Ziel des Forschungsvorhaben „Wirkung von Behandlungsanlagen der Straßenentwässerung im Hinblick auf AFS63“ (FE 05.0193/2016/GRB) ist die Ermittlung der AFS63 Jahresfrachten und die AFS63 Rückhalteleistung von Regenwasserbehandlungsanlagen an Bundesfernstraßen. Die Untersuchung erfolgte mit der Sedimentdepot- Methode, bei der die zurückgehaltenen Sedimentmengen in den einzelnen Anlagenteilen erfasst wurde. Die Bestimmung der AFS63 Fracht in den Sedimentationsanlagen erfolgte über die Sedimentmessung und Beprobung der zurückgehaltene Sedimentmenge in den Absetzanlagen. Die Erfassung der ausgetragenen Sedimente wird durch die Sedimentbeprobung der nachgeschalteten Anlagenstufe (RBF oder Versickerungsanlage) gewährleistet. Um Abschätzungen von potenziellen Fehlerquellen bei der Sedimentdepot-Methode treffen zu können, wurden Plausibilitätsuntersuchungen durchgeführt. Die Ergebnisse der Plausibilitätsuntersuchungen lassen sich wie folgt zusammenfassen: • Durch die hohe Betriebszeit (2 – 39 Jahre, Median 10a) erlaubt die Depotmethode eine ausreichend sichere Erfassung der AFS63-Fracht. • Die sehr starke horizontale AFS63-Zonierung auf den Filterflächen kann durch eine Teilflächenbeprobung repräsentativ erfasst werden. Die Teilflächen selbst sind homogen, wie Vergleichsmessungen gezeigt haben. Von den 115 ausgewerteten Anlagendaten wurden im Zeitraum Mai 2020 und April 2021 insgesamt 37 Anlagen bereist und 20 Anlagen vollständig über die Sedimentdepot-Methode untersucht. Durch die große Zahl an Anlagen konnte eine Spannweite der AFS63-Jahresfrachten ermittelt werden. Der Median der AFS63 Zulauffracht der untersuchten Anlagen liegt bei 437 kg/ha/a, das obere Quartil bei 536 kg/ha/a. Unter Berücksichtigung der auf dem Fließweg zur Behandlungsanlage zurückgehaltene AFS63 Fracht (Bankett-Mulden-Entwässerung) ergeben sich spezifische AFS63 Frachten von 558 kg/ha/a (Median) bzw. 821 kg/ha/a (oberes Quartil). Die Art der Entwässerung (Bordrinnen-Abläufe-Rohre bzw. Bankett-Böschung-Mulde) übt einen deutlichen Einfluss auf die an einer zentralen Regenwasserbehandlungsanlage ankommenden AFS63 Frachten aus. Werden größere Teile der Straßenflächen über Bankett-Böschung und Mulden entwässert, sinkt die an der zentralen Behandlungsanlage ankommende AFS63 Fracht deutlich. Betonschutzwände führen tendenziell zu einer Erhöhung der AFS63 Frachten, da weniger in den Straßenseitenraum verdriftet wird. Bei allen anderen potenziellen Einflussgrößen konnte kein deutlicher Zusammenhang hergestellt werden. Dies gilt auch für den durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärke (DTV). Hier überlagern sich die einzelnen Faktoren, oder es sind zufällige nicht näher quantifizierbare Einflüsse, aufgrund derer keine eindeutige Beziehung hergestellt werden kann. Bei der Muldenentwässerung steht eine sehr hohe potenzielle Behandlungsfläche zur Verfügung über die eine hohe und weitgehend vollständige Behandlung des Straßenabflusses möglich ist. Eine nochmalige Behandlung des Muldenabflusses in einer zentralen Filteranlage ist deshalb nicht notwendig. Zukünftig sollte bei der Dimensionierung von RBF die EZG Flächen der Bankett-Mulden-Entwässerung unberücksichtigt bleiben. Im Median sind in den Absetzanlagen 142 kg/ha/a AFS63 zurückgehalten worden. Die prozentuale Rückhalteleistung bezogen auf die gesamte gemessene AFS63 Fracht im Anlagenzulauf beträgt im Median 65 %. Wie erwartet zeigt sich eine Abhängigkeit zum spezifischen Volumen. Absetzanlagen mit einem spezifischen Volumen von > 200 m³/ha können AFS63-Rückhaltegrade von bis zu > 90 % erzielen. Bei spezifischen Volumen ≤ 40 m³/ha liegt der AFS63-Wirkungsgrad hingegen größtenteils bei ≤ 40 %.

