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Neue Prüfverfahren und -parameter: Übertragung des Bewertungshintergrundes des Verformungswiderstandes von Walzasphalt für die vertragliche Anwendung von Performance-Anforderungen
Full text linkEine 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.An update to the technical test specification for the cyclic compression test (DSV) in 2018 aims to provide more differentiated statements on resistance to permanent deformation. In future, drill cores from roller-compacted asphalt test slabs or from roller-compacted asphalt layers of roads are to be taken and examined instead of MPK, as Marshall test specimens are not comparable with an asphalt layer compacted in practice due to the type of compaction (percussive compaction). In addition, as part of the revision of the technical regulations (TL Asphalt-StB and ZTV Asphalt-StB), the uniaxial cyclic compression test (DSV) in accordance with TP Asphalt-StB, Part 25 B1 will be used in future to describe the resistance to permanent deformation. To date, there is no scientifically validated assessment background for this, which is why it is necessary to validate the resistance to permanent deformation in terms of testing technology. Another frequently discussed technical testing aspect is the question of considering a defined transverse strain restraint, which exists in practice. The uniaxial cyclic compression test does not take transverse strain restraint into account; the TP Asphalt-StB, Part 25 A2 offers a possibility for laboratory testing with transverse strain restraint. In this research project, a variant with an increased lateral support effect was also investigated by placing a solid metal ring around the outer surface of the cylindrical test specimen. For the evaluation of the deformation behavior of mastic asphalt according to TP Asphalt-StB Part 25 A1, there is already a proposal for an evaluation background, which is critically reviewed and, if necessary, changed with the investigations carried out. A total of 45 different asphalt mix variants were produced and tested in the laboratory. In addition, data was collected from external asphalt mix producers to include existing results in the evaluation. To validate the asphalt concepts produced in the laboratory, ten practical sections were selected and drill cores were taken. Dynamic punch penetration tests were carried out on all rolled asphalt variants in accordance with TP Asphalt-StB, Part 25 A2 and on the mastic asphalts in accordance with TP Asphalt-StB, Part 25 A1 and uniaxial compression-swell tests on the drill core in accordance with TP Asphalt-StB, Part 25 B1 for all rolled asphalts. In addition, uniaxial compression-swelling tests on the MPK and punch penetration tests with transverse strain restraint were carried out on selected variants. In the first step, the data was statistically evaluated to identify and exclude any outliers. The basis for the statistical evaluation of the deformation results was formed by box-whisker plots and the implementation of descriptive statistics, which were presented in tabular form. The analyses were carried out both for the results of the test specimens produced in the laboratory and the externally collected data. The evaluation of the strain rates made it possible to determine initial target values for various loads, but these are based on a small database, which makes further investigations necessary. The investigations into the dynamic punch penetration test with and without a support ring did not produce any significant differences in the results, which indicates that the support ring has no influence. The existing empirical background for the dynamic stamp penetration depths of mastic asphalt could be partially confirmed. Investigations with modified test boundary conditions for high deformation-effective loads provided initial insights into how different compositions behave at elevated temperatures and extended load duration. It was found that variants with different grading curves exhibited different resistance to permanent deformations, with those based on the upper grading curve showing a higher resistance than those based on the lower curve. At a test temperature of 65 °C, progressive volume-dilatant microstructural destruction was observed in all samples
Zügige und sichere Führung des Radverkehrs an Knotenpunkten – Neue Forschungsergebnisse und künftiges Regelwerk
No full textDer 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
Effects of the requirements of the BBQ concept (concrete construction quality classes) for civil engineering structures according to ZTV-ING
Full text linkDie 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.Experience with the application of the currently valid set of rules for concrete production (DIN Technical Report 100) and construction shows that changes and additions are necessary to ensure the required concrete construction quality (BBQ) against the background of changing technical, legal and political boundary conditions.
With the amended version of DIN 1045:2023-08, the introduction of concrete construction quality classes (BBQ concept) implements a new concept with regard to the comprehensive and consistent definition of component-specific requirements for planning, building materials, execution and quality assurance.
With the help of the BBQ classes, technical requirement levels are defined on the one hand and, on the other hand, the necessary need for coordination between the areas of planning, concrete (production) and construction is determined by requiring specialist concrete discussions, a concrete construction concept in the planning and execution phase and the involvement of an expert, depending on the complexity of a construction task.
The BBQ concept and the associated communication requirements represent the most significant change in DIN 1045:2023, in addition to a large number of technical changes.
