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Wirkung von Fahrstreifenbegrenzungen an Einfahrten von Autobahnen auf das Fahrverhalten und auf die Verkehrssicherheit
Full text linkFahrstreifenmarkierungen sind ein wesentliches Element der Verkehrsregelung und Verkehrsführung. Im Bereich von Autobahneinfahrten wurden zum Teil ein- oder beidseitige Fahrstreifenbegrenzungen zwischen dem Hauptfahrstreifen und dem ersten Überholfahrstreifen angeordnet, um sicherheitskritische Fahrstreifenwechsel zu unterbinden. In der Untersuchung wurden die Verkehrssicherheit und der Verkehrsablauf an solchen Autobahneinfahrten mit einseitiger oder beidseitiger Fahrstreifenbegrenzung auf der Hauptfahrbahn analysiert.
Dazu wurden 90 Einfahrten des Typs E 1 hinsichtlich der Verkehrssicherheit sowie teilweise hinsichtlich makroskopischer und mikroskopischer Parameter des Verkehrsablaufs untersucht.
Im Rahmen der Verkehrssicherheitsanalyse ergaben sich für Einfahrten mit einseitiger Fahrstreifenbegrenzung rechts auffällig hohe Unfallraten und Unfallkostenraten. Die Ergebnisse für die weiteren untersuchten Markierungsvarianten liegen in einer ähnlichen Größenordnung wie die Vergleichswerte für Einfahrten ohne Fahrstreifenbegrenzung. Der Vorher-Nachher-Vergleich der Unfallraten und Unfallkostenraten ergab keinen einheitlichen Effekt der Anordnung der Fahrstreifenbegrenzung. Die Verteilungen der Unfallmerkmale weichen zwischen den untersuchten Markierungsvarianten nicht wesentlich voneinander ab.
Die Kapazität von Autobahneinfahrten mit Fahrstreifenbegrenzung konnte nur für wenige Beispiele empirisch ermittelt werden. Dabei ergaben sich keine Indizien für Auswirkungen von Fahrstreifenbegrenzungen auf die Kapazität.
Die Fahrstreifenaufteilungen und Zeitlückenverteilungen an Einfahrten mit Fahrstreifenbegrenzung sind unabhängig von der Markierungsvariante ähnlich. Die Fahrstreifenwechsel vom Hauptfahrstreifen auf den Überholfahrstreifen verlagern sich überwiegend in die Bereiche vor dem Beginn bzw. nach dem Ende der Fahrstreifenbegrenzung, werden allerdings teilweise auch unter Missachtung des Fahrstreifenwechselverbots durchgeführt.
Aus den durchgeführten Erhebungen lässt sich ableiten, dass die Anordnung einer einseitigen Fahrstreifenbegrenzung rechts nicht zu empfehlen ist, weil vor allem infolge von Missachtungen des Fahrstreifenwechselverbots keine positive Wirkung auf die Verkehrssicherheit erreicht wird. Für Einfahrten mit Fahrstreifenbegrenzung beidseitig oder links liegen die ermittelten Verkehrssicherheitskenngrößen in der Größenordnung vergleichbarer Einfahrten ohne Fahrstreifenbegrenzung, liefern damit jedoch auch keine belastbare Grundlage für eine generelle Einsatzempfehlung.Lane markings are used for controlling and guiding traffic. At freeway merges, lane markings with solid lines prohibiting lane changes from one or both sides are sometimes used between the right lane and the first passing lane of the mainline freeway to prevent lane changes on the main carriageway. In this study, traffic safety and traffic flow at freeway merges with one-sided or both-sided lane change restrictions on the main freeway were analyzed. For this, 90 freeway merges of type E 1 were examined in terms of traffic safety and partly concerning macroscopic and microscopic parameters of traffic flow.
The safety analysis revealed conspicuously high crash rates and crash cost rates for freeway merges with one-sided lane change restrictions prohibiting lane changes from the right side. The results for the other types of lane change restrictions are similar to safety parameters for freeway merges without lane change restriction. A before-and-after comparison of crash rates and crash cost rates showed an inconsistent effect of the implementation of lane change restrictions. The distributions of the accident characteristics did not differ much between the investigated types of lane change restrictions.
The capacity of freeway merges with lane change restrictions could only be estimated for a few examples. The empirical analysis revealed no indications for effects of lane change restrictions on the merge capacity. The lane-flow distributions and headway distributions at freeway merges with different types of lane change restrictions are similar. The lane changes from the right lane to the passing lane are mainly carried out in the areas before the beginning or after the end of the lane change restriction, but sometimes the lane change restriction is also violated.
