Der angestrebte langlebige, wirtschaftliche und sichere insbesondere jedoch auch nachhaltige Bau und Betrieb eines Straßentunnels führen zu neuen Anforderungen an die Konstruktion sowie die betriebs- und sicherheitstechnische Ausstattung. Diese gilt es sowohl in der Planungs- aber auch in der späteren Bau- und Betriebsphase entsprechend umzusetzen. Die Beiträge der Vortragsveranstaltung befassen sich mit diesen aktuellen Themen zu Planung, Bau und Betrieb von Straßentunneln und greifen diese Anforderungen auf. Im Themenblock Planung wird ein Praxisbeispiel die Anwendung einer BIM-basierten Arbeitsweise in der Betriebsphase eines Tunnels aufgezeigt. Der Bericht zur Anwendung zweier risikobasierter Untersuchungsverfahren zur Ermittlung des Einflusses unterschiedlicher Abstände zwischen Pannenbuchten sowie eines steigenden Anteils von Fahrzeuggen mit alternativen Antrieben auf die Tunnelsicherheit, soll Planern aber auch Tunnelbetreibern eine bessere Einschätzung ggf. zu ergreifender Maßnahmen ermöglichen. Hilfestellung für den Tunnelbetreiber, einen Tunnel auch bei eingeschränkter Funktionalität betriebstechnischer Einrichtungen weiter zu betreiben, soll die Vorstellung hierfür zu gewährleistender minimaler Betriebsbedingungen bieten. Des Weiteren wird über Versuche zum Verhalten von Tunnelnutzenden in Entfluchtungssituationen berichtet. Im Themenblock Bautechnik wird der Fragestellung nachgegangen, wie der Einsatz von selbstverdichtendem Beton mit Zusatz von Polypropylen-Fasern einen positiven Einfluss auf die Betonqualität bei Innenschalen haben kann. Zum Thema Nachverpressung von Tunnelinnenschalen und der Reichweite verschiedener Injektionsmaterialien und -systeme wird über durchgeführte großmaßstäbliche Laborversuche berichtet. Angesichts des fortschreitenden Klimawandels und der Einhaltung der gesetzten Klimaziele hat die CO2-neutrale Erzeugung von Energie hohe Priorität. Die Vorträge des Themenblocks Nachhaltigkeit setzen sich einerseits mit dem Potential der Einsparung von Energie und zum anderen mit der Substitution fossiler durch regenerative Energieerzeugung auseinander.

Seit mehreren größeren Brandereignissen in Straßentunneln um die Jahrtausendwende wurde sowohl im baulichen Brandschutz als auch in der sicherheitstechnischen Tunnelausstattung viel getan. Zahlreiche technische Neu- und Weiterentwicklungen haben seither Eingang in Bau, Ausstattung und Betrieb der Bauwerke gefunden. Im europäischen aber auch weltweiten Vergleich befinden sich die deutschen Straßentunnel auf einem sehr hohen Sicherheitsniveau. Dies ist auch erforderlich, da Deutschland als Transitland in Europa über ein hoch belastetes Straßennetz verfügt. Tunnel stellen neuralgische Punkte in diesem Netz dar. Daher gilt es hier für den Nutzer ein Optimum an Sicherheit zu gewährleisten, gleichzeitig aber auch den Verkehrsfluss so gering wie möglich durch Wartungs- bzw. Sperrzeiten der Tunnelröhren zu behindern. Mit diesem Tagungsband sollen die neuesten Erkenntnisse sowohl zur Verkehrssicherheit in Tunneln, als auch zur bautechnischen Sicherheit für die Verwendung in der alltäglichen Praxis nähergebracht werden. Nach einem allgemeinen Überblick zum Stand von aktuellen Bau-, Instandsetzungs- und Nachrüstungsmaßnahmen im deutschen Fernstraßentunnelnetz erfolgt die Vorstellung zweier Forschungsprojekte der BASt, dem europäischen Projekt ECOROADS, welches die Harmonisierung zwischen Sicherheitsanforderungen auf freier Strecke und Tunnel zum Inhalt hat, und dem BASt-eigenen Modelltunnel, in dem längsneigungsabhängige, modellmaßstäbliche Rauchausbreitungsuntersuchungen vorgenommen wurden. Im zweiten Themenbereich, der die Grundlagen für Planung und Bau fokussiert, wird auf die Fortschreibung des betriebstechnischen Regelwerks, die Entwicklung von Kostenansätzen für Straßentunnel sowie auf planerische Herausforderungen im Rahmen des Großprojektes Fehmarnbeltquerung eingegangen. Im Themenschwerpunkt Tunnelbetrieb werden neue Erkenntnisse zur Belüftung von Straßentunneln bei Stau und den damit verbundenen Auswirkungen auf die Risikoanalyse vorgestellt. Außerdem gibt es ein Update zum Stand der Umsetzung des Pilotprojektes Tunnelsimulator aus zwei Bundesländern. Im Rahmen der Beiträge zu Instandsetzung und Nachrüstung von Straßentunneln wird dem aktuellen Thema des Umgangs mit Chloridbelastungen von Tunnelinnenschalen nachgegangen, sowie den Besonderheiten bei der Nachrüstung mehrerer Bestandstunnelbauwerke der Stadt Köln mit Schwerpunkt auf dem Stadtautobahntunnel Kalk. An dieser Stelle sei allen Autoren gedankt, die zu dieser gelungenen Veranstaltung beigetragen haben.

