Organogene Böden oder Böden mit organischen Beimengungen sind im straßenbautechnischen Regelwerk (TL BuB E-StB 20) als Erdbaustoff nicht vorgesehen Fallen sie allerdings als Aushubmaterial lokal innerhalb einer Baumaßnahme an und wurden die Eignung und die Einbaubedingungen gesondert untersucht und bestätigt, können nach ZTV E-StB 17 im Einvernehmen mit dem Auftraggeber Böden der Bodengruppen OU und OT in Schutzwällen oder Dämmen im Straßenunterbau eingesetzt werden Voraussetzung ist dabei stets, dass die Eignung nachgewiesen wurde In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass Böden der Bodengruppen OH und OK in den ZTV E-StB 17 nicht erwähnt sind, diese aus fachlicher Sicht aber in derselben Weise wie die Böden OU und OT behandelt werden können Gerade die geforderten Eignungsnachweise stellen die Baupraxis allerdings vor erhebliche Herausforderungen, da einerseits nur wenige bautechnische Erfahrungen mit diesen speziellen Böden vorliegen und andererseits die relevanten Regelwerke zur Untersuchung dieser Böden für bautechnische Zwecke nicht auf deren besondere Eigenschaften abgestimmt sind Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens war daher, die bestehenden Vorgaben der Regelwerke für die Anwendung auf organogene Böden zu überprüfen und Hinweise zur Durchführung von Eignungsuntersuchungen an Böden mit organischen Beimengungen bzw. organogenen Böden zu geben. Zur Überprüfung der Anwendbarkeit der für eine erdbautechnische Beurteilung erforderlichen bodenmechanischen Untersuchungen an Böden mit organischen Beimengungen wurden zum einen Versuche zur Klassifizierung (Wassergehalt, Glühverlust, Korngrößenverteilung, Plastizitätsgrenzen, Korndichte) und zum anderen Untersuchungen zur Verdichtbarkeit, zum Scherverhalten, zum Last-Verformungs-Verhalten und zur Wasserdurchlässigkeit durchgeführt Für die klassifizierenden Untersuchungen wurden sechs Versuchsböden herangezogen, wobei es sich um vier feinkörnige Böden (Bodengruppe OT nach DIN 18196:2011-05) und zwei gemischtkörnige Böden (Bodengruppe OH nach DIN 18196:2011-05) handelte. Der organische Anteil der sechs Böden (Glühverlust) betrug zwischen ca. 16 % und 30 % Die weitergehenden bodenmechanischen Untersuchungen wurden an drei Böden, einem feinkörnigen Boden und zwei gemischtkörnigen Böden, durchgeführt Anhand der durchgeführten experimentellen Untersuchungen wurden Besonderheiten bei der Versuchsdurchführung an Böden mit organischen Beimengungen herausgearbeitet und Empfehlungen für Eignungsuntersuchungen gegeben.