Das vorrangige Ziel dieser Studie war es, zu klären, ob und inwieweit die an Straßen in Deutschland installierten Überflughilfen für Fledermäuse ihre Funktion erfüllen. Der Fokus lag dabei auf schmalen, hohen Konstruktionen entlang des Straßenrandes, insbesondere Zäunen beidseitig der Straße. In einer Standortrecherche wurden neun Überflughilfen ähnlichen Bautyps in unterschiedlichen Naturräumen Deutschlands für die Untersuchung ausgewählt und beprobt. Das Verhalten von Fledermäusen an den Überflughilfen wurde sowohl visuell als auch akustisch erfasst. Hierzu wurden je Überflughilfe an drei Beobachtungspunkten auf einer Straßenseite Aufnahmesysteme positioniert. Die Rufsequenzen in den Audioaufnahmen wurden mit den entsprechenden Videosequenzen synchronisiert, um die Flugbahnen von Fledermäusen zu rekonstruieren und mithilfe einer App zu analysieren. An einer Überflughilfe wurde das großräumige Verhalten der Fledermäuse zusätzlich mittels automatisierter Telemetrie untersucht. Dabei wurden Tiere mit Sendern versehen und ihre Bewegungen an fest installierten Stationen aufgezeichnet. Die beobachteten Fledermäuse nutzten den Luftraum an den untersuchten Überflughilfen hauptsächlich zur Querung der Straßen, ohne dass eine relevante Sperr- oder Barrierewirkung festgestellt wurde. Eine mögliche Leitfunktion war dabei der Querungsfunktion untergeordnet. Die Wirksamkeit der Überflughilfe wurde als Reduktion des Anteils der Straßenquerungen in kollisionsgefährdeter Höhe definiert und betrug über die Standorte und Arten gemittelt 50 %. Ob eine Fledermaus die Straße in kollisionsgefährdeter Höhe überquerte, wurde dabei signifikant vom Ort der Querung an der Überflughilfe, der Flugrichtung (in Richtung Straße oder von der Straße kommend) und der Starthöhe beim Überflug beeinflusst. Die genannten Zusammenhänge konnten für Mücken- und Zwergfledermäuse gesichert nachgewiesen werden, wobei artspezifische Unterschiede deutlich wurden. Für Mückenfledermäuse wurde in den statistischen Modellen eine geringere Querungssicherheit ermittelt als für Zwergfledermäuse. Arten der Gattung Myotis (nicht auf Artniveau unterschieden) und die Mopsfledermaus wurden seltener aufgezeichnet, zeigten jedoch ähnliche Verhaltenstendenzen. Von den untersuchten standortspezifischen Parametern korrelierten das Verkehrsaufkommen signifikant positiv und die Straßenbreite tendenziell negativ (statistisch nicht signifikant) mit der Querungssicherheit. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass der untersuchte Typ von Überflughilfen dazu beitragen kann, die Kollisionsgefahr für Fledermäuse deutlich zu verringern und daher als sinnvolle Minderungsmaßnahme zu bewerten ist. Je nach Konfliktbewertung in einer konkreten Situation ist i. d. R. eine Kombination mit weiteren Maßnahmen, wie Unterführungen, Faunabrücken, Grünbrücken, Aufweitung von Durchlässen oder der Verlängerung von Brücken erforderlich, um das Tötungsrisiko ausreichend zu senken. Die Flugaktivität an den ungeschützten Straßenabschnitten, die an die untersuchten Überflughilfen angrenzten, lag annähernd genauso hoch wie an den Überflughilfen selbst, weshalb bei der Planung auf Positionierung und Gestaltung der Enden ein besonderes Augenmerk gelegt werden sollte. Anzustreben sind eine ausreichende Länge über die ermittelte Austauschbeziehung hinaus, eine Anbindung an andere Querungshilfen oder dichte Vegetation und die spiegelbildliche Positionierung der Zaunenden an beiden Straßenseiten. Im Hinblick auf die optimale Gestaltung einer Überflughilfe wird noch weiterer Forschungsbedarf gesehen. Ebenso zur Frage der Wirksamkeit für akustisch schwer zu erfassende Arten oder in sensiblen Phasen.

Die gesetzliche Lärmvorsorge und auch die Lärmsanierung an Straßenverkehrswegen erfolgt in Deutschland auf Basis von berechneten Schallpegeln an schutzbedürftiger Bebauung und deren Vergleich mit Grenz- oder Auslösewerten. Die verbindlichen Rechenverfahren der Richtlinien für den Lärmschutz an Straßen (RLS-90 bzw. seit 2021 RLS-19) legen für die Berechnung eine schallausbreitungsgünstige Wetterlage zugrunde. Jedoch hängen Immissionspegel und somit die Intensität der Lärmbelastung auch von den momentanen Wetterbedingungen im Ausbreitungsweg ab. Diese meteorologischen Ausbreitungsbedingungen sind somit situationsabhängig unterschiedlich und werden in diesen Rechenverfahren zugunsten einer oberen Abschätzung der Belastung der Betroffenen nicht berücksichtigt. In einem Forschungsvorhaben der Bundesanstalt für Straßenwesen aus dem Jahr 2020 wurden die vorhandenen Methoden zur Berücksichtigung der Einflüsse des Wetters auf die Schallausbreitung in Rechenverfahren zusammengetragen und dargestellt. Darauf aufbauend wurde ein praktikables und einfaches Verfahren zur Beachtung des Einflusses der Meteorologie auf Basis der Ergebnisse von Langzeitmessungen an einem Messstandort (Sulzemoos) vorgeschlagen. Der Vorschlag nutzt als Grundlage das Berechnungsverfahren nach RLS-90 bzw. RLS-19 und ermöglicht eine auf die