Das Verfahren in Kapitel S7 des Handbuchs für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS) von 2015 zur Bewertung der geschwindigkeitsbezogenen Angebotsqualität im Öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) weist Unzulänglichkeiten auf, die zu einer geringen Akzeptanz in der Praxis führen. Gründe sind beispielsweise: • Streckencharakteristika wie Kurven und Steigungen werden nicht berücksichtigt. • Ausschluss der Anwendung bei verkehrsabhängig gesteuerten Lichtsignalanlagen. • Mangelnde Eignung für die in der Praxis häufig gewünschte Qualitätssicherung im Bestand. Das Forschungsprojekt zielte auf eine Verbesserung des Regelwerks ab, die den Unzulänglichkeiten abhilft und zu einer breiteren Akzeptanz führen soll. Für eine Mängelanalyse des bisherigen Verfahrens wurden Erfahrungen und Anforderungen aus der Praxis der Verkehrsunternehmen und Kommunen in einem Expertenworkshop erhoben. Parallel wurden beispielhaft räumlich und zeitlich detaillierte Messungen von Fahrzeiten und Verlustzeiten verschiedener Art im ÖPNV durchgeführt und ausgewertet. Daraus wurden Ansätze für Verbesserungen des Kapitels S7 abgeleitet, mit Fachleuten aus der Praxis diskutiert und multikriteriell bewertet. Als Ergebnis des Projekts wurde ein konkreter Formulierungsvorschlag für die Überarbeitung des Kapitels S7 vorgelegt. Die Verbesserungsvorschläge beinhalten i. W. folgende Punkte: • Differenzierung der Anwendungsfälle „Planung neuer/umzubauender Anlagen“, „Planung neuer Linien auf bestehenden Anlagen“, „Qualitätssicherung im Bestand“. • Definition der Abschnitte anhand der Haltestellen. • Detailliertere Berücksichtigung der Streckencharakteristika, die sich auf die erreichbare Geschwindigkeit auswirken. • Anpassung der Richtwerte für die Beschleunigung und die Haltestellenaufenthaltszeit aufgrund der Messergebnisse. • Beseitigung des Anwendungsausschlusses für verkehrsabhängige Steuerungen von Lichtsignalanlagen. • Spezifikation von Anforderungen an die Detaillierung und Qualität von Messdaten. Die ursprünglich geplante Thematik des Forschungsvorhabens, die im Titel zum Ausdruck kommt, wurde bereits bei der Erarbeitung der Aufgabenstellung modifiziert.

Das Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS 2015) enthält ein umfangreiches Berechnungsverfahren zur Bewertung der Verkehrsqualität an Knotenpunkten mit Lichtsignalanlage (LSA). Die praktische Anwendung des Verfahrens zeigte in den vergangenen Jahren, dass einige Teilkomponenten des Verfahrens die Randbedingungen des aktuellen Verkehrsablaufs nicht mehr ausreichend genau berücksichtigen und relevante Fahrstreifenkonstellationen nicht unmittelbar betrachtet werden können. Daher wurden in der Untersuchung eine Neukalibrierung und Erweiterung der bestehenden Modelle durchgeführt sowie Hinweise für eine HBS-konforme Simulation mit der Software PTV Vissim als alternatives Verfahren zur Ermittlung der Qualität des Verkehrsablauf erarbeitet. Grundlage der Untersuchung bildeten umfangreiche empirische Analysen des Verkehrsablaufs an Knotenpunkten mit LSA. Dabei wurden Sättigungsverkehrsstärken für verschiedene Randbedingungen gemessen, der Einfluss des querenden Fuß- und Radverkehrs auf bedingt verträglich geführte Abbiegeströme anhand der Belegungszeit erhoben, der Verkehrsablauf an Zufahrten mit mindestens einem zusätzlichen kurzen Aufstellstreifen beobachtet sowie Fahrtzeiten an verkehrsabhängig gesteuerten LSA erfasst. Die Datengrundlage wurde teilweise durch mikroskopische Verkehrsflusssimulationen erweitert. Im Ergebnis der Analysen konnte die Sättigungsverkehrsstärke von 2000 Kfz/h im Pkw-Verkehr ohne weitere Einflüsse bestätigt werden. Es zeigte sich jedoch, dass die Einflüsse des Schwerverkehrs, der Steigung und des Abbiegeradius weniger stark ausgeprägt sind als im HBS 2015 angenommen. Zudem