The new standard introduces technical changes in concrete production and execution that are due to experience with the previous regulations, construction practice and/or adaptation to the state of the art. These have not yet been included in ZTV-ING.
With regard to quality assurance, ZTV-ING Part 1 contains extensive regulations relating to monitoring and technical processing, in particular the designation of responsible persons and responsibilities as well as individual measures, e.g. the requirement for a concreting plan. These are not identical to the detailed requirements of DIN 1045-1000:2023-08.
According to DIN 1045-1000:2023-08, structures in the regulated area of transport carriers generally fall into the concrete construction quality class BBQ-S. In concrete construction quality class BBQ-S, regulations deviating from DIN 1045 can be made and contractually agreed. This means that it is generally possible to override the required measures - construction progress meetings, concrete construction concept, involvement of an expert - or to adapt them to the requirements of ZTV-ING.
As the ZTV-ING refers to the regulations introduced by the building authorities at various points, a review of the effects of the requirements in ZTV-ING will also be necessary when updating these regulations.
As DIN 1045:2023 requires all applications to be assigned to a BBQ class throughout, it is practically impossible to refer to the standard in ZTV-ING without reference to the BBQ classes and the associated requirement levels.
If DIN 1045:2023 is made the reference basis in ZTV-ING, this requires appropriate consideration.
From a technical point of view, the division into BBQ classes can be adopted, whereby the changes must be compared with the existing regulations and supplemented if necessary.
The communication structure associated with the classification in the form of a junction serves to communicate all planning, production and execution requirements and thus in particular quality assurance. The main purpose of this structure is to focus on the interfaces and eliminate any associated problems as early as possible.
The problems associated with the interfaces are not explicitly or formally regulated in ZTV-ING as they are in DIN 1045:2023, but may be implicitly solved satisfactorily by the extensive regulations in Part 1.
Whether there is a need to adapt the ZTV-ING in this respect up to the implementation of the communication structure according to DIN 1045-1000:2023-08 must be assessed on the basis of the client's experience. The review of the existing processes and structures in ZTV-ING shows that it is possible to implement the measures envisaged in DIN 1045-100:2023-08.
Until the introduction of DIN 1045:2023 by the building authorities, the old and new standards will stand side by side. Compared to the predecessor standards or DIN Technical Report 100, it can be assumed that DIN 1045:2023 represents the latest state of the art. Even if the series of standards has not yet been introduced by the building authorities, it already establishes obligations to provide information, notification and documentation at the time of acceptance with regard to the freedom from material defects of a construction work owed under the contract for work and services
Methodenstudie zur Konzeption der Fahrleistungserhebung 2026
Full text linkZentrales Ziel der Methodenstudie war die Erarbeitung eines Konzepts zur Ermittlung der Fahrleistung von Kraftfahrzeugen für das Jahr 2026 nach dem Inlands- und Inländerkonzept im Rahmen eines Systems von aufeinander abgestimmten Erhebungen und Sekundärdaten. Darüber hinaus sollten die Möglichkeiten geprüft werden, neue Entwicklungen im Bereich der Verkehrsdaten in das Erhebungskonzept einzubeziehen. Wichtige Rahmenbedingungen bei der Erstellung des Konzepts waren dessen Wirtschaftlichkeit bei gleichzeitiger Belastbarkeit der Ergebnisse sowie die Datenschutzkonformität. Auf Basis der Anforderungen und Wünsche der Nutzenden der letzten Fahrleistungserhebung (FLE), den in den Expertengesprächen gewonnenen Erkenntnissen, umfangreichen Recherchen zu neuen methodischen und technischen Entwicklungen und nicht zuletzt mit den in der letzten Fahrleistungserhebung gewonnenen Erfahrungen konnte die Thematik aus verschiedenen Blickwinkeln untersucht und beleuchtet werden, welche dann in der Entwicklung eines Konzepts für die Fahrleistungserhebung 2026 mündeten. Thematische Schwerpunkte waren hier u.a. die Fahrleistungserhebungen in anderen Ländern, die Aufarbeitung des aktuellen Stands der Technik im Hinblick auf automatisierte Verkehrszählungen bzw. Nationalitätenerkennung und die Eignung von HU-Daten, Mautdaten und Floating Car Data (FCD) für Zwecke der Fahrleistungsschätzung. Basierend auf den in der Methodenstudie durchgeführten Analysen wurde vorgeschlagen, sowohl die Inländer- als auch die Inlandsfahrleistung 