Wetterbedingungen angepasste Korrektur der Lärmprognose. Anstatt die meteorologischen Einflüsse direkt, im Sinne ihrer physikalischen Prozesse, im Modell zu beschreiben macht es sich die vorgeschlagene Methode zu Nutzen, dass unterschiedliche meteorologische Bedingungen zu unterschiedlich starker Dämpfung führen. Der in diesem Vorgängervorhaben unterbreitete Vorschlag sieht daher eine Parametrisierung der Koeffizienten des Boden- und Meteorologiedämpfungsterms der RLS mit Einführung einer Zahl von Dämpfungsklassen vor. Als Ausblick des Vorgängervorhabens wurde eine Verifizierung der Methode durch Messungen und Rechnungen an unterschiedlichen Standorten mit unterschiedlichen meteorologischen Verhältnissen sowie eine Vertiefung der Methode durch Einbeziehung von Situationen mit Abschirmungen durch Hindernisse empfohlen. In dem vorliegenden Nachfolgevorhaben wurde die Umsetzung der Methode in der Praxis erprobt und die Datenbasis für die Parameter der Korrektur sowohl durch weitere Daten an anderen Standorten als auch durch Erweiterung des Anwendungsbereichs gefestigt. Dafür wurden auch auf Anregungen und Empfehlungen eines Expertenkreises im Rahmen eines Fachgesprächs exemplarische Anwendungsfälle recherchiert, anhand derer die Erprobung erfolgen sollte. In vier ausgewählten Untersuchungsgebieten wurden messtechnische Erhebungen der Straßenverkehrsgeräusche, der Verkehrszahlen und der meteorologischen Parameter durchgeführt. Dabei wurde ein Gebiet zur Verifizierung der Korrekturmethode, zwei Untersuchungsgebiete zur Erweiterung des Anwendungsbereichs auf Starkwindsituationen und ein Untersuchungsgebiet zur Einbeziehung der Abschirmwirkung unter verschiedenen meteorologischen Randbedingungen gewählt. In diesen vier Untersuchungsgebieten wurden zur Verifizierung der Korrekturmethode sowohl die Messungen klassiert nach meteorologischen Situationen ausgewertet als auch die rechnerische Korrekturmethode in einer praxisnahen Anwendung erprobt. Bei den messtechnischen Auswertungen war der Umfang der im Sinne der Fragestellung auswertbaren Daten eingeschränkt. Zum einen konnten die Messungen im Abschirmgebiet aufgrund eines Gerätedefekts nicht im beabsichtigten Sinn ausgewertet werden, zum anderen ergaben sich bei den Windgebieten mit geringer Verkehrsmenge keine abgesicherte Möglichkeit der Klassierung der Messdaten in meteorologische Situationen, da die zur Normalisierung verwendeten Zählstellendaten der Verkehrsmenge in einem zu groben Zeitraster vorlagen. Zur Klassifizierung der verwertbaren Messdaten wurden zwei Methoden zur Datenerhebung dargestellt. Für das vorliegende Vorhaben liegen Daten des ICON-D2-Modells des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vor. Für den allgemeinen Anwendungsfall muss auf frei zugängliche Daten zurückgegriffen werden. Da diese keine Angaben zur Stabilität enthalten, wurde eine alternative Methode zur Klassifizierung der Stabilität anhand der frei zugänglichen Daten vorgeschlagen. Die derart nach meteorologischen Situationen klassifizierten Messdaten wurden den Ergebnissen der rechnerischen Korrekturmethode basierend auf dem bisherigen Vorschlag gegenübergestellt. Die Messergebnisse bestätigen im Wesentlichen die Anwendung der Dämpfungsklassen. Auf Basis der Messergebnisse und weiterer theoretischer Überlegungen wurden jedoch Anpassungen der Zuordnungstabellen der meteorologischen Situationen in Dämpfungsklassen von p2 (ausbreitungsbegünstigend) bis m4 (ausbreitungsungünstig) vorgenommen. Unter anderem zeigte sich, dass für die Erweiterung des Anwendungsbereichs auf Starkwindsituationen, die eine weitere Pegelerhöhung im Mitwindbereich erwarten ließ, zwar die entsprechenden Situationen messtechnisch erfasst werden konnten, die hohen Windgeschwindigkeiten jedoch generell eine Überdeckung der Straßenverkehrsgeräusche durch windinduzierte Geräusche verursacht. Dementsprechend konnte keine zusätzliche Dämpfungsklasse, die eine besonders günstige Schallausbreitung der Straßenverkehrsgeräusche bei hohen Windgeschwindigkeiten in Mitwindrichtung berücksichtigt, begründet werden. Vielmehr wird eine Begrenzung der Dämpfungsklassen für hohe Windgeschwindigkeiten auf die auch bisher schallausbreitungsgünstigste Klasse p2 empfohlen. Weiterhin wurden u.a. für Querwindsituationen die Dämpfungsklassen aufgrund von theoretischen Überlegungen erweitert und bereinigt. Beispielsweise ergibt sich die im Vorgängervorhaben bei den Messergebnissen festgestellte Abhängigkeit der Dämpfungsklasse von der Windgeschwindigkeitsklasse bei Querwind nur durch Abweichungen der Windrichtungsverteilung von einer Gleichverteilung. Die rechnerische Anwendung der Korrekturmethode wurde dann mit den anhand der Untersuchungsergebnisse angepassten Klassenzuordnung wiederholt. Die anhand der angepassten Korrekturmethode ermittelten Rechenergebnisse führen dementsprechend zu einer verbesserten Übereinstimmung mit den Messungen. Abschließend wurde ein Textvorschlag für eine allgemeinverständliche Handlungsempfehlung erstellt.