wurde die zulässige Höchstgeschwindigkeit für die Sättigungsverkehrsstärke als eine weitere maßgebende Einflussgröße ermittelt, wobei geringere Geschwindigkeiten zu geringeren Sättigungsverkehrsstärken führen. Die Verwendung eines Zeitzuschlags von einer Sekunde zur Ermittlung der effektiven Freigabezeit konnte näherungsweise bestätigt werden. Bei den Erhebungen an Fußgänger- und Radfurten konnte beobachtet werden, dass die im HBS 2015 angegebene Berechnungsfunktion die Belegungszeiten aufgrund der Nichtberücksichtigung relevanter Randbedingungen wie der Furtgeometrie, der Furtsignalisierung (simultan oder progressiv), der Freigabezeit und der Umlaufzeit nicht ausreichend genau beschreibt und tendenziell unterschätzt. Es wurde ein neues Modell auf der Grundlage der Zeitlückentheorie abgeleitet, welches diese Parameter unmittelbar als Eingangsgrößen verwendet und die Belegungszeit damit deutlich genauer schätzen kann. Die Analyse von Zufahrten mit zusätzlichem kurzem Aufstellstreifen zeigte, dass das aktuell im HBS 2015 verwendete Berechnungsmodell die Kapazität sehr gut beschreibt und auch auf Zufahrten mit zwei oder drei durchgehenden Fahrstreifen erweitert werden kann. Zusätzlich wurden unterschiedliche Modellvereinfachungen erarbeitet. Bei der Analyse einfacher verkehrsabhängiger Steuerungen mit einer Grundstellung in einer Dauergrünphase der Hauptrichtung oder einer Alles-Rot-Phase zeigte sich kein Anpassungsbedarf der Kriterien für die Bewertung der Verkehrsqualität. Die Bewertung eines Festzeitprogramms mit mittleren Freigabe- und Sperrzeiten stellt für diese Schaltungen eine akzeptable Näherung dar. Für die HBS-konforme mikroskopische Verkehrsflusssimulation wurden in der Untersuchung Anwendungshinweise und Parametereinstellungen für das Programm PTV Vissim abgeleitet, die auch die neuen empirischen Erkenntnisse berücksichtigen. Dabei zeigte sich, dass unter Standardeinstellungen deutliche Unterschiede der Simulation zum analytischen Verfahren des HBS 2015 vorhanden sind und damit eine direkte Vergleichbarkeit der Ergebnisse nur eingeschränkt gegeben ist. Die sachgerechte Berücksichtigung der Instationarität in der Simulation im Sinne des HBS wurde ebenfalls analysiert. Durch die erarbeiteten Anwendungshinweise und Parametereinstellungen können diese Unterschiede minimiert werden.

Rechnerische Analysen im Zuge der Dimensionierung und Substanzbewertung gewinnen im Betonstraßenbau zunehmend an Bedeutung. Eine hinreichende Kenntnis über das im nationalen Betonstraßenbau spezifische thermische Ausdehnungsverhalten des Baustoffs Beton ist für eine adäquate Berücksichtigung bei der Modellbildung essenziell. Den aktuellen Ansätzen liegen ingenieurtechnische Annahmen zugrunde, die auf allgemeinen Richtwerten aus den 1960er Jahren basieren. Eine systematische und gezielte Verknüpfung mit aktuelleren Erkenntnissen sowie auf den nationalen Betonstraßenbau ausgerichtete labortechnische Untersuchungen fehlen. Derzeit existieren national und europäisch jedoch keine standardisierten oder genormten Verfahren zur experimentellen Bestimmung der Wärmedehnzahl von Beton. Diese Arbeit verfolgt zusammenfassend folgende konkrete Zielstellungen: a) Erstellung einer geschlossenen Abhandlung zur Thematik der Wärmedehnzahl von Betonen mit spezifischer Ausrichtung auf den nationalen Straßenbau und die Verwendung des Kennwertes für rechnerische Analysen b) Schaffung von Grundlagen für die Aufnahme eines Prüfverfahrens zur Bestimmung der Wärmedehnzahl in die TP B-StB [1] c) Überprüfung vorhandener Literaturwerte hinsichtlich der spezifischen Verwendbarkeit im Betonstraßenbau d) Bewertung des aktuellen Dimensionierungsansatzes in den RDO Beton [2] In Kontext der Verwendung von Wärmedehnzahlen für rechnerische Analysen im Betonstraßenbau ergibt sich eine sehr hohe