2026 erneut über eigenständige Primärerhebungen (Halterbefragung, Verkehrszählung) abzubilden. In methodischer Hinsicht können dabei die Erhebungen im Rahmen der FLE 2014 als Basis dienen. Bei der Inlandserhebung ist dies damit begründet, dass die vorhandenen diesbezüglichen Datenquellen (z.B. SVZ, Daten der Mautstatistik) immer nur bestimmte Teilbereiche des Verkehrs abdecken (bestimmte Kombinationen aus Straßenklasse, Fahrzeugart und Nationalität). Eine vollständige Abdeckung aller Kombinationen kann nur durch eine spezielle Erhebung erreicht werden. Ähnliches gilt auch für die Inländerfahrleistung. Hier stehen zwar entsprechende Schätzungen aus den HU-Daten zur Verfügung, dabei fehlen allerdings Informationen zu Kfz mit Versicherungskennzeichen, zudem sind die Möglichkeiten zur Aufgliederung der Ergebnisse im Vergleich zur Halterbefragung deutlich eingeschränkt und Aussagen zu der von inländischen Kfz im Ausland erbrachten Fahrleistung sind nicht möglich. Für die Durchführung der Fahrleistungserhebung 2026 wurden darüber hinaus detaillierte Empfehlungen ausgesprochen. Sowohl für die Halterbefragung als auch für die Verkehrszählung sind Datenschutzkonzepte zu erstellen, wobei die Erstellung von den Forschungsnehmenden der Haupterhebung vorgenommen werden sollte, da diese im Einklang mit dem jeweiligen Erhebungskonzept stehen muss. In dieser Methodenstudie wurden hierfür bereits die Rahmenbedingungen auf Basis des Datenschutzkonzepts der vorausgegangen FLE aufgezeigt und auch auf die Erfahrungen bei der Erstellung und dessen Umsetzung eingegangen. Ergänzend wurden Aspekte von zentraler Bedeutung bei der Erstellung eines Datenschutzkonzepts sowie die Anforderungen durch die aktuelle DSGVO dargestellt.The central objective of the method study was to develop a concept for determining the vehicle kilometres travelled (VKT) of motor vehicles for the year 2026 according to the domestic and national concept within the framework of a system of coordinated surveys and secondary data. In addition, the possibilities of incorporating new developments in the area of traffic data into the survey concept should be examined. Important framework conditions in the creation of the concept were its cost-effectiveness with simultaneous resilience of the results as well as data protection conformity. On the basis of the requirements and wishes of the users of the last mileage survey, the insights gained in the expert discussions, extensive research into new methodological and technical developments and, last but not least, the experience gained in the last mileage survey, it was possible to examine and illuminate the topic from various angles, which then led to the development of a concept for the 2026 mileage survey. Thematic focal points here included the mileage surveys in other countries, the review of the current state of the art with regard to automated traffic counting and nationality recognition, and the suitability of main inspection data, toll data and floating car data (FCD) for VKT estimation purposes. Based on the preceding analyses, it was proposed that both the national and the domestic mileage in 2026 should again be represented by independent primary surveys (owner survey, traffic counts). From a methodological point of view, the surveys conducted as part of the 2014 mileage survey can serve as a basis. In the case of the domestic survey, this is justified by the fact that the existing data sources in this regard (e.g. SVZ, toll statistics data) always cover only certain subsections of traffic (certain combinations of road class, vehicle type and nationality). Complete coverage of all combinations can only be achieved by a special survey. The same applies to the national mileage. Although corresponding estimates are available from the main inspection data, information on vehicles with insurance license plates is missing. In addition, the possibilities for breaking down the results are significantly limited compared to the owner survey, and it is not possible to make statements about the VKT performed by domestic vehicles abroad. Furthermore, detailed recommendations were made for the implementation of the 2026 mileage survey. Data protection concepts must be drawn up for both the owner survey and the traffic counts, whereby the research participants of the main survey should draw them up, as they must be in line with the respective survey concept. In this methodological study, the framework conditions based on the data protection concept of the previous mileage survey have already been outlined, and the experience gained in its preparation and implementation has also been discussed. In addition, aspects of central importance in the creation of a data protection concept and the requirements of the current GDPR were presented
Prognose des Kraftschlusspotenzials bei schweren Güterkraftfahrzeugen (> 12 t zGG.)