Im hier dokumentierten Forschungsprojekt sollten Wirksamkeitsuntersuchungen von Streckenbeeinflussungsanlagen (SBAs) und Zuflussregelungsanlagen (ZRAs) zusammengetragen werden, die seit dem Jahr 2000 in Deutschland durchgeführt wurden, um sie nachfolgend einer Metaanalyse zu unterziehen und daraus unter Einbeziehung des Stands von Wissenschaft und Technik Empfehlungen für die Weiterentwicklung von SBA- und ZRA-Bewertungsverfahren abzuleiten. Gemäß Literaturanalyse sind summierte Reisezeiten und Unfallzahlen als geeignete Kenngrößen zur monetarisierten SBA- und ZRA-Bewertung im Hinblick auf Verkehrsfluss und Verkehrssicherheit. Unfallzahlen können direkt erhoben, Reisezeiten können gemessen oder in ausreichender Qualität aus lokalen Verkehrsdaten oder FCD geschätzt werden. Damit wird der Einsatz komplexer Verkehrsmodelle vermieden, die eine detaillierte Kenntnis der VBA- und ZRA-Wirkungen voraussetzen würden. In Bezug auf Umweltwirkungen weist der Stand der Wissenschaft und Technik die Verwendung von Emissionsmodellen als vielversprechend aus, in die makroskopische Verkehrsdaten eingehen. Es können für SBAs und ZRAs je elf Dokumente zusammengetragen, die die Wirksamkeit der Anlagen anhand von Vorher-Nachher-Vergleichen untersuchen. Dabei sind die vorliegenden Studien formal heterogen: Manche SBA-Studien betrachten Kenngrößen des Verkehrsflusses, andere alternativ das Störungsgeschehen, manche weder das eine noch das andere. Nicht alle ZRA-Studien untersuchen Sicherheitswirkungen. Es wird ein Konzept zur Metaanalyse von SBA- und ZRA-Wirksamkeitsuntersuchungen erarbeitet, umfassend erläutert und angewandt. Aufgrund der Studienlage können aber keine aggregierten Erkenntnisse zur SBA- oder ZRA-Wirksamkeit abgeleitet werden, so dass keine Empfehlungen für Ex-ante-Wirksamkeitsschätzungen erarbeitet werden können. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse wird eine Weiterentwicklung der Verfahren zur Ex-post-Wirksamkeitsanalyse von SBAs und ZRAs vorgeschlagen: > Bezüglich der Verkehrssicherheit wird das Vorgehen zur Ermittlung der Veränderung von Unfallkosten gemäß dem bestehenden FGSV-Regelwerk empfohlen – unter besonderer Beachtung von Veränderungen zwischen den Vergleichszeiträumen z. B. infolge allgemeiner Trends oder Veränderungen im relevanten Umfeld der Untersuchungsstrecke. > Bezüglich des Verkehrsflusses wird die Verwendung eines Verfahrens aus der Literatur empfohlen, das aus lokalen Daten einer SBA Reisezeitsummen schätzt, monetarisiert und vergleicht. Das Verfahren wird für alternative Datenquellen geöffnet und ist somit auch für ZRAs anwendbar. > Bezüglich der Umweltwirkungen wird der Einsatz des etablierten Modells HBEFA zur Ermittlung von Klimagas- und Luftschadstoffemissionen vorgeschlagen. Die erforderlichen Eingangsdaten stehen bereits aus der Verkehrsflussuntersuchung zur Verfügung Bei der Anwendung der Verfahren ist der Kontext zu berücksichtigen, in dem die Datenerfassung erfolgte. Er umfasst z. B Informationen zur Trassierung, zu besonderen Witterungsbedingungen, zu Arbeitsstellen oder zu gültigen Verkehrsregeln in den Vergleichszeiträumen. Wenn künftige Untersuchungen einheitlich nach den vorgeschlagenen Verfahren durchgeführt werden, können künftige Metaanalysen aussichtsreich durchgeführt werden und zur Verbesserung auch von Ex-ante-Wirksamkeitsschätzungen führen. Die statistische Belastbarkeit so gewonnener Erkenntnisse wird jedoch eine Herausforderung bleiben.

Im Rahmen der Untersuchung wurden Kapazitäten, q-v-Diagramme und Unfallkenngrößen für Arbeitsstellen längerer und kürzerer Dauer auf Autobahnen ermittelt. Die Ergebnisse können in die Parametrierung eines Verkehrsanalysesystems zur Bewertung der Auswirkungen von Arbeitsstellen auf den Verkehrsablauf und die Verkehrssicherheit im Rahmen der Baubetriebsplanung auf Bundesautobahnen einfließen. Für die empirische Kapazitätsanalyse wurden Verkehrsdaten von Zählstellen im Zulauf von 40 Arbeitsstellen längerer Dauer und 111 Arbeitsstellen kürzerer Dauer mit unterschiedlichen Verkehrsführungen ausgewertet. Die Ermittlung der Kapazitäten und q-v-Diagramme an Arbeitsstellen längerer Dauer orientierte sich dabei an der Methodik zur Herleitung der Kapazitätswerte und q-v-Beziehungen im Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS). Die Kapazität von Arbeitsstellen kürzerer Dauer wurde durch die Auswertung der Verkehrsstärken im Stauabfluss ermittelt. Aus den Ergebnissen der empirischen Analysen wurden standardisierte Kapazitätswerte abgeleitet. Als maßgebende Einflussgrößen auf die Kapazität von Arbeitsstellen längerer Dauer wurden die Lage innerhalb oder außerhalb von Ballungsräumen, das Vorhandensein einer Fahrbahnteilung, die Fahrstreifenbreite sowie der Schwerverkehrsanteil und die Steigung identifiziert. In Arbeitsstellen kürzerer Dauer bestimmen die Lage innerhalb oder außerhalb von Ballungsräumen und die Seite des Fahrstreifeneinzugs maßgeblich die Kapazität. Für die Ermittlung von Unfallkostenraten und Unfallraten wurde das Unfallgeschehen in 141 Arbeitsstellen längerer Dauer und rund 21.000 Arbeitsstellen kürzerer Dauer mit unterschiedlichen Verkehrsführungen analysiert. Dabei erfolgte eine Betrachtung einzelner Bereiche innerhalb der Arbeitsstellen (Zulauf, Überleitung/Verschwenkung, Innenbereich, Rückleitung/Rückverschwenkung), für die differenzierte Unfallkostenraten und Unfallraten bestimmt wurden.