Infolge der seit 2003 in den RABT formulierten schärferen Sicherheitsanforderungen ist für Gegenverkehrstunnel bei Neuplanungen und bautechnischen Nachrüstungen häufig die Anordnung eines parallel zur Hauptröhre verlaufenden Rettungsstollens erforderlich. Untersuchungen der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) zur Wirtschaftlichkeit verschiedener aktueller und auch neuer Querschnittsvarianten haben gezeigt, dass insbesondere ein Querschnitt mit integriertem begehbarem Rettungsweg unter bestimmten Voraussetzungen Kostenvorteile gegenüber der Regellösung mit parallelem Rettungsstollen bietet. In ergänzenden Untersuchungen wurden konstruktive und sicherheitstechnische Detailfragen für einen Querschnitt RQ 10,5 T mit integriertem Rettungsweg untersucht und bewertet. Ein Kostenvergleich mit der Regellösung mit parallelem Rettungsstollen wurde durchgeführt.

Infolge der seit 2003 in den RABT formulierten schärferen Sicherheitsanforderungen ist für Gegenverkehrstunnel bei Neuplanungen und bautechnischen Nachrüstungen häufig die Anordnung eines parallel zur Hauptröhre verlaufenden Rettungsstollens erforderlich. Untersuchungen der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) zur Wirtschaftlichkeit verschiedener aktueller und auch neuer Querschnittsvarianten haben gezeigt, dass insbesondere ein Querschnitt mit integriertem begehbarem Rettungsweg unter bestimmten Voraussetzungen Kostenvorteile gegenüber der Regellösung mit parallelem Rettungsstollen bietet. In ergänzenden Untersuchungen wurden konstruktive und sicherheitstechnische Detailfragen für einen Regelquerschnitt mit integriertem Rettungsweg untersucht und bewertet und ein Kostenvergleich mit der Regellösung mit parallelem Rettungsstollen wurde durchgeführt.

Tunnel in Spritzbetonbauweise werden in der Regel mit einem Abdichtungssystem aus Kunststoffdichtungsbahnen (KDB) gegen das anstehende Bergwasser abgedichtet. Die Tunnelabdichtungen aus KDB müssen dabei über die gesamte Nutzungsdauer des Bauwerks von in der Regel 130 Jahren zuverlässig ihre Funktion erfüllen. Ein einfacher Austausch der KDB oder der Einbau einer gleichwertigen Alternative ist in der Regel nicht, oder nur mit erheblichem Aufwand möglich. Bislang existieren national und international keine abgesicherten Prüfkriterien, die eine Bestimmung der Langzeitbeständigkeit von KDB über die geforderte Nutzungsdauer von mindestens 100 Jahren ermöglichen. Im vorliegenden Beitrag werden Untersuchungsergebnisse eines BASt Forschungsprojektes präsentiert, in dem Prüfkriterien für die Abschätzung der Langzeitbeständigkeit von KDB aus PVC-P hergeleitet werden. In diesem Projekt werden verschiedene marktübliche KDB für die Tunnelabdichtung mit einem beschleunigten Prüfverfahren "Lagerung in heißem Wasser" systematisch auf ihr Alterungsverhalten hin untersucht. Das hierfür verwendete Immersionsprüfverfahren wurde neu entwickelt und basiert auf der SIA V 280 (Prüfung Nr. 13) und DIN EN 14415. Ziel der Untersuchungen ist es, die erforderlichen Prüfkriterien zu definieren, die für eine praxisgerechte Abschätzung der Nutzungsdauer von mindestens 100 Jahren erforderlich sind. Hierfür werden beispielsweise die Einlagerungsdauer, die Einlagerungstemperatur und das Prüfmedium strukturiert untersucht. Zum Vergleich der Prüfergebnisse aus dem Immersionsprüfverfahren werden Untersuchungen an ausgebauten KDB Proben aus 2 älteren Straßentunneln herangezogen. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens sollen in die Fortschreibung des nationalen Regelwerks für den Straßentunnelbau (TL/TP KDB) einfließen.