Die Verkehrsbeeinflussung auf Autobahnen erfolgt mittels proaktiver und reaktiver Maßnahmen, die z.B. über Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) umgesetzt werden können. Die Grundlage hierfür bilden die Messdaten der lokalen Verkehrsdatenerfassung (VDE), die derzeit an Messquerschnitten (MQ) erfolgt, in der Regel in Abständen von 1,5 bis 2,5 km. Allgemein profitiert die Erkennung von Verkehrssituationen davon, je besser die räumlich-zeitliche Datengrundlage ist, da z. B. Verkehrsdichtewellen hochgenau identifiziert und ihre Verläufe beobachtet werden können. Derzeit kommen hauptsächlich reaktive Maßnahmen zur Anwendung, da räumlich-zeitlich hochaufgelöste Daten, die für eine möglichst gute Verkehrs(zustands)prognose benötigt werden, noch nicht bzw. nicht flächendeckend und mit ausreichender Qualität vorliegen und somit auch wenige Erfahrungen mit einer solchen Datengrundlage bestehen. Für proaktive Maßnahmen werden häufig kurzfristige bis mittelfristige Verkehrszustandsprognosen bemüht. Diese Voraussagen könnten durch räumlich-zeitlich detailliertere Daten verbessert werden. Um weitere Erkenntnisse zu einer solchen Datenerfassung mit hohem Detaillierungsgrad zu generieren, wurde in diesem Forschungsvorhaben ein Erhebungskonzept erarbeitet, mit dem Daten in entsprechenden Detaillierungsgrad erfasst werden können und welches für spezifische Einsatzmöglichkeiten robust, ausreichend genau und wirtschaftlich ist, um es vor allem für SBA-Optimierungen einzusetzen. Das Konzept wurde an ausgewählten Untersuchungsstrecken (je ein Streckenabschnitt mit und ohne SBA) getestet. Mit dieser Datengrundlage wurde eine Methodik entworfen, mittels der die Wirksamkeit von SBA bewertet werden kann. Als weiteres Ergebnis dieser Untersuchung werden Empfehlungen für den Einsatz der verschiedenen, untersuchten Erhebungsmethoden (für Offline-Analysen der SBA-Wirksamkeit und einen Online-Einsatz) gegeben sowie ein Ausblick, wie diese Daten zukünftig genutzt werden könnten. Das entwickelte Erhebungskonzept wurde an einem Streckenabschnitt auf der A44 zwischen der AS Unna-Ost und dem AK Werl umgesetzt. Merkmale dieser Referenzstrecke sind eine Länge des Streckenabschnitts zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anschlussstellen von bis ca. 13 km, ein MQ-Abstand im Bestand von ca. 1,5 km, ein Querschnitt mit durchgehend zwei Fahrstreifen und Aggregationsintervalle der lokalen Messdaten in der Verkehrsrechnerzentrale von einer Minute. In der Untersuchung wurde die lokale Verkehrsdatenerfassung der SBA für 14 Tage durch Seitenradar-Detektoren (SRD) so ergänzt, dass je Fahrtrichtung auf 2,5 km eine Verdichtung der lokalen Verkehrsdatenerfassung auf MQ-Abstände von 250 m vorlag. Des Weiteren wurden an zwei Tagen im selben Zeitraum für jeweils ca. drei Stunden Kameras mit Automatic Number Plate Recognition- (ANPR-) Technik zur Reisezeitmessung über Kennzeichenanalyse an zwei Querschnitten mit ca. einem Kilometer Abstand installiert sowie für den gesamten Zeitraum und Streckenabschnitt hochaufgelöste Floating Car Data (FCD) zugekauft. Für einen Teilabschnitt von ca. 1,5 km Länge wurden im gleichen Zeitraum wie die ANPR-Systeme mit Drohnen an vier Standorten gleichzeitig und mit überlappenden Sichtbereichen Luftbildaufnahmen vom Verkehr gemacht. Die so erhobenen Daten liegen je Erhebungsmethode in jeweils spezifischer Kombination räumlich-zeitlicher Diskretisierung vor. Für eine integrierte Analyse wurden die Daten in eine Datenbank überführt und in ein einheitliches räumlich-zeitliches Raster aufbereitet. Hierfür wurde der gesamte