Bedeutung in Bezug auf zwei Komplexe, die für die Dauerhaftigkeit von Fahrbahndecken aus Beton entscheidend sind. Zum einen beeinflusst die Wärmedehnzahl maßgeblich das Längs- und Querdehnungsverhalten der Decke. Zum anderen stellt sie einen maßgebenden Parameter für die rechnerische Dimensionierung [2] dar. Darüber hinaus hängt der maßgebende Anteil der mechanischen Beanspruchung von Fugenfüllsystemen bei Decken in Plattenbauweise insbesondere auch von der Wärme-dehnzahl des Betons ab. Zur Bewertung der Genauigkeit experimentell bestimmter Wärmedehnzahlen wurden in [3] Sensitivitätsanalysen mit den rechnerischen Verfahren zur Dimensionierung und Subs-tanzbewertung durchgeführt. Im Ergebnis sollte bei der Bestimmung von Wärmedehnzahlen zur Nutzung als Eingangsdaten in die Berechnungen eine relativ hohe Genauigkeit von ± 0,3 ∙ 10-6/K angestrebt werden. Es wurden zwei Prüfansätze zur experimentellen Bestimmung der Wärmedehnzahl entwickelt, angewendet und kritisch analysiert. Zur Messung der thermisch bedingten Längen¬änderung werden ein Setzungsdehnungsmesser mit digitaler Messuhr (Prüfansatz 1) sowie induktive Wegaufnehmer (Prüfansatz 2) verwendet. Es zeigt sich, dass insbesondere unter Verwendung von induktiven Wegaufnehmern eine sehr gute Reproduzierbarkeit der Mess¬ergebnisse erzielt werden kann. Um die Richtigkeit der Prüfergebnisse beurteilen zu können, wurden Bezugswerte an Referenzmaterialien anhand von Dilatometermessungen an verschiedenen Instituten ermittelt. Für den hier betrachteten Temperaturbereich zwischen 0 °C und 40 °C ergeben sich mittlere Wärmedehnzahlen für eine Edelstahl- bzw. Aluminium-Legierung in Höhe von 15,40 · 10-6/K bzw. 21,69 · 10-6/K. In Vergleichsuntersuchungen wurde eine sehr gute Annäherung der Prüfergebnisse bei Verwendung von Prüfansatz 1 (PA1) sowie von Prüfansatz 2 (PA2) mit einer Aluminium-Legierung als Kalibriermaterial an die Bezugswerte erzielt. Die Abweichungen liegen zwischen 0,07 bis 0,21 · 10-6/K. Eine erste allgemeine Einschätzung zur Genauigkeit der Prüfergebnisse zeigt, dass bei Verwendung von PA2 die geforderte Genauigkeit des Prüfergebnisses von ± 0,3 · 10-6/K bei einem Konfidenzniveau von 95 % auch bei sehr kleinen Stichproben erfüllt wird. Bei PA1 kann bei größeren Stichproben dieser Genauigkeitsanforderung entsprochen werden. Vor dem Hintergrund einer höheren Praktikabilität wird der PA1 für die umfassenden Bestandsuntersuchungen herangezogen. Den Bestandsuntersuchungen lag eine Stichprobe von 58 Bestandsstrecken aus dem BAB-Netz zugrunde. Die Probekörper wurden auf den maßgebenden lufttrockenen Zustand konditioniert. Es ergaben sich Wärmedehnzahlen der Straßenbetone für die einzelnen untersuchten Schichten zwischen 7,4 – 12,2 ∙ 10-6/K, wobei – wie zu erwarten – die niedri-gen Dehnungswerte bei kalkreichen Gesteinskörnungen und die höheren Werte bei Kiesen mit einem hohen Anteil an Quarzgestein festgestellt wurden. Der aktuell für den Regelfall in der rechnerischen Dimensionierung vorgesehene Richtwert für die Wärmedehnzahl von 11,5 ∙ 10-6/K wird in 7,5 % der untersuchten Betone überschritten. Die verfügbaren Literaturwerte können in Form der angegeben Mittelwerte nur als Orientierung herangezogen werden. Für die im Straßenbau zum Einsatz kommenden Kiese, welche hinsichtlich der Gesteinsart heterogen zusammengesetzt sind, liegen keine Literaturwerte vor. Orientierungsmessungen zum Einfluss der Betonfeuchte auf die Wärmedehnzahl zeigen, dass bei wassergesättigten Proben im Vergleich zu lufttrockenen die Wärmedehnzahl durchschnittlich um 2,7 ∙ 10-6/K geringer ausfällt. Bei der Bestimmung der Wärmedehnzahl an wassergesättigten Probekörpern sollte das Prüfergebnis nach aktuellem Wissensstand um 25 % erhöht werden. Aufbauend auf dieser Arbeit sollte zur Überführung eines Prüfverfahrens in die TP B-StB zunächst