Im Vorhaben wurde das Verhalten von offenporigen Fahrbahnbelägen in Bezug auf brennbare Flüssigkeiten im Vergleich zu dichten Fahrbahnoberflächen untersucht und analysiert inwieweit die speziellen Eigenschaften von offenporigen Asphalten Auswirkungen auf die Sicherheitsannahmen für risikobasierte quantitative Untersuchungen für Tunnel oder teilgeschlossene Bauwerke aufweisen. Hierzu wurden umfangreiche Versuche an großflächigen Versuchsplatten (80 x 80 cm) mit Deckschichten aus offenporigem Asphalt (PA) und Splitt-Mastix-Asphalt (SMA) sowie ergänzende CFD-Berechnungen durchgeführt. Die Ermittlung des Durchfluss- und Ausbreitverhaltens erfolgte bei konstanter Flüssigkeitsaufgabe auf die Versuchsplatten und Fassung der an den Plattenseiten austretenden Flüssigkeit in Messzylindern. Über diese wurde für die verschiedenen Deckschichten das zeitliche und räumliche Ausbreitungsverhalten analysiert. Die Ermittlung des Einflusses einer Oberflächenneigung erfolgte durch Variation der Ableitversuche mit zwei unterschiedlichen Plattenneigungen. Die Ermittlung des Brandverhaltens erfolgte in zwei Schritten. In einer ersten Versuchsreihe wurden auf die Platten verschiedene zuvor definierte Kraftstoffmengen aufgegeben und anschließend gezündet, so dass bei Brandbeginn beim SMA ein übersättigter und beim PA, je nach Aufgabemenge ein übersättigter, gesättigter oder teilgesättigter Asphalt vorlag. In der zweiten Versuchsreihe erfolgte während des Abbrands ein kontinuierlicher Benzinzufluss. Die Analyse der umfangreichen Daten aus den Versuchsreihen ermöglichte die Bereitstellung detaillierter Eingangsgrößen für die CFD-gestützte Modellierung und Validierung des zeitlichen und räumlichen Ausbreitungs- und Abbrandverhaltens für die betrachteten Fahrbahnoberflächen. In der sich anschließenden Wirkungsanalyse wurden die sich aus der Modellierung ergebenden Auswirkungen der unterschiedlichen Fahrbahnoberflächen (PA und SMA) ermittelt und unter Anwendung des Verfahrens für die Bewertung der Sicherheit von Straßentunneln miteinander verglichen. Der quantitative Sicherheitsvergleich zeigte, dass offenporige Asphaltbeläge in Einhausungs- und Tunnelbauwerken unter risikoorientierten Gesichtspunkten nicht ungünstiger als dichte Fahrbahnbeläge einzustufen sind.

Kunststoffdichtungsbahnen sind empfindlich gegenüber mechanischen Beanspruchungen. Zum Schutz vor Beschädigungen wird zwischen der Spritzbetonschale und Dichtungsbahn ein Geotextil eingebaut. Die derzeit gültigen Regelwerke enthalten keine Vorgaben zur Prüfung der Wirksamkeit von Schutzschichten. Daher wurden Versuchsserien durchgeführt, in denen Dichtungsbahnen und Geotextilien zur Simulation der Wirkungen von hervorstehenden Körnern im Spritzbeton mit einem pyramidenförmigen Stempel lokal auf Druck und in einem Teil der Versuche zusätzlich auf Zug beansprucht wurden. Zudem wurden Flächendruckversuche in einem Brunnentopf mit einer mit Zuschlagkörnern beklebten Abdichtungsrücklage ausgeführt. Die Untersuchungen ergaben: a) Bei allen gewählten Versuchsvarianten und Randbedingungen nahm die Schutzwirksamkeit mit zunehmender Geotextilmasse signifikant zu. Ungeschützte Kunststoffdichtungsbahnen wurden im Vergleich dazu unzulässig deformiert. b) Die Eigenschaften und die Dicken der Dichtungsbahnen erwiesen sich ebenfalls als wesentlich. So waren bei Druckversuchen mit gleicher Druckbelastung und Schutzschicht die Einkerbungen in die PVC-Bahn tiefer als die in die PE-Bahnen. c) Bei allen untersuchten Materialkombinationen blieben die Dichtungsbahnen trotz der extremen Last- und Verformungsbeanspruchungen dicht, wiesen aber zum Teil erhebliche punktuelle Einkerbungen durch Zuschlagkörner auf. d) Mit zunehmender Geotextilmasse wurden erwartungsgemäß geringere Einkerbungen in die Kunststoffdichtungsbahn gemessen. e) Die Einkerbungen in die Kunststoffdichtungsbahn waren bei einem Endlosfaservliesstoff geringer als bei einem Stapelfaservliesstoff. - Die Versuchsergebnisse zeigen, dass eine geeignete Schutzschicht zwingend notwendig ist, um unzulässige Beschädigungen der Kunststoffdichtungsbahnen zu vermeiden.