Full text linkErweiterte Fahrerassistenzsysteme (ADAS) gewinnen in der Fahrzeugentwicklung immer mehr an Bedeutung. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen führt dies zu mehr Sicherheit, mehr Komfort für den Fahrer und geringeren Gesamtbetriebskosten. Die derzeit auf dem Markt befindlichen Systeme zielen auf SAE Level 2 mit teilautomatisierten Fahrfunktionen ab. Zukünftige Lkw-Designs werden höhere Automatisierungsgrade anstreben. In diesem Zusammenhang ist die Kenntnis des Reibwertpotenzials zwischen der Straßenoberfläche und den Fahrzeugreifen sowie die anschließende Anpassung automatisierter Fahrfunktionen von entscheidender Bedeutung für eine sichere Längs- und Querführung von Fahrzeugen im Allgemeinen. In vorangegangenen Forschungsprojekten wurde ein zuverlässiges und funktionales Verfahren zur ursachenbasierten Reibwertpotenzialschätzung für Pkw entwickelt (Müller et al., 2017; Müller et al., 2019). Unfälle, die durch Straßenglätte verursacht werden, machen einen erheblichen Anteil am Gesamtunfallgeschehen aus. Mit Hilfe einer detaillierten Analyse von Unfalldaten konnte gezeigt werden, dass das System ein großes Potenzial zur Unfallvermeidung hat. Dies gilt auch für Lkw-Unfälle (Müller et al., 2021). Die Methode selbst ist fahrzeugunabhängig, jedoch an Pkw und deren Fahrdynamik angepasst. Im Rahmen des von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) finanzierten Forschungsprojekts "Prognose des Reibungspotenzials bei schweren Nutzfahrzeugen (> 12 t)" wird die Abschätzung des Reibungspotenzials weiterentwickelt und für schwere Nutzfahrzeuge angepasst. In diesem Bericht werden verschiedene Ergebnisse aus realen Fahrversuchen, die Methode der Reibwertpotenzialschätzung im Allgemeinen, sowie eine Betrachtung des möglichen Einsatzes für zukünftige Lkw-Fahrerassistenzfunktionen vorgestellt. Das maximal nutzbare Reibwertpotenzial wird durch Bremsmanöver innerhalb des ABS-Regelbereichs bei Geradeausfahrten auf horizontalen Straßenabschnitten ermittelt. Alle Reibwertpotenzialmessungen werden parallel mit einem Sattelzug-Lkw und einem Pkw durchgeführt, um einen permanenten Vergleich zwischen beiden Fahrzeugen zu ermöglichen. Zusätzlich zu den fahrzeugeigenen Sensoren sind beide Versuchsfahrzeuge mit entsprechender Messtechnik zur Aufzeichnung der Beschleunigung und weiterer Umweltdaten ausgestattet. Zunächst werden erste Untersuchungen auf einer Teststrecke durchgeführt, um den Einfluss unterschiedlicher Beladungszustände und verschiedener Ausgangsgeschwindigkeiten auf das maximal nutzbare Reibwertpotenzial zu ermitteln. Weitere Messungen werden auf verschiedenen bewässerten Oberflächen durchgeführt. Anschließend werden Reibwertpotenzialmessungen unter realen Fahrbedingungen auf öffentlichen Straßen in Brandenburg durchgeführt. Über einen Zeitraum von mehr als einem Jahr wird von der TU Berlin und der IAV eine umfangreiche Reibwertdatenbank aufgebaut. Das Ziel ist es dabei möglichst alle Witterungsbedingungen eines Jahres zu berücksichtigen. Vergleichbare Messungen zwischen Pkw und Lkw in einem solchen Umfang sind aus der aktuellen Literatur nicht bekannt. Es wird daher ein ursachenbasierter Ansatz zur Reibwertpotenzialschätzung entwickelt, welcher zuverlässige Ergebnisse liefert und im Echtzeitbetrieb eingesetzt werden kann. Der Kern dieser Methode basiert auf der Abschätzung des Straßenzustandes unter ausschließlicher Verwendung externer Wetterdaten, die eine Reibwertpotenzialvorhersage für den Bereich um das Ego-Fahrzeug gewährleisten. Spezifische Anpassungen des Algorithmus ermöglichen die Übertragbarkeit für die Anwendungen im Schwerlastverkehr. Die Ergebnisse umfassen verschiedene Analysen der Effektivität des Systems, wobei der Schwerpunkt auf der Quantifizierung seiner Zuverlässigkeit und Genauigkeit für den Versuchs-Lkw liegt.Advanced Driver-Assistance Systems (ADAS) are getting more and more important in vehicle development. Especially for commercial vehicles, this results in an increase in safety, more comfort for drivers, and reduced Total Cost of Ownership (TCO). Current systems on the market are targeting up to SAE Level 2 with partially automated driving features. The future truck design will potentially aim for higher levels of automation. In this context, the knowledge of the friction potential between the road surface and vehicle tires, as well as the subsequent adaption of the automated driving functions is essential for the safe longitudinal and lateral guidance of vehicles in general. In previous research projects, a reliable and functional cause-based friction potential estimation method for passenger cars was developed (Müller et al., 2017; Müller et al., 2019). Accidents caused by slippery roads account for a significant proportion of total accidents. With the help of a detailed analysis of accident data, it was possible to show that the system has great potential for accident avoidance. This also applies to truck accidents (Müller et al., 2021). The method is vehicle independent, however adapted to passenger cars and their vehicle dynamics. As part of the research project “Prognosis of the friction potential in heavy goods vehicles (> 12 t)”, financed by the Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), the estimation of the friction potential coefficient shall be further developed and adopted for heavy-duty vehicles. This report shows results from real-driving experiments, the friction prediction method in general, and a consideration of its potential use for future truck driver assistance systems. The maximum usable friction potential is determined by using braking maneuvers within the ABS control range while driving straight-ahead on horizontal road sections. All friction potential measurements are conducted in parallel