Ziel des Forschungsvorhabens war es, eine mögliche Gleichwertigkeit der Gebrauchseigenschaften von Asphalten unter Verwendung gummimodifizierter Bindemittel und polymermodifizierter Bindemittel nachzuweisen. Es wurden Asphalte mit gummimodifizierten Bindemitteln und mit einem polymermodifizierten Bindemittel vergleichend untersucht. Dafür wurden Untersuchungen zur Ansprache des Kälte-, des Steifigkeits-, des Ermüdungs-, und des Verformungsverhaltens bei Wärme sowie zur Ermittlung des Korn- und Substanzverlusts und zum Griffigkeitsverhalten durchgeführt. Im Laboratorium wurden Asphalte der Sorten SMA 8 S, AC 16 B S und PA 8 jeweils mit vier gummimodifizierten Bindemitteln und einem polymermodifizierten Bindemittel hergestellt. Als gummimodifizierte Bindemittel wurden jeweils zwei im Nassverfahren (Großmaßstab) hergestellte Fertigprodukte (GmB) und zwei im Laboratorium „im Trockenverfahren“ gemischte gummimodifizierte Bindemittel (GmBT) verwendet. An den für die Labormischungen eingesetzten Bindemitteln wurden Bindemittelkenndaten ermittelt. Weiterhin wurden durch den Auftraggeber überreichte Rückstellproben untersucht. Dabei handelte es sich um sieben Proben der Asphaltmischgutsorte SMA 8 S (sechs Varianten mit GmB(T) und eine Variante mit PmB) sowie zwei Rückstellproben der Sorte AC 11 D S (eine Variante mit GmB(T) und eine Variante mit PmB). Im Hinblick auf eine Bewertung der einzelnen Asphalteigenschaften bzw. ermittelten Kenngrößen wurden mathematisch-statistische Verfahren angewandt. Zusammenfassend können anhand der statistischen Auswertung der untersuchten Asphalteigenschaften abschließend nicht durchgängig signifikante Unterschiede (Vor- bzw. Nachteile) zwischen den Asphalten einer Sorte mit den hier eingesetzten gummimodifizierten Bindemitteln und mit dem eingesetzten polymermodifizierten Bindemittel über alle untersuchten Asphalteigenschaften erkannt werden. Es kann daher von einer Gleichwertigkeit der Gebrauchseigenschaften von Asphalten unter Verwendung gummimodifizierter Bindemittel und polymermodifizierter Bindemittel ausgegangen werde. Das Ziel des Forschungsvorhabens konnte somit erreicht werden.

Die Digitalisierung ist ein weltweiter Megatrend, der Wirtschaft und Gesellschaft beeinflusst und grundlegend verändert. Auch im Verkehrs- und Mobilitätsbereich geht damit in vielerlei Hinsicht ein Wandel einher. Das Digitale Testfeld Autobahn (DTA) bietet die Möglichkeit in einem realen Umfeld neue technologische Entwicklungen im Bereich des automatisierten und vernetzten Fahrens sowie der intelligenten Straßeninfrastruktur zu erproben. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) hat das DTA gemeinsam mit dem Freistaat Bayern, dem Verband der Automobilindustrie e.V. (VDA) und dem Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (Bitkom) im Jahr 2015 initiiert. Die Maßnahmen, die auf dem DTA durchgeführt werden, sind den zwei thematischen Bereichen „Automatisiertes und vernetztes Fahren“ und „Intelligente Infrastruktur“ zugeordnet. Das Projekt „Wissenschaftliche Begleitung für das Digitale Testfeld auf der A9 zwischen München und Nürnberg“ untersucht, begleitet und unterstützt den Bereich „Intelligente Infrastruktur“. Der Abschlussbericht gibt einen Überblick über die Erkenntnisse und Ergebnisse, die im Rahmen des DTA erzielt worden sind. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Maßnahmen, die dem Teilbereich der „Intelligenten Infrastruktur“ zuzuordnen sind. Jede der Maßnahmen wird zunächst für sich betrachtet und bewertet bevor abschließend ein Gesamtresümee gezogen wird. Die Darstellungstiefe geht von der einfachen Beschreibung inklusive einer Bewertung, teilweise basierend auf den maßnahmeninternen Evaluierungsergebnissen, bis hin zur vertieften Darstellung mit eigens für die Maßnahmen aufgesetzten, wissenschaftlich fundierten Evaluierungs- und Bewertungsarbeiten. Durch die vorgenommenen Evaluierungsarbeiten an den einzelnen Maßnahmen konnten einerseits Effekte für verkehrliche Wirkungen aufgezeigt und andererseits weitere Erkenntnisse für die Weiterverfolgung bzw. Umsetzung der Maßnahmenideen gewonnen werden. Ergänzend erfolgt eine übergreifende Betrachtung über alle Maßnahmen hinweg, u.a. hinsichtlich Synergien und Wechselwirkungen. Ebenfalls sind neue Projektansätze, Ideen bzw. Technologien, die im Zusammenhang mit den Themen im Bereich Intelligente Infrastruktur stehen, im Rahmen des wissenschaftlichen Begleitungsprojekts betrachtet und bewertet worden.

Nicht an allen Straßen ist es vor allem aufgrund der zur Verfügung stehenden Querschnittsbreiten möglich eine Radverkehrsanlage einzurichten. Für Straßen mit Mischverkehr ohne Schutzstreifen stellen sich dabei die Fragen, welche objektive Sicherheit der Mischverkehr für den Radverkehr gewährleistet, wo verschiedene Mischverkehrsführungen umgesetzt und wie diese akzeptiert werden. Die vorliegende Untersuchung thematisiert reine Mischverkehrsführungen ohne Schutzstreifen. Nicht Bestandteil der Analysen sind daher parallel für den Radverkehr freigegebene Gehwege, bauliche Radwege ohne Benutzungspflicht oder Piktogrammketten o. ä. auf der Fahrbahn. Untersucht werden Streckenabschnitte innerörtlicher Hauptverkehrsstraßen zwischen zwei Hauptverkehrsknotenpunkten. Die Untersuchungsabschnitte beinhalten Anschlussknotenpunkte. Die Annäherungsbereiche an Hauptverkehrsknotenpunkten werden in der Unfallanalyse separat berücksichtigt. Die Untersuchung umfasste eine makroskopische Unfallanalyse der amtlichen Straßenverkehrsunfallstatistik, einen Workshop mit Kommunalbefragung, eine Analyse des Verkehrsaufkommens und der Einflussfaktoren auf die Akzeptanz in Zusammenhang mit dem Unfallgeschehen, Verhaltensanalysen mittels statischer und dynamischer Videobeobachtungen, lokale Befragungen Radfahrender sowie eine Pilotanalyse zur sicherheitsrelevanten Routenwahl. Für eine Stichprobe von 139 Untersuchungsstellen (plus 14 Stellen aus externen Erhebungen) wurden Merkmale des Straßenraums sowie Expositionsgrößen des Rad-, Fuß- und motorisierten Verkehrs gegenübergestellt und ausgewertet. Im Ergebnis wurde die Akzeptanz der Mischverkehrsführung, Auffälligkeiten im Unfallgeschehen und den Verhaltensweisen der Radfahrenden und Kfz-Führenden herausgearbeitet. Das beinhaltet auch eine Priorisierung von Konfliktsituationen und unfallbegünstigender Merkmale getrennt nach freier Strecke und Anschlusskontenpunkten. Abschließend wurden Maßnahmen zur Verbesserung der Akzeptanz des Mischverkehrs und der Verkehrssicherheit diskutiert.