Based on the results of the study, it can be concluded that the use of lane markings prohibiting lane changes from the right side cannot be recommended because a positive effect on traffic safety is not achieved mainly due to contempt of the lane change prohibition. For freeway merges with both-sided lane change restrictions or one-sided lane change restrictions on the left side, the determined crash frequencies are similar to those of freeway merges without lane change restrictions but hence do not provide a sufficient basis for a general application recommendation
Einfluss des Pannenbuchtenabstands auf die Tunnelsicherheit
Full text linkZiel dieses Forschungsvorhabens war es, den Einfluss von Pannenbuchten auf die Tunnelsicherheit zu bestimmen. Die Überprüfung der Wirksamkeit von Pannenbuchten erfolgte auf Basis einer quantitativen Risikoanalyse und -bewertung. Die Ermittlung der Eingangsparameter zur Durchführung der Risikoanalyse erfolgte auf Basis statistischer Analysen zu Pannen- und Unfallereignissen in Straßentunneln sowie fahrdynamischen Betrachtungen. Auf deren Grundlage konnte die bestehende Methodik zur Bewertung der Sicherheit von Straßentunneln um das Ereignis Panne erweitert werden. Im Zuge der quantitativen Risikoanalyse wurden unterschiedlicher Pannenbuchtabstände betrachtet. Im relativen Vergleich zu einem richtlinienkonformen Tunnel konnte gezeigt werden, dass ein auf 300 m verkürzter Pannenbuchtabstand zu einer leichten Erhöhung im Sicherheitsniveau führt. Demgegenüber zeigt ein vergrößerter Pannenbuchtabstand von 900 m erhöhte Risikowerte. Die darauf aufbauende Kostenwirksamkeitsanalyse hat gezeigt, dass unter den gewählten Randbedingungen bei einem Pannenbuchtabstand von 300 m gegenüber einem richtlinienkonformen Abstand von 600 m keine Kostenwirksamkeit feststellbar ist. In der Kostenwirksamkeitsanalyse fanden neben monetarisierten Nutzerrisiken auch Investitions- und Erhaltungskosten sowie Nutzerkosten und Umweltkosten Eingang. Die Ermittlung der Investitions- und Erhaltungskosten erfolgte auf Basis von Auswertungen zu aktuellen Tunnelbauprojekten. Die Nutzer- und Umweltkosten wurden mit Hilfe einer mikroskopischen Verkehrsflusssimulation ermittelt.The aim of this research project was to determine the influence of breakdown bays on tunnel safety. The review of their effectiveness was based on a quantitative risk analysis and assessment. The input parameters for carrying out the risk analysis were determined by means of statistical analyses of breakdowns and accidents in road tunnels as well as on considerations concerning vehicle dynamics. On this basis, the existing methodology for assessing the safety of road tunnels could be expanded to include the event of breakdown. For the quantitative risk analysis, different distances between breakdown bay have been considered. In relative comparison to a guideline-compliant tunnel, it could be shown that a breakdown bay distance reduced to 300 m leads to a slight increase in the level of safety, whereas an increased breakdown bay distance of 900 m shows higher risks. The cost-effectiveness analysis based hereon has shown that under the selected boundary conditions cost-effectiveness cannot be determined at a breakdown bay distance of 300 m compared to a guideline-compliant distance of 600 m. In addition to monetized user risks, the cost-effectiveness analysis also included investment and maintenance costs as well as user costs and environmental costs. The investment and maintenance costs were determined evaluating current tunnel construction projects. The user and environmental costs were determined by means of microscopic traffic flow simulation
Performance schneller PMMA-Versiegelungen
Full text linkDie in Deutschland mit Abstand am häufigsten verwendeten Abdichtungssysteme für Betonbrücken (ca. 98 %) sind die Abdichtungssysteme nach den ZTV-ING 6-1 (alt ZTV-ING 7-1), bestehend aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn und einer Schutzschicht aus Gussasphalt. Um eine Blasenbildung während des Aufschweißens der Polymerbitumen-Schweißbahn oder bei dem Einbau der Gussasphalt-Schutzschicht zu vermeiden, wird die Betonoberfläche mit einer Epoxidharz-Versiegelung behandelt.
Die standardmäßig nach den TL-BEL-EP verwendeten Epoxidharze benötigen zum Einbau und zur Aushärtung eine Mindesteinbau- und Aushärtetemperatur von ca. 8 °C sowie eine relative Luftfeuchte von höchstens 85 %. Aus diesen Gründen ist die Ausführung von Abdichtungsarbeiten auf Betonbrücken in der Regel in dem Zeitraum zwischen Oktober und März nicht sachgerecht möglich, obwohl der Einbau der eigentlichen Dichtungsschicht, der Polymerbitumen-Schweißbahn, unter Beachtung der notwendigen Sorgfalt, oftmals möglich wäre. Für eine Erweiterung des Einbauzeitraumes für Abdichtungssysteme auf Brücken wäre daher die Entwicklung alternativer Versiegelungen oder Grundierungen zielführend, die gegenüber niedrigen Einbautemperaturen und/oder Feuchte (Regen, Taubildung) unempfindlicher sind.
Ein möglicher Lösungsansatz für das oben genannte Problem ist die Verwendung von Versiegelungen oder Grundierungen auf der Basis von Polymethylmethacrylat (PMMA), bei denen der Einbau nahezu unabhängig von der Temperatur der Unterlage erfolgen kann.
Während bei Epoxidharzen die Aushärtung durch Polyaddition erfolgt (die beiden Komponenten Harz und Härter reagieren miteinander und bilden das Epoxidharz), erfolgt bei PMMA die Aushärtung durch Polymerisation. Der Harzkomponente (MMA) wird zum Start der Reaktion ein Initiator (Dibenzoylperoxid) zugefügt, bei der folgenden Reaktion polymerisiert das MMA zu PMMA. Je nach Zugabemenge des Initiators erfolgt die Reaktion langsamer oder schneller.
Auf diese Weise ist es möglich, die temperaturbedingte Verlangsamung der Aushärtung durch eine entsprechende Erhöhung der Zugabemenge des Initiators auszugleichen und damit die Aushärtezeit unabhängig von der Temperatur konstant zu halten.
Aufgrund der kurzen und weitgehend temperaturunabhängigen Aushärtezeiten eignen sich Versiegelungen und Grundierungen aus PMMA also insbesondere für Erneuerungs- und Instandsetzungsmaßnahmen, bei denen kurze Ausführungszeiten benötigt werden, sowie für Baumaßnahmen im Frühjahr und Herbst, bei denen Versiegelungen und Grundierungen aus Epoxidharz aufgrund der niedrigen Temperaturen nicht eingesetzt werden können.
In den vergangenen Jahren (Stand 2018) wurden mehr als 30 Baumaßnahmen nach Zustimmung im Einzelfall mit Versiegelungen oder Grundierungen auf der Basis von PMMA ausgeführt. Voraussetzung für die Zustimmung im Einzelfall war jeweils der prüftechnische Nachweis der grundsätzlichen Gleichwertigkeit der eingesetzten Systeme.