with a heavy-duty long-haul truck and a passenger car to enable a permanent comparison between both vehicles. In addition to the vehicle's own sensors, both test vehicles are equipped with data acquisition systems to record acceleration as well as various environmental data. First of all, initial investigations are performed on a test track to determine the influence of varying loading conditions and different initial speeds on the maximum usable friction potential. Further measurements are accomplished with various irrigated surfaces. Subsequently, friction potential measurements are carried out under real driving conditions on public roads in Brandenburg. Over a period of more than a year, a substantial database is collected by TU Berlin and IAV. The aim is to reproduce all the weather conditions throughout the year to calibrate the algorithm and set up implementation scenarios for ADAS. Comparative measurements between passenger cars and trucks on such a scale are not yet known from the current literature. In the project, a cause-based approach for friction potential estimation is developed, which provides reliable results and is capable of being implemented as a large-scale friction map. The core of this method is based on road condition estimation using only external weather data, which ensures a friction potential prediction for the area around the ego vehicle. Specific adaptations of the algorithm allow the transfer to heavy-duty truck applications. The results include various analyses of the system's effectiveness, with a focus on quantifying its reliability and accuracy for the test truck
Investigation for characterization of bitumen
Full text linkIn 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.In this research project, a test methodology was developed for the holistic (rheological and chemical) characterization and systematic material evaluation of asphalt binders for asphalt pavements. The new test system is based on Dynamic Shear Rheometer (DSR) tests to characterize the rheological material behavior in the whole service temperature range, considering viscoelastic properties, deformation behavior, low temperature behavior and aging behavior. The test system is complemented by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy to determine chemical material properties. Initially, rheological and chemical test methods were collated and systematically analyzed on a representative selection of bituminous binders and further developed based on parameter studies. A new holistic test system was developed from a set of different test methods. The rheological test system essentially consists of the Binder-Fast-Characterization-Test (BTSV), an 8 mm Temperature-Sweep (T-Sweep), a 25 mm single shear creep test (SSCT) and a 4 mm relaxation test. This is complemented by FTIR analysis, particularly for the identification of various binder modifications and further evaluation of aging conditions. The new test system is well suited for practical use. It can be completed in one working day with a DSR and an FTIR for a single determination. This was followed by systematic serial testing of the new test system on 102 different representative asphalt binders in various states of aging. Suitable evaluation parameters were identified for the creation of a characterization matrix. The evaluation parameters derived from the test methods are easy to interpret and can be used immediately in practice. They include the material behavior in the entire temperature range of the service behavior as well as the chemical composition and have a good repeatability for a clear differentiation of different binders. On the basis of the 102 material variants investigated and a systematic evaluation considering the current technical regulations, guide values could be derived for different applications depending on the expected traffic load on the road. This includes proposals for guide values for the equi-shear modulus temperatures T(G*=15 kPa) and T(G*=5 MPa) as well as for the change in the respective characteristic values due to aging. In addition, load-dependent guide values are proposed for creep rate to assess resistance to deformation and for the stress relaxation in percent to assess resistance to low-temperature cracking. These are supplemented by guide values for FTIR index values. Finally, the new test system and the proposed guide values were validated in the field using test sections. For this purpose, seven construction projects with ten different asphalt layers were identified and asphalt mixture samples were taken at different locations. The proposed guide values were validated using the samples from the test sections. It was also possible to demonstrate the inter-laboratory and device-independent applicability of the test system and the guide values in construction practice. The test methods show satisfactory and reliable repeatability and comparability and can be applied seamlessly in construction practice
Optimisation of methods for testing filler-bitumen composites in the Dynamic Shear Rheometer
Full text linkDas 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.The research project FE 07.0317 deals with comprehensive rheological characterization and differentiation of filler-bitumen composites (mastic or asphalt mastic) in the Dynamic Shear Rheometer (DSR). Various test methods for addressing temperature-dependent viscoelastic properties, permanent deformation behaviour, fatigue and low-temperature behaviour were identified, tested, further developed and validated. The materials used in this project were 11 different bitumen that are relevant in the road construction industry, as well as 15 different variants of filler that are also relevant in the road construction industry.