Streckenabschnitt in Segmente mit einer Länge von 250 m bei Zeitschritten von 10 s aufgeteilt, die wiederum in Subsegmente von 25 m Länge und 1 s unterteilt waren. Die Datenauswertungen ergaben: •Mit einer Verdichtung der lokalen VDE durch SRD können hochwertige lokale Geschwindigkeitsinformationen gesammelt werden. Auch die Verkehrsmengendetektion gelingt an zweistreifigen Richtungsfahrbahnen recht zuverlässig, bedarf aber gewisser Maßnahmen zur Qualitätssicherung. Der Einsatz von SRD ist sowohl für den Online-als auch für den Offline-Betrieb geeignet. Aus wirtschaftlichen Gründen ist die Anzahl der Geräte und somit auch der Erfassungsbereich bzw. der Verdichtungsgrad anwendungsbezogenen Begrenzungen unterworfen. •Reisezeiten aus ANPR weisen eine sehr hohe Güte auf. Das gilt prinzipbedingt auch für größere Abstände zwischen zwei ANPR-Querschnitten, die jedoch Einbußen hinsichtlich räumlicher Auflösung und größere zeitliche Latenzen nach sich ziehen. Letztgenannter Punkt ist insbesondere bei Online-Anwendungen zu beachten. Reisezeiten aus ANPR als Ergänzung zur lokalen Verkehrsdatenerfassung sind daher sowohl für den Offline- als auch für den Online-Einsatz wertvoll. •Hochaufgelöste (Basis Einzelfahrzeuge) FCD bilden Verkehrsabläufe und -zustände auf Basis von Geschwindigkeitsdaten im Streckenverlauf ab. Obwohl FCD nur für eine kleine Teilmenge des Verkehrs vorliegen, konnte in dieser Untersuchung beobachtet werden, dass diese Teilmenge bereits ausreicht, um räumlich-zeitlich sehr detaillierte Informationen zum Verkehrszustand zu gewinnen, insbesondere im räumlich-zeitlichen Umfeld um verkehrliche Störungsereignisse. Die Kopplung dieser Daten mit lokalen Verkehrsdaten ermöglicht die Schätzung von über das Fahrzeugkollektiv summierter Reisezeiten. FCD als Ergänzung zur lokalen Verkehrsdatenerfassung sind somit sowohl für den Offline- als auch für den Online-Einsatz wertvoll. •Die Daten aus den mit Drohnen aufgenommenen Luftbildern zeigen eine besonders gute räumlich-zeitliche Auflösung der Verkehrskenngrößen für das gesamte Verkehrskollektiv. Durch den großen Organisations- und Personalaufwand ist der Einsatz von Drohnen jedoch nur auf einen sehr eingeschränkten Strecken- (max. 3 km) sowie Zeitbereich (max. 3 Stunden) und auch lediglich für Offline-Anwendungen zu empfehlen, wenn detaillierte Erkenntnisse zum beobachteten Engpass gewonnen werden sollen. Das hier entwickelte Erhebungskonzept bzw. einzelne der vorgestellten Erhebungsmethoden eignen sich grundsätzlich auch für die Anwendung auf anderen Strecken. Für jede Erhebungsmethode sind die spezifischen Randbedingungen für den vorliegenden Einsatzzweck zu prüfen und die tatsächliche Wirtschaftlichkeit der Maßnahme zu prüfen.

Eine verlässliche flächendeckende Erfassung der tatsächlichen Verkehrslasten ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere mit Bezug auf die Bewertung der Fahrbahnbeanspruchung und die verlässliche Ermittlung der Restlebensdauer von Brückenbauwerken. Zudem bildet sie eine gute Grundlage für die Planung und Durchführung von Überladungskontrollen. Um das relativ kleine Netz an stationären Achslastmessstellen im deutschen Bundesautobahnnetz zu ergänzen, bieten sich mobile Bridge Weigh-In-Motion (B-WIM) Systeme an. Diese sehen die Messung von Dehnungen an Brückenbauwerken vor, aus denen mit mathematischen Methoden und unter Berücksichtigung mechanischer Zugzusammenhänge die Achslasten ermittelt werden. Die Brücke dient praktisch als ”Waage” für den Verkehr, der sie überquert. Solche Systeme sind mobil und können mit vertretbarem Aufwand für