Für einen Bewährungsnachweis, aber auch zur Bestimmung der notwendigen Einbaubedingungen, wurde im Rahmen dieses Projektes eine Erfahrungssammlung ausgeführter Baumaßnahmen durchgeführt. Dabei wurden die Erfahrungen sowohl der Auftraggeber als auch der ausführenden Firmen bei 25 Baumaßnahmen erfasst und ausgewertet. Die überwiegend positiven Ergebnisse zeigen die grundsätzliche Anwendbarkeit von Versiegelungen und Grundierungen auf der Basis von PMMA für den beschriebenen Anwendungszweck. Außerdem konnte aus den Rückmeldungen eine Liste der baustoffspezifischen Besonderheiten abgeleitet werden, die für einen sicheren Einbau zu beachten sind.
Zwar ist der Beobachtungszeitraum der Erfahrungssammlung relativ kurz, jedoch handelt es sich bei den Versiegelungen und Grundierungen unter Polymerbitumen-Schweißbahnen grundsätzlich um eine bewährte Bauweise, es wird lediglich ein neuer, vom Regelwerk abweichender Baustoff für die Versiegelungen oder Grundierungen verwendet. Die eigentliche Dichtungsschicht, die Polymer-bitumen-Schweißbahn, bleibt unverändert. Daher wurde vom Arbeitsausschuss AA 7.7 „Brückenbeläge“ der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) der Entwurf eines ersten Regelwerkes erarbeitet. Es handelt sich hierbei um die „Hinweise für die Herstellung von Abdichtungssystemen aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung, Grundierung oder Kratzspachtelung aus PMMA für Ingenieurbauten aus Beton“ (H PMMA). In diesen Hinweisen werden die Erfahrungen der Hersteller, der einbauenden Firmen sowie der Auftraggeber der ausgeführten Baumaßnahmen zusammengefasst. Der Entwurf wurde zwischenzeitlich als Wissensdokument W1 von der FGSV eingeführt.
Mit dem ARS Nr. 21/2023 für das Sachgebiet 05.6: Brücken und Ingenieurbau; Brückenausstattung wurden Versiegelungen und Kratzspachtelungen aus PMMA zwischenzeitlich als eine weitere Regelbauweise eingeführt.By far the most frequently used waterproofing systems for concrete bridges in Germany (approx. 98 %) are the waterproofing systems according to ZTV-ING 6-1 (formerly ZTV-ING 7-1), consisting of a polymer bitumen welding membrane and a protective layer of mastic asphalt. The concrete surface is treated with an epoxy resin sealing to prevent the formation of bubbles during the welding of the polymer bitumen membrane or during the installation of the mastic asphalt protective layer.
The epoxy resins normally used in accordance with TL-BEL-EP require a minimum installation and curing temperature of approx. 8 °C and a maximum relative humidity of 85 % for installation and curing. For these reasons, waterproofing work on concrete bridges cannot usually be carried out properly in the period between October and March, although it would often be possible to install the actual waterproofing layer, the polymer bitumen sheeting, if adequate care is taken. The development of alternative sealings or primers that are less sensitive to low installation temperatures and/or moisture (rain, dew) would therefore be expedient for extending the installation period for waterproofing systems on bridges.
One possible solution to the above problem is the use of sealings or primers based on polymethyl methacrylate (PMMA), which can be installed almost independently of the temperature of the substrate.
While epoxy resins are cured by polyaddition (the two components resin and hardener react with each other to form the epoxy resin), PMMA is cured by polymerisation. An initiator (dibenzoyl peroxide) is added to the resin component (MMA) to start the reaction, during the subsequent reaction the MMA polymerises to PMMA. Depending on the amount of initiator added, the reaction is slower or faster.
In this way, it is possible to compensate for the temperature-related slowdown in curing by increasing the amount of initiator added and thus keep the curing time constant regardless of the temperature.
Due to the short and almost temperature-independent curing times, PMMA sealings and primers are therefore particularly suitable for renovation and repair work where short execution times are required, as well as for construction work in spring and autumn, where epoxy resin sealers and primers cannot be used due to the low temperatures.
In recent years (as at 2018), more than 30 projects have been carried out with PMMA-based sealings or primers following approval in individual cases. The prerequisite for approval in individual cases was proof of the fundamental equivalence of the systems used.
As part of this project, a collection of experience from completed projects was carried out to provide proof of suitability and to determine the necessary installation conditions. The experiences of both the client and the contractors were recorded and analysed for 25 projects. The predominantly positive results show the basic applicability of PMMA-based sealings and primers for the described application purpose. In addition, a list of special features specific to the construction material that must be observed for safe installation was derived from the feedback.
Although the observation period for the collection of experience is relatively short, the sealings and primers under polymer bitumen membranes are basically a tried and tested construction method; only a new building material that deviates from the regulations is used for the sealings or primers. The actual sealing layer, the polymer bitumen membrane, remains unchanged. For this reason, the AA 7.7 "Brückenbeläge" working committee of the Road and Transportation Research Association (FGSV) has produced a draft of the first set of regulations. These are the so called "Hinweise für die Herstellung von Abdichtungssystemen aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung, Grundierung oder Kratzspachtelung aus PMMA für Ingenieurbauten aus Beton" (H PMMA). These instructions summarise the experience of manufacturers, installers and clients of the construction work carried out. The draft has since been introduced as knowledge document W1 by the FGSV.