Several variants of mastic were produced by mixing the components together, whereby taking only the grain size ≤ 0.063 mm into account as a filler. Production of mastic was systematically investigated by varying the mixing process parameters in order to determine a suitable and reliable mixing process. During the project, a maximum filler-bitumen-ratio of 3 was established as the laboratory application limit for reliable mastics production and testing. A significant increase in stiffness of mastic samples was observed during storage at room temperature compared to storage in the refrigerator or freezer. This phenomenon is presumably caused by the absorption of light bitumen fractions into the filler. Mastic samples can be stored for up to 7 days without any problems. Storage of mastics samples in the refrigerator is recommended.
The most promising test methods for mastic evaluation in the DSR were identified from national and international literature. They were extensively tested and evaluated with regard to their suitability. The following selected and further developed test methods were then validated by using 82 mastic variants: temperature frequency sweep from 20 to 60 °C with 8 mm measuring geometry to investigate the viscoelastic properties, Multiple Stress Creep and Recovery Test (MSCRT) at a test temperature of 60 °C with 25 mm measuring geometry and relaxation test at a test temperature of -20 °C with 4 mm measuring geometry. The selected test methods can be used in commercially available DSR devices from different manufacturers with laboratory-economical test durations. The results are meaningful, precise, easy to interpret and allow a quick, reliable and clear differentiation of different variants of filler-bitumen composites.
Based on the identification of significant material parameters, an evaluation framework was created to evaluate the effects of different filler-bitumen combinations with different mass ratios on resulting mastic properties. For all mastic properties, the bitumen used in the mastic shows significant influence on the test results. A functional correlation can be established between the filler-bitumen-ratio and the crucial mastic properties. Based on the stiffening effect of the complex shear modulus, a distinct and material-specific filler-bitumen interaction was determined. The influence of different filler could most likely be determined on the basis of the creep behaviour, but barely on the basis of the behaviour at low temperature. The use of pure hydrated lime leads to a strong stiffening effect and thus a high permanent deformation resistance with simultaneously disadvantageous behaviour at low temperature.
The test methods have a repeatability in the range of 10 to 15 % (with a statistical certainty of 95 %) and a reproducibility in the range of 15 to 30 % (with a statistical certainty of 95 %). They therefore correspond to the typical test precision of rheological test methods.
The implementation of fatigue tests on mastic in the DSR must be considered as generally critical. There is a large variability of possible test parameters, which have a significant influence on the test results. It is unclear whether strain control or stress control better reflects the actual material behaviour and which test protocol is better suited for a (plausible) differentiation of different mastic variants. In addition, there is a significant influence from the instrument construction of different rheometers manufactures, so the results cannot be compared between each other. Therefore, the test methods for addressing fatigue are not suitable for a cross-device validation
Entwicklung eines leistungsorientierten Prüfregimes für Brückenseilverfüllmittel
Full text linkIm Rahmen des vorliegenden Forschungsprojekts wurden 7 verschiedene Seilverfüllmittel (SVM) von insgesamt 5 Herstellern untersucht. Die Untersuchungen lieferten zusammengefasst die folgenden Erkenntnisse:
1. Ohne äußeres Korrosionsschutzsystem gelangen Wasser und Salze in das Seilinnere, wodurch Korrosions¬vorgänge an den Seildrähten initiiert werden.