In Germany road tunnels on major roads which are longer than 400 m have to be monitored permanently. For that purpose the tunnels are equipped with a multitude of monitoring and detection systems whose data and messages are transmitted to tunnel control centres. Due to the higher traffic density, the increasing number of tunnels to be monitored and road users" demand of higher safety and security levels, the strains on operating staff of tunnel control centres have continuously been growing. Therefore, innovative approaches have been developed in two recent German research projects: RETISS " Real Time Security Management System, and ESIMAS " Real-time Safety Management System for road Tunnels. Both systems are designed to allow faster and more efficient reaction of tunnel operators in order to maintain the capacity and availability of transport infrastructures but also to improve the safety and security of road users.

Um die Sicherheit der Straßentunnel zu gewährleisten, werden mehr als 400 m lange Tunnel ständig durch eine Tunnelleitzentrale überwacht. Die dort eingehende Flut von Einzelinformationen, wie Kamerabilder und zahlreiche Sensordaten, muss permanent durch das Personal erfasst und beurteilt werden. Das Projekt ESIMAS (Echtzeit-Sicherheits-Management-System für Straßentunnel) wird neue Wege aufzeigen, um die Leitstellenmitarbeiter zu unterstützen. Auf Grundlage der Datenanalyse und -bewertung von ESIMAS können zukünftig sicherheitsrelevante Ereignisse, wie ein Brand im Tunnel, zuverlässig und rechtzeitig erkannt werden. Im Ernstfall soll ESIMAS dem Leitzentralenpersonal sowie den Einsatz- und Rettungsdiensten Handlungsempfehlungen zur Ereignisbewältigung zur Verfügung stellen. Auf Basis dieser Handlungsempfehlungen können Maßnahmen schnellstmöglich und gezielt durchgeführt werden. Der innovative Ansatz von ESIMAS besteht in der ganzheitlichen Betrachtung aller Einzelinformationen und ihrer automatischen Auswertung und Bewertung. Hierdurch ist eine schnellere Reaktion der Leitstelle zum Schutz der Verkehrsteilnehmer möglich.

Nicht zuletzt aufgrund schwerwiegender Ereignisse in zwei Alpentunneln wird die Sicherheit von Straßentunneln in der öffentlichen Diskussion kritisch hinterfragt. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens über Straßentunnel in Deutschland wurden unter anderem Unfalldaten von 46 Autobahntunneln und 22 Tunneln an zweistreifigen Landstraßen erhoben und ausgewertet. Unterschiede zwischen dem Unfallgeschehen im Tunnel und freien Strecken lassen sich bereits aus dem veränderten Umfeld im Tunnel ableiten. Einzelne tunnelspezifische Unfallsituationen können beschrieben werden. Ein wesentlicher Schwerpunkt der Untersuchung war die Ermittlung typischer Unfallkenngrößen für verschiedene Tunnelquerschnitte. Anhand der vorliegenden Unfallraten und Unfallkostenraten konnte nachgewiesen werden, dass in Tunneln weniger Unfälle geringerer Schwere auftreten als auf vergleichbaren freien Strecken. Besonders schwerwiegende Unfälle, verbunden mit Bränden, konnten in den untersuchten deutschen Straßentunneln nicht beobachtet werden.