With ARS No. 21/2023 for the subject area 05.6: Bridges and civil engineering; Bridge equipment, PMMA sealings and scratch coatings have since been introduced as a further standard construction method
Verifizierung der Mischgutkonzeptionierung kaltgebundener bitumen-dominanter Tragschichten und Ableitung von Dimensionierungsgrundsätzen
Full text linkMit dem Ziel, weiterführende Erkenntnisse über die Möglichkeiten zur Dimensionierung von Straßenbefestigungen mit einer Kaltrecyclingschicht KRC zu erlangen, wurden im FE-Projekt 04 0329 Performance-Untersuchungen an Ausbauproben aus 10 Praxisstrecken (Bj 2003 – 2015) und an im Labor hergestellten Proben ermittelt und unter Anwendung aktueller Dimensionierungsaspekte bewertet. Vorrangig sollten solche KRC-Schichten betrachtet werden, die überwiegend mit bitumenhaltigem Bindemittel versehen wurden Die hieraus und aus ergänzenden Laboruntersuchungen gewonnen Erkenntnisse führten zu folgenden Erkenntnissen:
• Die Schichten der untersuchten Praxisstrecken hatten überwiegend nur noch schwache bitumen-dominate Materialeigenschaften
• Die Ausbauproben zeigten teilweise erhebliche optische und auch materialtechnologische Inhomogenitäten, die mit hoher Wahrscheinlichkeit auf den Herstellungsprozess in Situ zurückzuführen sind. Durch größere Sorgfalt (Auswahl der Maschinen und Optimierung der Arbeitsprozesse) sollte sich dies weitgehend vermeiden lassen.
• Die im Labor hergestellten Probekörper für Performance-Untersuchungen können in Form von Bohrkernen aus Platten entnommen werden, die mittels Walzsektor-Verdichtungsgerät hergestellt wurden. Bei geringen Anteilen an hydraulischem Bindemittel kann eine verlängerte Lagerungszeit (14 Tage) bis zur BK-Entnahme erforderlich sein
• Ein im europäischen Wissenschaftraum vorgeschlagener Dimensionierungsfaktor von 1,5 (Schichtdicke KRC/Schichtdicke Asphalttragschicht) lässt sich nach den vorliegenden Erkenntnissen sicher erreichen und kann mit entsprechenden rechnerischen Dimensionierungsnachweisen ggf. noch reduziert werden
• Spaltzug-Schwellversuche zur Bestimmung von Kennwerten zur Beschreibung des Steifigkeits- und Ermüdungsverhaltens gemäß TP Asphalt-StB, Teile 24 und 26 können uneingeschränkt für die Prüfung von KRC-Baustoffen eingesetzt werden Bei gleicher Mischgutzusammensetzung sowie Herstellung und Prüfung in zwei Laboren waren die Ergebnisse der Performance-Untersuchungen zudem sehr gut miteinander vergleichbar
• Mit zunehmender Lagerungsdauer erhöhen sich die Steifigkeiten (primär im hohen Gebrauchstemperaturbereich) und es verbessern sich die Ermüdungseigenschaften Die Ergebnisse lassen weiter vermuten, dass diese Entwicklung auch nach 180 Tagen noch nicht abgeschlossen ist. Mit Untersuchungen nach 28 Tagen wird das Potenzial einer KRC unterschätzt.
• Es deutet sich ein brauchbarer Zusammenhang zwischen dem aus statischen Spaltzugversuchen berechneten E-Modul bei 5 °C und den dynamischen Steifigkeiten bei dieser Temperatur an Hierin könnte eine vergleichsweise einfache bauvertragliche Nachweisführung liegen
Die umfassenden Untersuchungen im Rahmen des Forschungsprojektes konnten schlüssige und praxistaugliche Dimensionierungsgrundsätze belegen, mit denen kaltgebundene bitumen-dominanten Tragschicht in Zukunft zielsicher und wirtschaftlich als Tragschicht in einem Asphaltoberbau berücksichtigt werden können Da solche Schichten in besonderem Maße die Aspekte der Nachhaltigkeit und der Energieminimierung berücksichtigen, kann ein hohes Potenzial in der Anwendung gesehen werden, sodass eine zeitnahe Einbindung der Ergebnisse in das technische Regelwerk der FGSV empfohlen wird.With the aim of gaining further knowledge of the possibilities of dimensioning road pavements with a coldbound bitumen-dominant base course (KRC), performance tests were conducted in the FE project 04.0329 on samples collected from 10 practical stretches (built in 2003 - 2015) and on laboratory produced samples. Priority should be given to those KRC layers that have been predominantly bituminised. These were evaluated using current dimensioning aspects. The findings obtained from this and from supplementary laboratory tests led to the following conclusions:
• The practical section layers examined predominantly had only weak bitumen-dominant material properties.
• Some of the samples showed considerable optical and material-technological inhomogeneities, which are most likely referable to the in-situ production process. This should largely be avoidable through greater care (selection of machines and optimisation of work processes).
• The test specimens produced in the laboratory for performance studies can be taken in the form of cores from slabs produced by means of rolling sector compaction equipment. In the case of low proportions of hydraulic binder, an extended storage time (14 days) may be required befores the core can be extracted.
• A dimensioning factor of 1.5 (layer thickness of KRC/layer thickness of asphalt base course) proposed in the European scientific community can be safely achieved according to the available findings and can if necessary be reduced with corresponding mathematical dimensioning proofs.
• Dynamic indirect tensile test for the determination of characteristic values for the description of stiffness and fatigue behaviour according to TP Asphalt-StB, Parts 24 and 26 (EN 12697-24/26) can be used without restrictions for the testing of cold recycling construction materials. With two different laboratories using the same mix composition as well as production and testing methods in, the results of the performance tests had a very good comparability.
• With increasing storage time, the stiffnesses increase (primarily in the high service temperature range) and the fatigue properties improve. The results also suggest that this development is not yet complete after 180 days. Investigations after 28 days underestimate the potential of a KRC.
• A viable correlation between the modulus of elasticity at 5 °C calculated from static indirect tensile tests and the dynamic stiffnesses at this temperature can be implied. This could be a relatively simple verification for construction contracts.
With the comprehensive investigations within the framework of the research project it was possible to prove conclusive and practicable dimensioning principles. These will allow cold-bound bitumen-dominant base courses to be considered as base courses in an asphalt superstructure in a targeted and economical manner in the future. Since such layers particularly take into account the aspects of sustainability and energy minimisation, a high potential can be seen in the application, so that an instant integration of the results into the technical regulations of the FGSV is recommended
Practical-oriented distribution of spreading material on federal highways
Full text linkZiel des Forschungsprojektes war es, neue Möglichkeiten zur zuverlässigen Streustoffausbringung unter den gegebenen Praxisbedingungen zu erkunden.