2. Der Beitrag der SVM zum Korrosionsschutz der Seile wird weniger durch die enthaltenen Pigmente (z.B. Zinkstaub oder Aluminium), dagegen mehr durch ihr Benetzungsvermögen und die Alterungsbeständigkeit bestimmt.
3. Zinkstaubpigmente verringern die Standfestigkeit des SVM, erhöhen die Gefahr der Volumenzunahme bei Wasserzutritt und verringern die Schmierwirkung bei niedrigen Temperaturen und im gealterten Zustand.
4. Bei SVM mit einem LM-Gehalt > 3 % wird sehr wahrscheinlich Lösemittel beim Verseilen in das Seil eingetragen. Lösemittel verringern die Schmierwirkung und können zu einer Beeinträchtigung des äußeren Korrosionsschutzsystems führen.
Aufbauend auf den Untersuchungsergebnissen wurde ein Vorschlag für ein leistungsorientiertes Prüfregime für Seilverfüllmittel aufgestellt. Dabei werden die folgenden Leistungsschwerpunkte berücksichtigt:
• Korrosionsschutzvermögen
• Schmierfähigkeit
• Ausblutverhalten
• Verträglichkeit mit Beschichtungen
• AlterungsbeständigkeitAs part of this research project, 7 different rope filling materials (RFM) from a total of 5 manufacturers were examined. The investigations provided the following summarized findings:
1. Without an external corrosion protection system, water and salts enter the rope interior, initiating corrosion processes on the rope wires.
2. The contribution of the RFM to the corrosion protection of the ropes is determined less by the pigments it contains (e.g. zinc dust or aluminum) and more by its wetting capacity and resistance to ageing.
3. Zinc dust pigments reduce the stability of the RFM, increase the risk of volume increase in the event of water ingress and reduce the lubricating effect at low temperatures and when aged.
4. In the case of RFM with a solvent content > 3 %, solvents are very likely to be introduced into the rope during stranding. Solvents reduce the lubricating effect and can lead to impairment of the external corrosion protection system
Verfahren für die Engpass- und Mängelanalyse im städtischen Hauptverkehrsstraßennetz
Full text linkDie zentrale Frage des vorgestellten Projekts war, ob kommerziell verfügbare Floating-Car-Daten (FCD) bei der Bestimmung der Angebotsqualität von Netzabschnitten eingesetzt werden können. Es konnte gezeigt werden, dass FCD sehr gut geeignet sind, Fahrtgeschwindigkeiten auf Netzabschnitten und damit die Angebotsqualität zu bestimmen. Kontrollmessungen durch Kennzeichenerfassung haben bestätigt, dass selbst bei geringen Durchdringungsraten die durch Floating-Car-Daten bestimmten Fahrtzeiten das Verkehrsgeschehen gut wiedergeben.
Floating-Car-Daten sind bei mehreren Anbietern in verschiedenen Aufbereitungsstufen erhältlich. Für verkehrstechnische Analysen sind FC-Rohdaten, also die Einzelmeldungen der Fahrzeuge mit Zeitstempel, Position und Geschwindigkeit, am flexibelsten einsetzbar. Wenn es um die Bestimmung der Angebotsqualität einzelner Netzabschnitte geht, sind auch aggregierte FCD gut geeignet, auch wenn die Art der Vorverarbeitung je nach Anbieter nicht vollständig transparent ist.
Es wird empfohlen, die Nutzung von FCD im Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS) als alternative Methode zur Bestimmung der mittleren Fahrzeit aufzunehmen. Dafür sollten FCD für bestimmte Wochentage und Zeitintervalle aggregiert und in 15-Minuten-Intervalle gruppiert werden, wobei der Median als repräsentative Fahrtzeit festgelegt wird. So können die Spitzenzeiten identifiziert und die bemessungsrelevante Fahrzeit durch den Median ermittelt werden, um Verzerrungen durch Ausreißer zu vermeiden. Für die Bemessung geplanter Anlagen können FCD zur Kalibrierung mikroskopischer Verkehrsflusssimulationen verwendet werden, um Verkehrsprognosen zu unterstützen.
Das im Projekt für städtische Netzabschnitte erprobte Verfahren zur Bestimmung der Angebotsqualität kann ohne Änderungen auf jede andere Bewertungssituation übertragen werden, bei der die mittlere Fahrtgeschwindigkeit die maßgebende verkehrstechnische Kenngröße ist. Insbesondere kann auch die Angebotsqualität von Netzabschnitten auf Landstraßen damit bestimmt werden.
