass diese im Vergleich zu den realen Abkommensunfällen mit ca. 90% Wahrscheinlichkeit größere Horizontalbeanspruchungen bewirken. Es wurde zudem aufgezeigt, wie mittels Anpassungsfaktoren auch ein anderes Sicherheitsniveau erreicht werden kann, sofern dies erwünscht ist. Bei den Vertikalkräften zeigte sich, dass die bei den Anprallprüfungen für die Aufhaltestufen H1 und H2 eingesetzten, verhältnismäßig leichten LKW hingegen nicht als repräsentativ für den realen Verkehr erachtet werden können. Deshalb ist es sinnvoll die Messwerte zu korrigieren. Im Vorhaben wurden drei Einwirkungsmodelle für Anprallasten miteinander verglichen: eine konzentrierte Last, ein Tandem-System und gleichmäßig verteilte Lasten. Vergleichsrechnungen ergaben, dass die konzentrierte Last und das Tandem-System eine konservativere Lastverteilung ergeben, als in den Versuchen gemessen wurde. Insgesamt entsprach die gleichmäßig verteilte Last am besten den Messergebnissen. Die Anprallprüfungen wurden ausgewertet, um das Einwirkungsmodell so zu kalibrieren, dass es sowohl für 4 m als auch für 12 m die Messwerte stets überschreitet. Zusätzlich wurde sichergestellt, dass im Falle der Horizontalkraft die resultierenden Schnittgrößen aus der gleichmäßig verteilten Last mindestens so groß sind, wie beim Aufbringen der maximalen Einwirkung in einem 4 m Block als konzentrierte Last. In einer Wirtschaftlichkeitsuntersuchung wurde geprüft, inwiefern die außergewöhnlichen Einwirkungen aus Anprall maßgebend für die Auslegung der Bauteile werden können. Bei dem Ansatz der Anprallkräfte als konzentrierte Last ist dies häufig der Fall. Bei der gleichmäßig verteilten Last bzw. dem Tandem-System zeichnet sich eher ab, dass in den meisten Fällen die Bewehrung im Bauteil unverändert bleiben würde. Basierend auf den Erkenntnissen aus dem Forschungsvorhaben scheint das in der nächsten Ausgabe der Eurocodes enthaltene Einwirkungsmodell mit einer gleichmäßig verteilten Horizontallast über 4 m Länge mit den Messergebnissen aus den Anprallprüfungen in Einklang zu sein. Die Kalibrierung ergab, dass eine Horizontalkraft von insgesamt 700 kN eine robuste Bemessung sicherstellt, die für alle geprüften Fahrzeug-Rückhaltesysteme die geforderte Sicherheit bietet. Zugleich ergab eine Wirtschaftlichkeitsberechnung, dass aufgrund der günstigeren Lastverteilung diese außergewöhnliche Einwirkungskombination voraussichtlich nicht maßgebend wird gegenüber anderen Grenzzuständen wie beispielsweise der Gebrauchstauglichkeit. Vor diesem Hintergrund ist es fraglich, ob es erforderlich ist mehrere Horizontalkraftklassen zu bilden, basierend auf den Auswertungen kann dies jedoch in beliebiger Anzahl erfolgen. Hinsichtlich der Vertikallast, die begleitend zum Anprall zu berücksichtigten ist, ist eine deutliche Erhöhung bezogen auf den Grundwert im Eurocode erforderlich, insbesondere, wenn die Vertikallast ebenfalls als gleichmäßig verteilte Last angesetzt wird. Bei einer gleichmäßig verteilten Last wird ein Wert von 450 kN empfohlen.