Die im Rahmen des Forschungsprojektes durchgeführten Recherchen in der Fachliteratur und Auswertung von Herstellerunterlagen zeigten, dass Mineraldüngerstreuer einen hohen Stand der Technik erreicht haben. Die dabei genutzten Techniken ermöglichen eine Präzisionsstreuung der Mineraldünger. Allerdings sind die Anwendungsbedingungen, unter denen die Dünger in der Landwirtschaft und die Streustoffe im Straßenwinterdienst ausgebracht werden, stark unterschiedlich. Die hohen Fahrgeschwindigkeiten beim Winterdienst erzeugen einen Fahrtwind, der das Streubild beeinflusst, aber bei Mineraldüngerstreuern fehlt. Außerdem werden Mineraldünger trocken ausgebracht, während Salz meist mit Sole angefeuchtet wird und als Feuchtsalz gestreut wird. Die auf einem Rotationsprüfstand für Mineraldünger durchgeführten Tests mit Auftausalzen haben gezeigt, dass die für Düngerstreuer verfügbare elektronische Massenstromregelung auch für Salzstreumaschinen eine sehr interessante Option zur Konstanthaltung der Streudichte während Streufahrten darstellen.
Die jährlich notwendige Überprüfung und Justierung der Streustoffdosierung von Streumaschinen erfolgt entsprechend den Vorgaben der DIN EN 15597-2 durch statische Prüfungen. Die Durchführung erfolgt nach dem „Trial-and-Error“-Prinzip, solange bis die Einstellwerte für die Drehzahlen der Förderschnecke und der Solepumpen die korrekten Streumengen ergeben. Dieses Verfahren ist bei den meisten Streumaschinen sehr zeit- und personalaufwendig. Es wird deshalb vorgeschlagen, das Verfahren dadurch zu verkürzen, indem nach Feststellung vom Sollwert abweichender Massenflüsse, die Ist-Werte in das Bedienterminal eingegeben werden. Der integrierte Computer errechnet anschließend die für die Sollwerte notwendigen Drehzahlen und stellt diese selbst ein. Diese interne Justierung sollte künftig als Anforderung an Streumaschinen gestellt werden.
Die Ermittlung der physikalischen Kenngrößen hat bestätigt, dass die Schüttdichten der normgerechten Auftausalze, trotz unterschiedlicher Kornklassen, bei sehr geringen Feuchtigkeitsgehalten ähnlich sind, und bei den Streumaschinen meist keine unterschiedlichen Einstellungen der Förderschnecken und Solepumpen erfordern. Den größten Einfluss auf die Schüttdichten und damit auf die Salzdosierung hat die Salzfeuchte. Höhere Feuchtigkeitsgehalte vermindern die Schüttdichte. Dies unterstreicht die Notwendigkeit der Beschaffung von trockenen Auftausalzen und deren trockener Lagerung in den Meistereien. Allerdings ist bei Steinsalzen eine Restfeuchte in der Größenordnung von 0,2 % bis 0,3 % zu fordern. Dies vermindert Staubemissionen bei der Einlagerung, bei der Fahrzeugbeladung und bei Trockensalzstreuungen.
Die Prüfung der Streustoffverteilung erfolgt bei einer dynamischen Prüfung im Rahmen der Typprüfung von Streumaschinen. Dieser damit verbundene hohe zeitliche Aufwand kann bei der jährlichen Streubildprüfung nicht geleistet werden. Deshalb sind bislang Standprüfungen und Hinterherfahrten üblich. Um die Streustoffverteilung bei Bedarf zu verbessern, wird vorgeschlagen, bei Hinterherfahrten ein Fern-Bedienpult einzusetzen, mit dem Streubildlagen verändert werden können. Tests auf einem Rotationsprüfstand für Mineraldünger haben zwar gezeigt, dass Streubilder mit Trockensalz durch Radarsensoren sehr gut erfasst werden können. Allerdings ist die Radartechnologie nicht in der Lage Windeinflüsse zu kompensieren und wegen der erwarteten Verschmutzung der Sensoren bei der Feuchtsalzausbringung sind Fehlmessungen zu erwarten. Die Radartechnologie wird deshalb derzeit nicht für den Einsatz bei Winterdienst-Streumaschinen empfohlen.
Die derzeitig große Vielfalt an unterschiedlich gestalteten Bedienpulten ist Folge der Beschaffungspraxis für Streumaschinen. Die in der DIN EN 15597-1 festgelegten Anforderungen an die Betriebs- und Steuersysteme von Streumaschinen berücksichtigen dabei die Nutzerfreundlichkeit nicht ausreichend. Die kurzen Einsatzzeiten im Winterdienst machen es für die Winterdienstfahrer schwer, sich an in einer Meisterei vorhandene unterschiedliche Streumaschinen und deren Bedienpulte anzupassen. Um diese Situation im Hinblick auf die Nutzerfreundlichkeit zu verbessern, wurden deshalb nach Auswertung der im Laufe dieses Forschungsprojekts über die Bedienpulte gesammelten Informationen ergänzende Anforderungen an Bedienpulte formuliert. Diese Verbesserungen betreffen primär die Vereinheitlichung der Ergonomie der Bedienoberfläche für die Winterdienstfahrer.The aim of the research project was to explore new options for reliable spreading material application under the given practical conditions.
The searches in the specialist literature and evaluation of manufacturer documents carried out as part of the research project showed that mineral fertilizer spreaders have reached a high level of technology. The techniques used enable precision spreading of the mineral fertilizers. However, the application conditions under which the fertilizers in agriculture and the spreading materials in road winter service are applied are very different. The high driving speeds during winter service create a headwind that influences the spreading pattern but is absent with mineral fertilizer spreaders. In addition, mineral fertilizers are applied dry, while salt is usually mixed with brine and spread as pre-wetted salt. The tests with de-icing salts carried out on a rotary test bench for mineral fertilizers have shown that the electronic mass flow control available for fertilizer spreaders is also a very interesting option for salt spreaders to keep the spreading density constant during spreading.