Eine bedeutsame Oberflächeneigenschaft von Straßen besteht darin, in welcher Intensität und Richtung auf sie auftreffendes Licht reflektiert wird. Beschreibungen erfolgen bislang für die Ansprüche der Straßen- und Tunnelbeleuchtung. Reflexionsmessungen werden nur in Laboren an Bohrkernen oder Laborproben durchgeführt. Im vorliegenden Forschungsprojekt wurden geeignete Reflexionskennwerte unter Bezug zur kraftfahrzeugeigenen Beleuchtung, Barrierefreiheit, Lichtimmission, sowie zu Sicht- und Substanzaspekten bei Tageslicht begründet. Somit ist eine umfassende Beschreibung der Straßenreflexion möglich. Dazu erfolgten lichttechnische Labormessungen an insgesamt 57 Straßenproben aus Asphalt und Beton sowie an Beschichtungen. Für jede Oberfläche wurden mehrere Leuchtdichtefaktoren und über 450 Leuchtdichtekoeffizienten verschiedenster Konstellation aus Beleuchtung und Beobachtung bestimmt, sowie die Zusammenhänge zwischen diesen ermittelt. Verteilungen für drei der identifizierten Reflexionskennwerte wurden in situ an 14 verschiedenen Straßenoberflächen erhoben. Für zwei Kennwerte wurde dabei die praktische Äquivalenz je zweier möglicher Messverfahren demonstriert. Gemeinsam mit den Laborergebnissen erlauben die Feldmessungen erstmals belastbare Abschätzungen über die Größe der Messfläche, die für Reflexionsmessungen bestimmter Unsicherheit notwendig ist. Im Ergebnis zeigt sich, dass die Reflexion von Straßenoberflächen aus Sicht der Infrastruktur mit einer überschaubaren Anzahl von Kennwerten umfassend beschrieben werden kann. Fast alle Kennwerte können sowohl im Labor als auch bei Feldmessungen bestimmt werden, wobei damit auch eigene Möglichkeiten und Grenzen hinsichtlich Aussageumfang und Belastbarkeit verbunden sind. Weiterführende Forschung ist zu den Aspekten der Straßenreflexion notwendig, die nicht in situ gemessen werden können. Auch in Hinsicht kommerziell verfügbarer mobiler Messgeräte und der Qualitätssicherung von Messungen bedarf es weiterer Untersuchungen.

Das Ziel dieses Projekts war die Konzeptionierung und der Bau abgeschlossener photokatalytischer Reaktoren (Tunnelkassetten), mit denen die Stickoxidbelastung im Tunnel „Rudower Höhe“ in Berlin in einem relevanten Maß von 15 % reduziert werden kann. Grundsätzlich teilte sich das Projekt in zwei Phasen auf, wobei in der Phase 1 ein geschlossenes System mit geeignetem Photokatalysator und Leuchtmittel entwickelt werden sollte. Im Rahmen des Projekts stellte sich heraus, dass sich für diese Fragestellung eine Tunnelkassette mit den Abmessungen 1,5 x 3 x 4 m³ sowie drei Lüftern mit einem Volumenstrom von je 1.500 m³/h geeignet zeigte. Zum photokatalytischen Abbau der Stickoxide dienen 13 mit einem Zement-Photoment-Gemisch beschichtete Schaumstoffmatten. Als Leuchtmittel eignen sich die Leuchtstoffröhren Philips Cleo Performance 80. Anhand von Simulationen zeigte sich, dass für eine Stickoxidreduktion von 15 % jeweils 50 Tunnelkassetten auf beiden Seiten am Ende des Tunnels installiert werden sollten. Die Umsetzung dieser Ergebnisse war in Phase 2 des Projekts geplant. Aufgrund des Ausfalls eines Unterauftragnehmers, der für die Herstellung, den Einbau und den Betrieb der Tunnelkassetten verantwortlich war, konnte diese Phase jedoch lediglich in Ansätzen verwirklicht werden. So stellte die TU Berlin eigenständig eine Demonstrator-Tunnelkassette her, an der die Funktionalität durch einen längeren Testbetrieb nachgewiesen werden konnte. Bezüglich des Photokatalysators ergab sich jedoch die Problematik, dass diese infolge der Alterung geringere Abbauraten erreicht. Als Grundlage für die Konzeption der Tunnelkassetten wurden zudem umfangreiche Messungen am Tunnel „Rudower Höhe“ vorgenommen. Labortechnische Bewertungen der photokatalytischen Materialien erfolgte an Messaufbauten nach DIN ISO 22197-1. Zudem wurde ein Reaktor speziell für die Abschätzung der Wirksamkeit der Tunnelmatten erarbeitet, der eine beidseitige Beleuchtung sowie eine Durchströmung erlaubt.