Kurzzeitmessungen installiert und abgebaut werden. Das Hauptziel des Projektes war die Entwicklung eines Konzepts zur Integration von Achslast-messdaten aus temporären B-WIM Messungen in die bestehende Datenbasis der stationären Achslastmessstellen in Deutschland. Der Fokus lag hierbei insbesondere auf der Ermittlung des erforderlichen Umfangs und der Mindestdauer einer B-WIM Messung im flächendeckenden Kontext. Um diese Fragestellungen zu adressieren, wurden einerseits 12 Jahresdatensätze von im deutschen Autobahnnetz verteilten stationären Achslastmessstellen verwendet. Andererseits wurden B-WIM Messungen an 18 Brückenbauwerken auf drei Streckenzügen (A2, A4 und A9) über einen Zeitraum von mindestens zwei Wochen durchgeführt. Die Untersuchungen bzgl. der erforderlichen Mindestdauer einer B-WIM Messung basieren auf den Messdaten der stationären Messstellen, während die im Projekt erfassten B-WIM Daten als Grundlage zur Ermittlung des erforderlichen Umfangs an ergänzenden B-WIM Messungen dienen. Mit Bezug auf die Messdurchführung und -vorbereitung dokumentiert das Projekt die wesentlichen Randbedingungen sowie eine Reihe an Einflussfaktoren und mögliche Schwierigkeiten, die bei der Implementierung einer flächendeckenden Anwendung zu berücksichtigen sind. Die Ermittlung des erforderlichen Umfangs einer B-WIM Messkampagne im flächendeckenden Kontext basiert auf einer Analyse der Korrelationen zwischen Verkehrsmenge und Lastmenge innerhalb der einzelnen Streckenzüge. Mit Bezug auf die Mindestdauer der B-WIM Messung wurden gesonderte Untersuchungen für folgende Anwendungen durchgeführt: Verkehrsstatistik, Straßenbau und Brückenbau. Im Bereich der Verkehrsstatistik wurden die durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke des Schwerverkehrs, die mittlere tägliche Lastmenge sowie der Anteil des Fahrzeugtyps 98 am Schwerverkehr den Analysen zugrunde gelegt. Bei der Anwendung im Straßenbau basierten die Analysen auf der dimensionierungsrelevanten Beanspruchung des Oberbaus von Verkehrsflächen. Schließlich betrachten die Auswertungen im Brückenbau die sich auf Basis des Schwerverkehrs an einem generischen Brückenset ergebenden Ermüdungsschädigungen. Anschließend wurde ein möglicher Prozess für die Anwendung von B-WIM Daten im Kontext der Ermüdungsnachweise an einem konkreten Brückenbauwerk aufgezeigt. Im Ergebnis zeigt sich, dass die B-WIM Methode ein sehr hohes Potenzial zur Reduktion der Konservativität der normgerechten Berechnungen mit Bezug auf die Ermüdungsnachweise im Brückenbau und die dimensionierungsrelevante Fahrbahnbeanspruchung hat. Zudem lässt sich die flächendeckende Anwendung von B-WIM als Ergänzung zu dem vorhandenen Netz an stationären Achslastmessstellen unter Beachtung gewisser Randbedingungen problemlos umsetzten.

Die Rekonstruktion von Verkehrsunfällen ist ein zeitaufwändiger Prozess, der so objektiv wie möglich verlaufen sollte. Die Unfallrekonstruktion ist von den verfügbaren Informationsquellen, sich daraus ergebenden Anknüpfungstatsachen sowie dem Erfahrungsschatz des Rekonstrukteurs abhängig. Das Forschungsprojekt untersucht auf Basis von Daten der German In-Depth Accident Study (GIDAS), welche Verbesserungen der GIDAS- Unfallrekonstruktion durch Erhebung zusätzlicher Anknüpfungstatsachen zu erwarten sind und ob die Unfallrekonstruktion durch Nutzung künstlicher Intelligenz (KI) optimiert werden kann. Zunächst wurde das Vorgehen in der Rekonstruktion von Verkehrsunfällen im Rahmen des GIDAS- Projektes analysiert. In Abhängigkeit der derzeit verfügbaren Informationsquellen wurden sieben verschiedene