The annual check and adjustment of the spreader metering of spreaders is carried out according to the specifications of DIN EN 15597-2 by static tests. It is carried out according to the "trial-and-error" principle until the setting values for the speed of the screw conveyor and the brine pumps result in the correct spread rates. This process is very time-consuming and labor-intensive for most spreaders. It is therefore proposed to shorten the process by entering the actual values into the operating terminal after mass flows that deviate from the target value have been determined. The integrated computer then calculates the speeds required for the setpoints and sets them itself. This internal adjustment should be a requirement for spreaders in the future.
The determination of the physical parameters has confirmed that the bulk densities of the standard-compliant de-icing salts, despite different particle sizes, are similar at very low moisture levels, and that the spreaders usually do not require different settings for the screw conveyors and brine pumps. The salt moisture has the greatest influence on the bulk densities and thus on the salt dosage. Higher moisture levels decrease bulk density. This underscores the need to procure dry de-icing salts and store them in a dry place in the maintenance depots. However, in the case of rock salt, a residual moisture content of around 0.2% to 0.3% is required. This reduces dust emissions during storage, when loading vehicles and when spreading dry salt.
The spreading material distribution is checked during a dynamic test as part of the type testing of spreading machines. This associated high expenditure of time cannot be afforded with the annual spread pattern check. For this reason, standing tests and driving behind have been common up to now. To improve the spreading material distribution if required, it is suggested that a remote-control panel be used when driving behind, with which the spreading pattern positions can be changed. Tests on a rotary test stand for mineral fertilizers have shown that spreading patterns with dry salt can be recorded very well by radar sensors. However, radar technology is not able to compensate for wind influences and incorrect measurements are to be expected due to the expected contamination of the sensors when spreading pre-wetted salt. Radar technology is therefore currently not recommended for use with winter road spreaders.
The current large variety of differently designed control panels is a result of the procurement practice for spreaders. The requirements for the operating and control systems of spreaders specified in DIN EN 15597-1 do not sufficiently take user-friendliness into account. The short operating times in winter service make it difficult for winter service drivers to adapt to the different spreaders and their control panels in a workshop. To improve this situation with regard to user-friendliness, additional requirements for control panels were formulated after evaluating the information collected about the control panels in the course of this research project. These improvements primarily relate to standardizing the ergonomics of the user interface for winter service drivers
Das Potenzial von Verkehrsnebenflächen zur Förderung der Biodiversität und ihre Rolle bei der Ausbreitung gebietsfremder Arten - Untersuchungsraum Berlin
Full text linkDas 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.The aim of the project was to obtain an inventory of biotope types, vegetation, and selected animal groups along the three traffic route types: roads, railways, and waterways. The goal was to create a basis for i) the optimization of measures to promote biodiversity, ii) improving the ecological connectivity of traffic routes across all modes of transport, and iii) the goal-oriented and cost-effective control of neobiota.
The study area was located in the west of Berlin. It was characterized by its proximity to the conurbation of Berlin and the prevailing sandy soils, which is why forestry and settlements dominated.
The biotope mapping confirmed that almost half of the study area was taken up by paved areas and settlements. Forests made up a further third. Due to the Havel River and associated lakes, water bodies accounted for a comparatively high proportion of 8.2 %. This was also reflected in the high distribution of wetland habitats and their high connectivity.
The infrastructure habitats adjacent to railways - and to a lesser extent adjacent to roads - contributed to an improvement in the spatial continuity of open dry habitats, but not for woody habitats. Endangered habitat types accounted for a high proportion of infrastructure habitats (65 % on railways, 31 % waterways), but were mainly found outside of them. On railways and roads, these were mainly ruderal sites and dry sandy grasslands, while on waterways they were riparian zones. In terms of their ecological value and the occurrence of disturbances, infrastructure habitats did not differ from reference sites, even if waste deposits were found in higher abundance near roads. A particular significance of traffic routes for the occurrence and spread of neophytes was not confirmed at the biotope type level.
The vegetation surveys showed a broad spectrum of vegetation units of dry, fresh and moist types, in accordance with the natural features of the area. Due to the admixture of ruderal species, the number of species tended to be higher on infrastructure habitats than on areas outside of them. Regionally rare species were observed in the study area mainly on nutrient-poor grasslands outside of infrastructure habitats. Adjacent to traffic routes, these species were mainly found in intensively maintained areas, which can be attributed to nutrient deprivation or special site characteristics. Extensively maintained areas showed a greater diversity of vegetation types than intensively maintained areas.
Neophytes were mainly found on fresh sites, where fast-growing species find good conditions. While neophytic woody plants, such as ash-maple and robinia, were more common on infrastructure habitats near traffic routes, other species, such as goldenrod, showed higher coverage on areas away from them. These observations underline the fact that local site conditions and maintenance influence the occurrence of neophytes in a species-specific manner. Accordingly, nutrient-poor grasslands had higher proportions of neophytes in intensively maintained areas, while goldenrods showed higher cover in extensively maintained areas.
In the faunistic surveys, the waterways stood out with different species communities and higher numbers of species, especially for birds and ground beetles. This is probably due to the special habitat quality resulting from the location of the study areas on the Havel with accompanying wetland habitats. In contrast, the species communities of birds, spiders and ground beetles along railways and roads were similar. Species with generalist habitat requirements predominated. The traffic route sites did neither have reduced species numbers nor abundances in comparison with corresponding references. Only individual bird species showed reduced territory densities along busy roads. The sand lizard, on the other hand, benefited from the adjacent areas along railways and roads.