Der Anteil der ab 65-Jährigen an allen im Straßenverkehr mit dem Fahrrad Verunglückten betrug 16,1 % im Jahr 2022. Der entsprechende Anteil getöteter Radfahrer lag mit 56,4 % wesentlich höher. Damit ist diese Altersgruppe, deren Bevölkerungsanteil 21,1 % beträgt, in der amtlichen Unfallstatistik zu den getöteten Radfahrern deutlich überrepräsentiert. Die fortschreitende demografische Entwicklung und gesamtgesellschaftliche Trends werden zu einer häufigeren Nutzung des Fahrrads in dieser Zielgruppe beitragen. Im Zuge dieser Entwicklung besteht die wichtige Aufgabe, die Verkehrssicherheit von Rad fahrenden Seniorinnen und Senioren zu erhalten und zu verbessern. Das betrifft auch diejenigen Älteren, die ein Fahrrad mit Elektroantrieb nutzen. Die vorliegende SENIORRIDE-Studie untersucht die psychologischen Aspekte des Radfahrens älterer Menschen. Sie orientiert sich inhaltlich und methodisch an den beiden BASt-Vorgängerstudien SENIORLIFE und SENIORWALK, die die älteren Autofahrer und die älteren Fußgänger zum Thema hatten. Grundlegend für die SENIORRIDE-Studie ist eine Repräsentativbefragung (N = 2.031) in der Zielgruppe der ab 65-Jährigen. Zielsetzung dieser Studie ist es, theoriegeleitet die Zusammenhänge zwischen den unterschiedlichen Personenmerkmalen und dem Fahrradfahren detailliert zu untersuchen. Neben einer Darstellung deskriptiver Ergebnisse erfolgt eine detaillierte Beschreibung von sieben identifizierten Radfahrertypen. In dieser Beschreibung gehen neben der Einstellung zum Radfahren auch soziodemografische Merkmale sowie verkehrsbezogene (z. B. Radfahrgewohnheit) und verkehrssicherheitsrelevante Merkmale (z. B. Handlungskompetenzerwartung) ein. Die sieben Radfahrertypen unterscheiden sich signifikant im Hinblick auf eine Reihe dieser Merkmale, jedoch nicht in der Unfallbeteiligung als Radfahrende. Die Relevanz der theoretischen Modelle zur Erklärung des gewohnheitsmäßigen Radfahrens, des zukünftigen Radfahrens, der Unfallbeteiligung und der Häufigkeit berichteter Verstöße wurde im Rahmen von Pfadanalysen bestätigt. Die Ergebnisse bestätigen auch die Bildung von Radfahrertypen über die Einstellung zum Radfahren. Das zukünftige Radfahren wird am besten durch die Gewohnheit des Radfahrens vorhergesagt und durch die Einstellung zum Radfahren. Den stärksten Einfluss auf das gewohnheitsmäßige Radfahren hat die Einstellung zum Radfahren. Relevante Einflussfaktoren auf die Gewohnheit des Radfahrens und auf das zukünftige Radfahren sind außerdem die Einschätzung der Gesundheit und die Wahrnehmung von Leistungsdefiziten. Den stärksten Einfluss auf das schnelle Radfahren hat die Erwartung der Radfahrer, sicher Radfahren zu können. Das Begehen von Verstößen wird am besten durch die Erwartung, sicher Radfahren zu können, sowie durch die Gewohnheit, schnell zu fahren, erklärt. Basierend auf den Ergebnissen werden Maßnahmen für ältere Radfahrer und Radfahrerinnen insgesamt oder auch für bestimmte Radfahrertypen im Hinblick auf eine Verbesserung der Sicherheit sowie auf eine Anpassung der persönlichen Mobilitätsstrategie empfohlen, die sich im Wesentlichen auf eine gezielte Sicherheitskommunikation beziehen. Darüber hinaus ergeben sich aus den vorliegenden Ergebnissen auch Hinweise für weitere Maßnahmen, mit denen die Sicherheit und Attraktivität des Radfahrens von Seniorinnen und Senioren erhöht werden könnte.
Das Verfahren in Kapitel S7 des Handbuchs für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS) von 2015 zur Bewertung der geschwindigkeitsbezogenen Angebotsqualität im Öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) weist Unzulänglichkeiten auf, die zu einer geringen Akzeptanz in der Praxis führen. Gründe sind beispielsweise:
• Streckencharakteristika wie Kurven und Steigungen werden nicht berücksichtigt.
• Ausschluss der Anwendung bei verkehrsabhängig gesteuerten Lichtsignalanlagen.
• Mangelnde Eignung für die in der Praxis häufig gewünschte Qualitätssicherung im Bestand.
Das Forschungsprojekt zielte auf eine Verbesserung des Regelwerks ab, die den Unzulänglichkeiten abhilft und zu einer breiteren Akzeptanz führen soll. Für eine Mängelanalyse des bisherigen Verfahrens wurden Erfahrungen und Anforderungen aus der Praxis der Verkehrsunternehmen und Kommunen in einem Expertenworkshop erhoben. Parallel wurden beispielhaft räumlich und zeitlich detaillierte Messungen von Fahrzeiten und Verlustzeiten verschiedener Art im ÖPNV durchgeführt und ausgewertet. Daraus wurden Ansätze für Verbesserungen des Kapitels S7 abgeleitet, mit Fachleuten aus der Praxis diskutiert und multikriteriell bewertet. Als Ergebnis des Projekts wurde ein konkreter Formulierungsvorschlag für die Überarbeitung des Kapitels S7 vorgelegt. Die Verbesserungsvorschläge beinhalten i. W. folgende Punkte:
• Differenzierung der Anwendungsfälle „Planung neuer/umzubauender Anlagen“, „Planung neuer Linien auf bestehenden Anlagen“, „Qualitätssicherung im Bestand“.