Rekonstruktionsvarianten gefunden, für die während der Projektlaufzeit Beispielfälle von erfahrenen GIDAS-Rekonstrukteuren bearbeitet wurden. Diese Fälle bildeten die Basis für eine spätere KI-Potenzialabschätzung. Die Untersuchung derzeit in GIDAS standardmäßig erhobener Informationsquellen und der sich daraus ergebenden Anknüpfungstatsachen ergab, dass aktuell für die Bestimmung von etwa der Hälfte der bisherigen Anknüpfungstatsachen nur eine Informationsquelle vorhanden ist. Unter Einbeziehung neuer Informationsquellen, die zur Verbesserung der Rekonstruktion analysiert wurden, konnte dieser Anteil auf ein Viertel reduziert werden. Anhand der drei beispielhaft gewählten neuen Informationsquellen Event Data Recorder (EDR), Reibwertschätzung (NIRA-Board (NIRA dynamics, 2022)) und Videos von Verkehrsüberwachungskameras wurde für exemplarische Verkehrsunfälle eine Abschätzung des Mehrwertes der zusätzlichen Erhebung dieser neuen Informationsquellen durchgeführt. Im Ergebnis ermöglichen neue Informationsquellen schon vorhandene GIDAS-Kodierungen zu präzisieren oder sogar vorher unbekannte Parameter zu erfassen. Die derzeit in GIDAS verwendeten Variablen für Toleranzangaben im Rekonstruktionsprozess und ihre Verwendungshäufigkeit waren Teil einer weiteren Analyse. Darauf aufbauend wurde die Genauigkeit der Angabe von rekonstruierten Bewegungsparametern untersucht und für einen Teil der im Projektzeitraum rekonstruierten Unfälle der relative Fehler der Kodierungen für Geschwindigkeitswerte in den verschiedenen Phasen eines Unfalls analysiert. Im Ergebnis zeigt sich, dass Geschwindigkeitsangaben der In-Crash-Phase bei Auslaufbeginn die größten relativen Fehler haben. Die Analysen zum derzeitigen GIDAS- Rekonstruktionsprozess wurden mit einer Befragung von Rekonstrukteuren abgeschlossen, durch die subjektive Beurteilungsfehler im Rekonstruktionsprozess herausgearbeitet wurden. Zwischen den rekonstruierenden Personen ergaben sich teilweise große Unterschiede in der Variablenbestimmung. Ein GIDAS-Teildatensatz von 1837 Pkw-Pkw- Unfällen ermöglichte grundlegende Betrachtungen für die Prüfung, ob die Verkehrsunfallrekonstruktion durch KI-Methoden effizienter und mit weniger Toleranzen behaftet durchgeführt werden kann. Fünf verschiedene Modelle des maschinellen Lernens wurden trainiert und evaluiert. Bei der Anwendung auf einen GIDAS-Testdatensatz zeigte sich, dass das CatBoost-Modell die höchste Vorhersagegenauigkeit für die Parameter Ausgangsgeschwindigkeit v0, Kollisionsgeschwindigkeit vk, vektorielle Geschwindigkeitsdifferenz delta-v und den Energy-Equivalent-Speed (EES) hatte. Dass KI-Anwendungen einen potenziellen Nutzen für die Unfallrekonstruktion haben, wurde durch Ergebnisse für zwanzig Beteiligte der im Projektzeitraum rekonstruierten Pkw-Pkw-Unfälle deutlich. Bei zwölf beteiligten Pkw (60%) weist die Vorhersage der Ausgangsgeschwindigkeit eine Abweichung von maximal 20% zum vom Rekonstrukteur festgelegten Wert auf; vier Beteiligte (20%) haben maximal nur 10% Abweichung. Die vorhergesagte Ausgangsgeschwindigkeit liegt für fünf Beteiligte (25%) innerhalb des vom Rekonstrukteur angegebenen Toleranzbereichs, der für diese Beteiligten Abweichungen bis zu 20% zulässt. Bei der Arbeit mit den KI-Modellen wurden Schwächen deutlich, deren Ursprung in der relativ kleinen Trainingsdatenmenge vermutet wird. Die entstandenen KI-Modelle sind daher als Ausgangspunkt für den iterativen Prozess der Implementierung und Integration von KI in der Unfallrekonstruktion einzuordnen.

In 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.