Hinsichtlich der Übertragbarkeit auf den Radverkehr kann zunächst festgestellt werden, dass durch Smartphone-Apps aufgenommene GPS-Tracks von Fahrrädern eine gute technische Basis bieten, die Verkehrsqualität für den Radverkehr zu bestimmen. Für die praktische Anwendbarkeit besteht gegenüber dem Kfz-Verkehr aber noch der bedeutende Nachteil, dass es derzeit keine kommerziellen Anbieter von flächendeckenden Floating-Bike-Daten gibt.
Auch zur netzweiten Mängelanalyse sind Floating-Car-Daten gut geeignet. Es wurde ein Verfahren entwickelt, um ein städtisches Straßennetz automatisch in Netzabschnitte zu unterteilen, für die verschiedene Performance-Indikatoren bestimmt werden, die sich an Perzentilen der Fahrtzeitverteilungen orientieren. Die dazu notwendigen Fahrtzeitverteilungen können aus FCD bestimmt werden, wobei nur Fahrzeuge berücksichtigt werden dürfen, die den Netzabschnitt komplett durchfahren haben.The central question of the presented project was whether commercially available Floating Car Data (FCD) can be used to determine the level of service of network sections. It was shown that FCD are highly suitable for determining travel speeds on network sections and thus the service quality. Control measurements using license plate recognition have confirmed that even at low penetration rates, the travel times derived from Floating Car Data reflect traffic conditions well.
Floating Car Data are available from several providers in various processing stages. For traffic engineering analyses, FC raw data—individual vehicle reports with timestamps, position, and speed—are the most flexible. For determining the service quality of individual network sections, aggregated FCD are also suitable, although the preprocessing method is not fully transparent and varies by provider.
It is recommended to incorporate the use of FCD in the German Highway Capacity Manual (HBS) as an alternative method for determining average travel time. FCD should be aggregated for specific weekdays and time intervals, then grouped into 15-minute intervals, using the median as the representative travel time. This allows for the identification of peak times, and the design-relevant travel time can be determined via the median to avoid distortions from outliers. For the assessment of planned facilities, FCD can be used to calibrate microscopic traffic flow simulations to support traffic forecasts.
The procedure tested in the project for determining the level of service in urban network sections can be applied to any other assessment context where average travel speed is the key indicator. This approach can also be used to determine the level of service of network sections on rural roads.
Regarding applicability to bicycle traffic, it has been found that GPS tracks from bicycles, recorded via smartphone apps, provide a good technical basis for assessing service quality for cycling traffic. However, compared to motor vehicle traffic, there is a significant practical disadvantage: currently, there are no commercial providers of comprehensive Floating Bike Data.
Floating Car Data are also well-suited for network-wide deficiency analysis. A method was developed to automatically subdivide an urban road network into network sections, for which various performance indicators can be determined based on the percentiles of travel time distributions. The required travel time distributions can be derived from FCD, considering only vehicles that have travelled the entire network section
Verflechtungsstrecken zwischen Knotenpunkten an Autobahnen
Full text linkIn 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.In this study, traffic flow and traffic safety of freeway weaving segments were analyzed. The research was based on loop detector data, floating car data as well as trajectory data obtained from video measurements at weaving segments with different geometric and control conditions. Moreover, accident data from several years were evaluated.
Based on a macroscopic traffic flow analysis, it was found that weaving segments provide a high capacity. An influence of the length on the capacity of three-lane weaving segments of type V 1 was determined. Based on the results of the traffic measurements, it was found that entering and exiting vehicles generally use the available weaving length for the necessary lane change. However, the lane change – regardless of the weaving length – is mostly carried out until 200 m before the end of the block marking.
As part of the traffic safety analysis, crash indicators and the distribution of accident characteristics were determined. Compared with the entire German federal freeway network, weaving segments have an average crash rate. Similar results were obtained from comparisons with literature values for freeway segments as well as merges and exits with lane addition or lane subtraction, respectively. The investigation of design-related and traffic-related parameters influencing the traffic safety of the weaving segments showed that symmetrical weaving segments are significantly safer than asymmetrical weaving segments. For weaving segments of type V 1, differences in the accident characteristics between weaving segments at two-lane changes occurred on four-lane weaving segments, more rear-end collisions due to congestion occurred on three-lane weaving segments.
As a result of the investigation, capacity models for weaving segments of type V 1 and recommendations for the geometric design of weaving segments are provided