• Definition der Abschnitte anhand der Haltestellen.
• Detailliertere Berücksichtigung der Streckencharakteristika, die sich auf die erreichbare Geschwindigkeit auswirken.
• Anpassung der Richtwerte für die Beschleunigung und die Haltestellenaufenthaltszeit aufgrund der Messergebnisse.
• Beseitigung des Anwendungsausschlusses für verkehrsabhängige Steuerungen von Lichtsignalanlagen.
• Spezifikation von Anforderungen an die Detaillierung und Qualität von Messdaten.
Die ursprünglich geplante Thematik des Forschungsvorhabens, die im Titel zum Ausdruck kommt, wurde bereits bei der Erarbeitung der Aufgabenstellung modifiziert.
In der Untersuchung wurden der Verkehrsablauf und die Verkehrssicherheit von Verflechtungsstrecken zwischen Knotenpunkten an Autobahnen empirisch analysiert. Grundlage der Analysen bildeten Daten von Dauerzählstellen, Floating Car Data und Fahrzeugtrajektorien aus drohnenbasierten Videoerhebungen sowie Unfalldaten von Verflechtungsstrecken mit unterschiedlichen baulichen und verkehrstechnischen Randbedingungen.
Im Ergebnis der Analyse des Verkehrsablaufs zeigte sich, dass Verflechtungsstrecken eine hohe Kapazität aufweisen. Dabei konnte ein Einfluss der Verflechtungslänge auf die Kapazität für dreistreifige Verflechtungsstrecken vom Typ V 1 ermittelt werden. Anhand der Ergebnisse der Verkehrserhebungen wurde festgestellt, dass ein- und ausfahrende Fahrzeuge die zur Verfügung stehende Verflechtungslänge für den notwendigen Fahrstreifenwechsel grundsätzlich ausnutzen. Jedoch wird der notwendige Fahrstreifenwechsel – unabhängig von der Verflechtungslänge – größtenteils bereits bis 200 m vor dem Ende der Blockmarkierung durchgeführt.
Im Rahmen der Verkehrssicherheitsanalyse wurden Unfallkenngrößen und Verteilungen von Unfallmerkmalen ermittelt. Im Vergleich zu den Unfallkenngrößen des gesamten Bundesautobahnnetzes weisen Verflechtungsstrecken zwischen Knotenpunkten eine durchschnittliche Unfallhäufigkeit auf und sind somit hinsichtlich der Verkehrssicherheit unauffällig. Ähnliche Ergebnisse lieferten Gegenüberstellungen zu Literaturwerten für freie Strecken von Autobahnen sowie zu Einfahrten und Ausfahrten mit Fahrstreifenaddition bzw. -subtraktion. Die Untersuchung von entwurfstechnischen und verkehrlichen Einflussgrößen auf die Verkehrssicherheit der Verflechtungsstrecken zeigte, dass symmetrische Verflechtungsstrecken signifikant sicherer als asymmetrische Verflechtungsstrecken sind. Für Verflechtungsstrecken des Typs V 1 wurden Unterschiede der Unfallmerkmale zwischen zweistreifigen und dreistreifigen Hauptfahrbahnen festgestellt. Während auf Verflechtungsstrecken an dreistreifigen Hauptfahrbahnen deutlich mehr Auffahrunfälle durch Fahrstreifenwechsel auftraten, ereigneten sich an zweistreifigen Hauptfahrbahnen mehr Auffahrunfälle auf einen Stau.
Aus den Erkenntnissen zum Verkehrsablauf und zum Unfallgeschehen wurden ein Kapazitätsmodell für Verflechtungsstrecken des Typs V 1 entwickelt sowie Empfehlungen für die Entwurfsgestaltung und die verkehrstechnische Bemessung von Verflechtungsstrecken abgeleitet.