In summary, the results of the present study do not provide any indications that infrastructure habitats should not be developed ecologically. There was no evidence of a generally higher or reduced diversity of the species groups studied. However, individual species can be influenced both positively and negatively by traffic-related effects. This also applies to individual neophyte species, but not to neophytes in general. In conjunction with other studies, it became clear that the potential of infrastructure habitats for biodiversity is strongly influenced by the extent to which their site characteristics and biotope features differ from those of the surrounding area. In particular, if the habitats found along traffic routes are rare in the surrounding landscape, secondary traffic areas can make a significant contribution
Nachhaltigkeit des Bundesfernstraßenbaus – Entwicklung eines Monitoringkonzepts zur Implementierung eines Lärmindikators
Full text linkIm 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.As part of the realisation of a concept for monitoring the sustainability goals relevant to federal road construction, an indicator for assessing the noise impact (short: noise indicator) is to be developed and tested. For this purpose, a target-oriented method is to be elaborated for the applicable assessment parameter “Noise exposure in persons or residential units on routes (number or proportion) above a limit value or by level class” for federal roads. Therefore, different variants are first to be determined that could be considered for use. There are three possible approaches:
The first proposal draws on input data from noise mapping. With the help of this database, a calculation model can be developed that includes the mapped federal trunk roads (with more than 3 million vehicles per year). However, limiting the model to the area to be mapped is not expedient if federal trunk roads with lower traffic volumes are also to be included in the calculation of the noise indicator. The second proposal uses a model that is (at least partially) independent of the noise mapping. Freely available data is used. This approach is also necessary, for example, to supplement the noise mapping with the federal highways that have not yet been mapped. The lack of or insufficient information on noise barriers is particularly critical, as these contribute significantly to noise reduction and are priority noise reduction measures in noise abatement. A lack of noise barriers would therefore make an assessment of noise abatement measures obsolete. The third proposal is based on using the calculation runs of the noise mapping to obtain partial results for the sources of the federal trunk roads.
The methods developed were tested in the model region of Schleswig-Holstein. For this purpose, both the noise mapping model was evaluated and an independent calculation model was developed. The methods were compared and evaluated on the basis of suitable criteria. Overall, there are different approaches, which must be evaluated very differently with regard to the assessed criteria. In terms of accuracy, a model that is independent of the noise mapping is recommended in order to include roads that have not yet been mapped. At present, however, the data basis for noise barriers is still very inadequate. A statistical model based on the results of the noise mapping offers comparatively good results with little effort. It is advantageous here if the proportion of federal trunk roads is not determined statistically, but comes from separate calculations. At least a one-off survey per federal state would be recommended as a minimum. Ideally, this data should be collected regularly as part of noise mapping.
It can be stated that although a calculable model can be built on nationally available data with a current database, without manual corrections the model quality can largely not meet the requirements of calculation models for noise mapping or even areas of application with higher quality requirements. It is recommended that the calculation results of noise mapping should initially be used to assess the noise impact on federal trunk roads. In the medium term, however, efforts should be made to sustainably optimize the provision of data. This data would then also be available nationwide for the application of the noise indicator. If all the necessary data were available, a model of sufficient quality could be generated in a reproducible manner. A good data basis for the federal trunk road network also offers advantages in the creation of noise mapping. In addition, other applications in the vicinity of federal trunk roads, for example in noise remediation, can also be covered very well
Effects of road markings on traffic safety
Full text linkAn 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.Road markings have to conform to a wide range of requirements in terms of daytime and nighttime visibility. Despite the specifications, there is a wide range in actual appearance of longitudinal road markings in the field.
Aim of the research project was to investigate the influence of longitudinal markings on rural roads on safety-related driving behavior measures and thus on road safety during day and night, with a focus on curve passages.
The approach included investigations of driving performance in the driving simulator as well as on road sections in the field. Different variations of cross-section widths and road markings of varying visibility were simulated in the laboratory under different lighting conditions (day/night). In addition to the driving behavior, the subjects' assessment of the safety and difficulty of the driving task was surveyed for the tested variants. On the rural road sections, the results of the simulator study were validated by comparing the driving behavior before and after the renewal of road markings for selected curves.
Results of the driving simulator study show that high visibility of the longitudinal markings has a positive effect upon lane keeping in right-hand curves without a centerline and in left-hand curves with a centerline during both day and night. Increases in speeds were observed only at night on sections without a centerline.
The investigation of average speeds and lane keeping on the measured sections confirmed that only on curves without centerline at night do drivers choose a higher speed after renewal of the marking, which is associated with more undesirable lane keeping behavior. With regard to lane keeping, it was found that all curves considered, with the exception of curves without a centerline at night, benefited from the renewal of the marking and that there was a significantly higher proportion of ideal and normal lane keeping when passing through curves.
Overall, the positive effects of markings with good visibility on lane keeping, observed in the simulator, were confirmed in the field study. The effects were more pronounced in the field.
As a result of the project, no need for changes or additions to the current ZTV M (FGSV, 2013) is seen. However, it became clear that poorly visible markings can have a significant negative impact on lane keeping. Therefore, monitoring the condition of markings on rural roads is suggested to be intensified
Psychologisch-technische Anforderungen an einen Teleoperatorarbeitsplatz
Full text linkMit 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.With teleoperation technology, a vehicle can be supported and controlled remotely, i.e. from outside the vehicle. In this way, for example, autonomous vehicles can be assisted in situations in which the autonomous function reaches its limits. Other exemplary areas of application for this type of vehicle control are teleoperated cabs or car-sharing vehicles.
During teleoperation, information on the vehicle's condition and environment, such as sensor data and video images, is transmitted from the vehicle to a control center. There, the data is made available to a human remote operator who generates support or control commands. These are then sent back to the vehicle for execution. A distinction is made between remote driving and remote assistance. In the case of remote driving, the remote operator carries out the longitudinal and lateral control directly by controlling the driving speed and steering from a control station using the information transmitted from the vehicle. With remote assistance, the remote operator supports the automated driving system by, for example, specifying waypoints, selecting trajectories or modifying sensor information, allowing the vehicle to continue driving autonomously.