Die meisten Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) in Deutschland basieren auf dem Merkblatt für die Ausstattung von Verkehrsrechner- und Unterzentralen (MARZ 99). Das darin beschriebene Steuerungsmodell wurde für die damaligen Verkehrsverhältnisse, die technischen Möglichkeiten der Sensorik, Aktorik und Übertragungstechniken sowie die damaligen Fahrzeugeigenschaften entwickelt. Der technische Fortschritt mit Fahrerassistenzsystemen und der zunehmenden Fahrzeugautomatisierung bis hin zu hochautomatisierten Fahrzeugen (HAF) werden in den verwendeten Steuerungsverfahren nicht ausreichend berücksichtigt. Es wird erwartet, dass zukünftig hochautomatisierte Fahrzeuge einen signifikanten Einfluss auf den Verkehrsablauf und damit wiederum Auswirkungen auf die Steuerungsalgorithmen und die Wirksamkeit der SBA haben werden. Dieses Projekt hat zum Ziel, die Auswirkungen von hochautomatisierten Fahrzeugen auf die SBA-Steuerung zu untersuchen und mögliche Anpassungen des Steuerungsmodells zu erarbeiten. Nach einer Literaturrecherche zum Stand der Technik bezüglich Fahrzeugautomatisierung und der Wirkung bestehender Verkehrsbeeinflussungsanlagen werden zwei valide mikroskopische Simulationsmodelle für Strecken in Bayern und NRW erstellt. Anschließend werden die dortigen Unterzentralen softwaretechnisch abgebildet und an die Simulation angebunden. Um die Wirkung und Reaktion der Fahrzeuge auf die SBA in der Simulation abzubilden wird ein Wirkmodell aus Realdaten entwickelt und ebenfalls an die Simulation angeschlossen. Gemeinsam mit den im Projekt beteiligten Straßenbetreibern werden Anforderungen an das Fahrzeugsteuerungsverhalten von automatisierten Fahrzeugen mit dem Ziel der Verkehrsflussoptimierung aus Betreibersicht definiert und in einem Fahrverhaltensmodell in der Simulation umgesetzt. Zudem werden zwei weitere Fahrzeugsteuerungsverhalten aufgestellt, um die Szenarien von progressivem bis konservativem Verhalten zu erfassen. Die drei Fahrverhaltensmodelle unterscheiden sich im Beschleunigungs- und Abstandsverhalten und werden jeweils mit unterschiedlichen Durchdringungsraten in der Simulation umgesetzt. Geeignete Kenngrößen werden ausgewählt, um die Wirkungen auf den Verkehrsablauf in der Simulation zu erfassen. Die Auswirkungen werden für die verschiedenen Durchdringungsraten und Fahrverhaltensmodelle mit dem Nullfall (nur menschliche Fahrer) verglichen. Basierend auf den Auswertungen werden Anforderungen an das Fahrverhalten von HAF sowie Anpassungen und Erweiterungen der SBA Steuerung diskutiert. Es werden Handlungsempfehlungen, die sich aus den einzelnen Maßnahmen für den Betrieb und die Steuerung von SBA und für die automatisierte Fahrzeugsteuerung ergeben, ermittelt und in einen zeitlichen Bezug gebracht.

Die serienmäßige Einführung der eCall-Funktion in allen Pkw Modellen mit einer Typengenehmigung ab März 2018 ermöglicht die schnelle Erkennung von Notfällen in Fahrzeugen im gesamten Straßennetz. Dies soll zu einer Verbesserung der Reaktionszeiten von Rettungsdiensten führen. Neben der automatisch initiierten telefonischen Verbindung wird ein Datensatz mit Informationen über das Fahrzeug und den Ort an die Rettungsleitstellen versendet. Der vorliegende Forschungsbericht beinhaltet den aktuellen Stand zu den bestehenden Rahmenbedingungen des automatischen Notrufsystems eCall sowie eine Untersuchung zur Machbarkeit der Umsetzung einer Verwendung von eCall-Daten im Verkehrsmanagement. Neben einer themenspezifischen Literaturauswertung zum eCall bildete vor allem die Auseinandersetzung mit den bestehenden technischen und organisatorischen Rahmen bedingenden im Verkehrsmanagement sowie in der Ereignisbewältigung eine wichtige Grundlage. Zudem wurde eine Vielzahl an Hintergrundinformationen aus Interviews mit verantwortlichen Personen von Verkehrszentralen in Deutschland, Österreich und der Schweiz, Systemherstellern von eCall-Lösungen und von Verkehrsinformationsdiensten sowie Ansprechpartnern aus nationalen und internationalen Forschungsinitiativen mit diesem Kontext zusammengetragen. Aus heutiger Sicht erscheint das Verkehrs- und das Ereignismanagement im Verbund der beteiligten Organisationseinheiten etabliert. Der aktuelle Blick in die Praxis zeigt aber auch, dass das bestehende Meldewesen bei Unfallereignissen und Verkehrsstörungen nur teilweise automatisiert geschieht. Insbesondere im Anschluss an eine Unfallmeldung erfolgen die weiteren Schritte bis zur Behebung der Störung über organisatorische Wege. Eine automatische Weiterleitung von Unfallereignissen an Verkehrszentralen zum Zweck des Verkehrsmanagements erfolgt bisher nicht. Um Aussagen über das Auftreten automatischer Notrufe sowie über die bestehenden Rahmenbedingungen tätigen zu können, wurden insbesondere die beteiligten Organisationseinheiten und deren Meldewege näher betrachtet. Auch wenn eCalls in Deutschland derzeit nur in geringem Umfang auftreten, konnten wichtige Erkenntnisse erlangt werden, z. B. wie Unfallmeldungen via Notrufzentralen und Servicezentralen privater Anbieter weitergeleitet werden und wie innerhalb der Rettungsorganisationen damit