Im Tunnelbau gibt es derzeit keine praxisorientierten Prüfverfahren zur Beurteilung der Wirksamkeit geotextiler Schutzschichten für Abdichtungen aus Kunststoffdichtungsbahnen. Die Regelwerke enthalten nur generelle Angaben. Die Auswahl und der Einsatz erfolgten aufgrund der generellen Vorgaben und nach der Einschätzung und Erfahrung der planenden Ingenieure. Durch das Forschungsvorhaben sollen bisher fehlende Kenntnisse über das Verhalten geotextiler Schutzschichten bei unterschiedlichen Beanspruchungen mittels eines praxisnahen Prüfverfahrens erlangt werden. Bisher ungeklärt waren Fragen der mechanischen Alterung und der Ausdünnung der Materialien bei Schub- und mehraxialer Beanspruchung in der Bauphase und später während des Betriebes. Die beteiligten Institute und die durchgeführten Versuchsreihen mit den Versuchseinrichtungen werden beschrieben. Die Versuchsergebnisse zeigen hinsichtlich der Schutzwirkung auch Wechselwirkungen zwischen Kunststoffdichtungsbahn und geotextiler Schutzschicht auf. Versuche ohne Schutzschicht ergaben erhebliche Beschädigungen an den Dichtungsbahnen. Es soll in keinem Fall aus Kostengründen auf eine geotextile Schutzschicht verzichtet werden. Die Schutzwirkung nimmt mit zunehmender Dicke der Schutzschicht zu. Einzelheiten werden mitgeteilt. Die einschlägigen Regelwerke werden zurzeit überarbeitet und die Versuchsergebnisse mit den bisherigen Erkenntnissen zusammengestellt.

Aufgrund der sich weiter verschärfenden EU-Abgasvorschriften werden sich Auswirkungen auf die betriebstechnische Ausrüstung von Straßentunneln ergeben. Dies gilt insbesondere für die Lüftungsanlagen. Die derzeit gültigen Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von Straßentunneln (RABT) aus dem Jahre 1994 müssen aufgrund der Ergebnisse neuerer Untersuchungen und der neuen EU-Vorschriften überprüft werden. Wegen des starken Rückganges der CO-Emissionen und des zur Sichttrübung führenden Partikelausstoßes von Dieselfahrzeugen wird für den Betriebsfall ein wesentlich geringerer Frischluftbedarf zu erwarten sein. Zur Bewertung der zu erwartenden Sichttrübung müssen künftig aber bisher vernachlässigbare Einflüsse aus Abrieb von Reifen, Straße und Bremsbelägen sowie Sprühnebel und Staub berücksichtigt werden. Unabhängig vom Regelbetrieb wird aber die Tunnellüftung auch auf einen möglichen Brandfall zu bemessen sein. Zur Klärung der noch offenen Fragen werden weitere Forschungsarbeiten als notwendig erachtet.

Der Verkehrsablauf in Unterwassertunneln wird am Beispiel des Hamburger Elbtunnels (BAB A 7) analysiert und mit Strecken außerhalb von Tunneln verglichen. Für zweistreifigen Richtungsverkehr (Oströhre) und zweistreifigen Gegenverkehrsbetrieb (Mittelröhre) wird das Geschwindigkeitsverhalten, Abstandsverhalten, Spurverhalten und die Leistungsfähigkeit der Tunnelröhren über Messungen an jeweils 6 Querschnitten untersucht. Geschwindigkeits- und Abstandsverhalten im Tunnel sind primär durch die Beschränkung auf 80 km/h, die vorhandene Gradientenneigung und - in der Mittelröhre - durch das generelle Überholverbot gekennzeichnet. Zwar übertreten 70 % (Oströhre) bzw. 90 % (Mittelröhre) aller Fahrzeugführer die Geschwindigkeitsbeschränkung, doch ist das Geschwindigkeitsniveau niedriger als auf Strecken ohne Tunnel bei gleichen Restriktionen. Beim Spurverhalten fällt gegenüber Strecken außerhalb von Tunneln eine verstärkte Kanalisierung der Fahrzeuge auf. Nach Gewöhnung an die Tunnelverhältnisse nutzt der Kraftfahrer die Tunnelwand offenbar als Leithilfe. Die Leistungsfähigkeit der Oströhre beträgt etwa 2.800 Kfz/h (und entspricht damit der Kapazität "normaler" BAB-Strecken ohne Geschwindigkeitsbeschränkung), die Mittelröhre etwa 1.700 Pkw/h je Fahrtrichtung. Die Unfallrate liegt im Elbtunnel trotz ungünstiger Streckenmerkmale niedriger als im übrigen Hamburger BAB-Netz. Die Unfallschwerpunkte liegen an den Streckenabschnitten, für die das höchste Geschwindigkeitsniveau, ungünstige Einflüsse aus der Portalgestaltung und Staugefahr festgestellt wurden. Aus diesem Ergebnis werden Empfehlungen hinsichtlich konstruktiver Gestaltung, Betrieb und Überwachung abgeleitet.