The tasks of a remote operator differ from manual control by a person in the vehicle. Accordingly, the requirements the remote operator has to meet are not the same as those applying for a driver located in the vehicle. The greatest challenges in teleoperation lie in the latencies that occur during data transmission and the need for the remote operator to have sufficient situation awareness. It must also be ensured that the operator's workload does not exceed an acceptable level and that the resulting driving performance is comparable to that of a manual vehicle control by a driver in the vehicle.
This research report focuses on what a suitable workstation for remote drivers and remote assistants should look like in order to meet the aforementioned challenges. The aim is firstly to derive well-founded minimum requirements for the design of teleoperation workstations used for remote driving and remote assistance, and secondly to specify requirements for experimental workstations that could be used as research tools to answer open research questions in the field.
In order to achieve this goal, a comprehensive literature analysis of the current state of research on human-machine interaction in the teleoperation of vehicles is carried out. Subsequently, existing teleoperation workstations are described and categories of workstation subsystems are derived that are relevant for the specification of requirements. The results show that it is not or only partially possible to derive empirically based minimum requirements for the design of teleoperation workstations due to the current state of research. In order to derive minimum requirements nonetheless, in addition to empirical evidence, requirements are also derived on the basis of best practices (state of the art) and the current legal situation (e.g. for type approval of vehicles, workplace design).
The resulting minimum requirements for the design of teleoperator workstations are defined with regard to the following areas: visualization (e.g. 180° horizontal front field of view, displaying the driving trajectory of the ego-vehicle), spatial design, acoustic representation of the driving situation, workstation incl. controls, assistance systems (e.g. triggering of minimal risk maneuvers, lane keeping assistance), graphical user interface (e.g. information on driving and vehicle status), monitoring of teleoperation (e.g. data recording, attention detection, incident management), communication connection (e.g. latency < 300 ms, communication with other persons) and acceptance of workstation (e.g. comfort, driving safety).
Based on the specified requirements for an experimental workstation, a concrete technical concept for a prototype workstation is developed. This concept was realized and enables the teleoperation of a virtual vehicle using driving simulation. With the help of this flexible and expandable demonstrator, a number of research questions can be answered that are central to future safe, efficient and accepted teleoperation. Based on the results of future research on human-machine interaction in teleoperation, the requirements presented in this report should be iteratively adapted. The same applies to technical developments that significantly change remote vehicle guidance
Optimierung der Kompositbauweise (Durchgehend bewehrte Betondecke mit dünner flexibler Deckschicht)
Full text linkIn einer Vielzahl von bereits existierenden Regelwerken werden Teilaspekte der Kompositbauweise behandelt. Eine exakte Übernahme der einzelnen Regelungen in ein Gesamtwerk ist jedoch nicht möglich, da die vorhandenen Regelungen auf die Besonderheiten der Kompositbauweise „zugeschnitten“ werden müssen. Eine Katalogisierung bestehender Strecken zeigte, dass alle durchgehend bewehrten Betonfahrbahndecken (DBBD) im öffentlichen deutschen Straßennetz mit Asphalt überbaut wurden und bisher ohne nennenswerte Schäden unter Verkehr sind. Die im Ausland gewonnenen Erfahrungen mit DBBD sind ebenfalls überwiegend posi-tiv. Die Übertragung der dort gewonnenen Erkenntnisse zur Kompositbauweise und deren Verankerung im deutschen Regelwerk erscheinen zielführend. Wichtige Er-kenntnisse zum Schichtenverbund zwischen Beton und Asphalt wurden in einer Versuchsreihe an Bohrkernen aus den Versuchsstrecken durch statische und dy-namische Abscherversuche gewonnen. Im Ergebnis haften die Asphaltmischguts-orten MA, SMA LA und SMA am besten auf einer Betonunterlage. Durch numeri-sche Simulationen mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente wurden Spannun-gen und Verformungen in der Konstruktion untersucht. Die Ergebnisse dieser Un-tersuchungen bildeten die Basis für die Herstellung großformatiger Kompositprobe-körper, die im Überrollversuchsstand vertieft hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit untersucht wurden. Zur Ausführung einer Versuchsstrecke in Kompositbauweise auf der BAB A5 bei Bruchsal im Jahr 2015 wurde ein umfang-reiches Anforderungskonzept erarbeitet. Die Baumaßnahme wurde begleitet und dokumentiert. Zur Untersuchung der Stahlspannungen, der Temperaturverteilung in der Fahrbahndecke sowie der Bewegung der Endbereiche wurden zwei Mess-stellen errichtet. Die Entwicklung der Erprobungsstrecke kann somit umfassend während ihrer Liegedauer messtechnisch dokumentiert werden und weitere Er-kenntnisse zur Kompositbauweise und der durchgehend bewehrten Betonfahr-bahndecke gewonnen werden.In a serious of already existing regulations partial aspects of composite construc-tions are treated. However, an exact transfer of individual rules in common docu-ment is not possible, since the existing policies need to be adjusted to the specific nature of the composite construction. A cataloging of existing routes showed that all continuously reinforced concrete pavements (CRCP) of the German public road network were covered with asphalt layers and are still in use without significant damages. Abroad the gained experience with CRCP is also mostly positive. The transfer and integration of the gained knowledge about composite constructions into the German regulations appear effective. Important perceptions about layer bonding between concrete and asphalt were won through a series of tests on drilling cores from the test tracks through static and dynamic shear tests. The results have shown, that the asphalt mix types MA, SMA LA and SMA adhere best on a concrete base. Through numerical simulations using the finite element method stresses and de-formations in the construction were investigated. The results of these studies formed the basis for the production of large-sized composite samples that were examined more precisely in tests in the wheel tracking machine to check their load-bearing capacity and durability. In 2015 an extensive request concept was developed to per-form a test track in composite construction on the A5 motorway near Bruchsal. The construction work was accompanied and documented. Two measuring points were built to investigate the steel stresses, the temperature distribution in the pavement and the movement of the end sections. Thus the development of the test tracks can be fully documented by measurement during their lifetime and further insights can be obtained about the composite construction and continuously reinforced concrete pavement