umgegangen wird. Dabei hat sich gezeigt, dass eCall-Daten eine wichtige Informationsquelle für das Verkehrsmanagement darstellen könnten. Vor allem für die Verkehrsbeeinflussung auf Autobahnen, für die man derzeit nur indirekt (und mit deutlichem Zeitverzug über Geschwindigkeitseinbrüche) auf unfallbedingte Störungen schließen kann oder auf aufwändige videotechnische Infrastruktur zurückgreifen muss, eröffnen sich mit einer automatischen Weiterleitung der eCall-Daten an die Verkehrszentralen einige Nutzenpotenziale für das Verkehrsmanagement. Aus heutiger Sicht der Verkehrszentralen werden als mögliche Anwendungsfälle der eCall-Daten die automatische Gefahrenwarnung sowie eine Zusatzinformation zur Begründung von Stauerscheinungen gesehen. Hingegen wird einer direkten Ableitung von konkret verkehrsbeeinflussenden Maßnahmen nur eine theoretische Möglichkeit zugesprochen. Auf Basis dieser Ausgangslage wurden insgesamt fünf mögliche Anwendungsszenarien entwickelt, die aus Sicht des Verkehrsmanagements ein verkehrstechnisches Nutzenpotenzial aufweisen. Durch die automatische Weiterleitung der eCall-Daten an eine Verkehrszentrale können dort einerseits Sofortmaßnahmen im operativen Betrieb ergriffen und andererseits die vorliegenden Zusatzinformationen zum Zweck der Durchführung von Planungsaufgaben im Verkehrsmanagement genutzt werden. Die formulierten Anwendungsszenarien wurden im Rahmen eines Realisierungskonzeptes konkretisiert. In Anlehnung an eine Reihe abgeschlossener und aktuell laufender Forschungsinitiativen und Pilotprojekte in Europa wurde dargestellt, wie eCall-Daten für das Verkehrsmanagement nutzbar gemacht werden können. Das Realisierungskonzept beinhaltet dabei insbesondere eine Detaillierung hinsichtlich der technischen und organisatorischen Maßnahmen zur Bereitstellung und Verarbeitung der eCall-Daten. Weiter wurde eine Abschätzung zum verkehrstechnischen Nutzenpotenzial getätigt, welches durch vermeidbaren individuellen und volkswirtschaftlichen Schaden, insbesondere in Bezug auf die Verkehrssicherheit, die Verkehrseffizienz und die Umweltauswirkungen ausgedrückt werden kann. Das Realisierungskonzept zeigt, dass es aus Gründen der Verkehrssicherheit und des Verkehrsablaufs lohnenswert ist, eCall-Daten für das Verkehrsmanagement nutzbar zu machen. Technische Lösungen für eine automatische Weiterleitung liegen bereits vor. Doch es zeigte sich auch, dass für eine Umsetzung vor allem organisatorische Maßnahmen erforderlich werden, die nicht zuletzt den politischen Willen erfordern, das Ereignismanagement mit dem Verkehrsmanagement besser zu verzahnen.

Ziel des Projektes war es, systematische Untersuchungen zum Abriebverhalten und damit zur Partikelemission verschiedener Fahrbahnoberflächen durchzuführen, die Ergebnisse zu quantifizieren und eine Empfehlung für die Berücksichtigung abgeleiteter Emissionsfaktoren in den FGSV-Richtlinien RLuS „Richtlinien zur Ermittlung der Luftqualität an Straßen ohne oder mit lockerer Randbebauung“ zu geben. Dazu wurden • eine umfassende Literaturrecherche und Auswertung zum Thema durchgeführt, • abriebrelevante Kenngrößen für 27 typische in Deutschland eingesetzte Fahrbahnbeläge bestimmt, • Laborversuche zum Abriebverhalten von 21 dieser Fahrbahnbeläge durchgeführt, • Emissionsberechnungen für nicht motorbedingte Partikel (AWAR) mit dem Modell NORTRIP (Non-exhaust road traffic induced particle emission modelling) in seiner Version 3.2 durchgeführt und auch die resultierenden PM10-Straßenabriebemissionsfaktoren ausgewiesen. • diese Berechnungsergebnisse mit AWAR-Emissionsfaktoren nach DÜRING et al. (2011) bzw. HBEFA4.1 verglichen. • die NORTRIP-Berechnungsergebnisse des dort integrierten NOx-Tracermodells mit Immissionsmessungen an der Frankfurter Allee in Berlin und Am Neckartor in Stuttgart verglichen, • Empfehlungen zur Anwendung von NORTRIP gegeben sowie • aus den NORTRIP-Berechnungen erzeugte PM10-AWAR- und -Straßenabriebemissionsfaktoren für die Anwendung in RLuS abgeleitet. Folgende in Deutschland am häufigsten eingesetzte Fahrbahnbeläge wurden untersucht: • Asphaltbeton, • Offenporiger Asphalt (OPA), • Gussasphalt, • DSH (Dünne Asphaltdeckschicht in Heißbauweise), • Waschbeton und • Splittmastix-Asphalt (SMA). Folgende wesentliche Ergebnisse wurden abgeleitet: • Quantifizierung der Abriebmaße Abgesehen von der Art des Reifens (insbesondere der Einsatz von Spikereifen), dem Fahrverhalten (Beschleunigungsanteile) und der Fahrgeschwindigkeit (höhere Geschwindigkeiten führen zu höheren Abriebraten) sind weitere wesentliche Faktoren, die sich auf die Partikelerzeugung aus dem Abrieb der Fahrbahn auswirken, – die Art/Festigkeit und die Korngröße des in der Fahrbahn verwendeten Gesteinmaterials – eventuell auch die Art des Bindemittels (polymer modifiziertes Bindemittel scheinen positiv zu wirken) – eventuell bewirkt eine starke Modifizierung des Bindemittels (z. B. Gummimodifizierung) und die sich dadurch einstellenden dickeren Bindemittelfilme eine Verminderung der PM10-Fahrbahnabriebemissionen. Die Höhe der Reduktion hängt hier wahrscheinlich von der Ausbildung der Oberfläche ab. ...