Das Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS 2015) enthält ein umfangreiches Berechnungsverfahren zur Bewertung der Verkehrsqualität an Knotenpunkten mit Lichtsignalanlage (LSA). Die praktische Anwendung des Verfahrens zeigte in den vergangenen Jahren, dass einige Teilkomponenten des Verfahrens die Randbedingungen des aktuellen Verkehrsablaufs nicht mehr ausreichend genau berücksichtigen und relevante Fahrstreifenkonstellationen nicht unmittelbar betrachtet werden können. Daher wurden in der Untersuchung eine Neukalibrierung und Erweiterung der bestehenden Modelle durchgeführt sowie Hinweise für eine HBS-konforme Simulation mit der Software PTV Vissim als alternatives Verfahren zur Ermittlung der Qualität des Verkehrsablauf erarbeitet.
Grundlage der Untersuchung bildeten umfangreiche empirische Analysen des Verkehrsablaufs an Knotenpunkten mit LSA. Dabei wurden Sättigungsverkehrsstärken für verschiedene Randbedingungen gemessen, der Einfluss des querenden Fuß- und Radverkehrs auf bedingt verträglich geführte Abbiegeströme anhand der Belegungszeit erhoben, der Verkehrsablauf an Zufahrten mit mindestens einem zusätzlichen kurzen Aufstellstreifen beobachtet sowie Fahrtzeiten an verkehrsabhängig gesteuerten LSA erfasst. Die Datengrundlage wurde teilweise durch mikroskopische Verkehrsflusssimulationen erweitert.
Im Ergebnis der Analysen konnte die Sättigungsverkehrsstärke von 2000 Kfz/h im Pkw-Verkehr ohne weitere Einflüsse bestätigt werden. Es zeigte sich jedoch, dass die Einflüsse des Schwerverkehrs, der Steigung und des Abbiegeradius weniger stark ausgeprägt sind als im HBS 2015 angenommen. Zudem wurde die zulässige Höchstgeschwindigkeit für die Sättigungsverkehrsstärke als eine weitere maßgebende Einflussgröße ermittelt, wobei geringere Geschwindigkeiten zu geringeren Sättigungsverkehrsstärken führen. Die Verwendung eines Zeitzuschlags von einer Sekunde zur Ermittlung der effektiven Freigabezeit konnte näherungsweise bestätigt werden. Bei den Erhebungen an Fußgänger- und Radfurten konnte beobachtet werden, dass die im HBS 2015 angegebene Berechnungsfunktion die Belegungszeiten aufgrund der Nichtberücksichtigung relevanter Randbedingungen wie der Furtgeometrie, der Furtsignalisierung (simultan oder progressiv), der Freigabezeit und der Umlaufzeit nicht ausreichend genau beschreibt und tendenziell unterschätzt. Es wurde ein neues Modell auf der Grundlage der Zeitlückentheorie abgeleitet, welches diese Parameter unmittelbar als Eingangsgrößen verwendet und die Belegungszeit damit deutlich genauer schätzen kann. Die Analyse von Zufahrten mit zusätzlichem kurzem Aufstellstreifen zeigte, dass das aktuell im HBS 2015 verwendete Berechnungsmodell die Kapazität sehr gut beschreibt und auch auf Zufahrten mit zwei oder drei durchgehenden Fahrstreifen erweitert werden kann. Zusätzlich wurden unterschiedliche Modellvereinfachungen erarbeitet. Bei der Analyse einfacher verkehrsabhängiger Steuerungen mit einer Grundstellung in einer Dauergrünphase der Hauptrichtung oder einer Alles-Rot-Phase zeigte sich kein Anpassungsbedarf der Kriterien für die Bewertung der Verkehrsqualität. Die Bewertung eines Festzeitprogramms mit mittleren Freigabe- und Sperrzeiten stellt für diese Schaltungen eine akzeptable Näherung dar.
Für die HBS-konforme mikroskopische Verkehrsflusssimulation wurden in der Untersuchung Anwendungshinweise und Parametereinstellungen für das Programm PTV Vissim abgeleitet, die auch die neuen empirischen Erkenntnisse berücksichtigen. Dabei zeigte sich, dass unter Standardeinstellungen deutliche Unterschiede der Simulation zum analytischen Verfahren des HBS 2015 vorhanden sind und damit eine direkte Vergleichbarkeit der Ergebnisse nur eingeschränkt gegeben ist. Die sachgerechte Berücksichtigung der Instationarität in der Simulation im Sinne des HBS wurde ebenfalls analysiert. Durch die erarbeiteten Anwendungshinweise und Parametereinstellungen können diese Unterschiede minimiert werden.