eine Arbeitsanleitung für einen Prüfansatz oder mehrere Prüfansätze erarbeitet und anschließend ein Ringversuch zur Bestimmung der Präzisionskenndaten durchgeführt werden. Zur Qualitätssicherung wird es als zwingend erforderlich angesehen, durch eine zentrale Stelle Referenzprismen aus Metall mit zugehörigem Bezugswert für die Wärme¬dehnzahl zur Verfügung zu stellen. Perspektivisch sollten die Bestandsuntersuchungen systematisch fortgesetzt werden, um zum einen ein verbessertes Verständnis zur zeitlichen Entwicklung der Wärmdehnzahlen von Straßenbetonen in situ zu erlangen und zum anderen die Datenbasis insbesondere von Betonen mit hohem thermischen Dehnungsvermögen zu erhöhen. Darüber hinaus sollten vor dem Hintergrund des hohen Einflusses aus dem Feuchtegehalt des Betons die realen Feuchteverteilungen über die Deckenhöhe sowie innerhalb einer Fahrbahnplatte (Platten¬mitte, Plattenrand) eruiert werden, um Rückschlüsse auf die feuchtebedingten Streuungen der Wärmedehnzahl im Bauteil ziehen zu können. Bei der vorliegenden Veröffentlichung handelt es sich um eine von der „Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften der Universität Stuttgart“ genehmigte Dissertation zum Erwerb des Doktorgrades. Die mündliche Prüfung fand am 12.04.2024 statt. Gutach¬ter waren Herr Prof. Dr.-Ing. Harald Garrecht und Herr Prof. Dr.-Ing. Rolf Breitenbücher.

Das Fahrrad als individuelles, nachhaltiges gesundheitsförderliches Verkehrsmittel soll gefördert werden. Lückenlose Radverkehrsnetze und eine hohe Qualität der Fahrradinfrastruktur sind Teil des Nationalen Radverkehrsplans 3.0. Die Menschen sollen sich effizient und sicher mit dem Fahrrad fortbewegen können. Insbesondere auf kurzen Strecken und mit geringem Gepäck, was häufig bei Pendelwegen der Fall ist, bietet das Fahrrad eine Alternative zum privaten Pkw. Dennoch nutzen viele Menschen für Pendelwege weiterhin den motorisierten Individualverkehr. Ziel dieses Vorhabens war es, Erkenntnisse über die Fahrradnutzung auf dem Arbeitsweg zu erhalten und anschließend geeignete bestehende oder potenzielle Förderungsmaßnahmen darzulegen. Um ein umfassendes Verständnis der Fahrradnutzung auf Arbeitswegen zu erlangen, wurden im Rahmen dieses Forschungsprojekts verschiedene Methoden angewendet. Basierend auf der Literaturanalyse wurden Interviews mit Experten und Expertinnen durchgeführt. Anschließend folgten quantitative Erhebungen mit Arbeitnehmenden und Arbeitgebenden. Ergänzend wurden qualitative Interviews mit Arbeitgebenden geführt. Es ist festzuhalten, dass das Fahrrad alleinig nicht den motorisierten Individualverkehr ersetzen kann. Ziel sollte es sein, eine ganzheitliche Betrachtung des Umweltverbundes zu forcieren. Weiterhin ist allgemein bekannt, dass die Mobilität ein äußerst routiniertes Verhalten darstellt. In Lebensumbruchsituationen werden Routinen hinterfragt. Solche Momente sollten genutzt werden, um den Umstieg auf das Fahrrad zu fördern. Darüber hinaus ist zu prüfen, wie Routinebrüche bewusst von außen herbeigeführt werden können (z. B. durch mehrwöchige Testangebote), denn auch diese können das Verhalten langfristig verändern. Die Fahrradförderung kann drei Aspekte beabsichtigen: Nutzende anderer Verkehrsmittel zu Fahrradnutzenden zu machen, die Nutzung von Gelegenheitsnutzenden zu intensivieren und Personen mit einer intensiven Fahrradnutzung motivieren, weiterhin das Fahrrad zu nutzen. Unterschiedliche Einflussfaktoren auf die Fahrrad- bzw. Pedelecnutzung auf Arbeitswegen konnten identifiziert werden. Neben persönlichen Faktoren wie sozioökonomischen Aspekten, der Mobilitätssozialisation, Einstellungen und Gewohnheiten spielen auch Rahmenbedingungen eine Rolle. Dazu zählen die Radverkehrsinfrastruktur, das Mobilitätsmanagement von Quartieren und Kommunen, die Distanz und Intermodalität sowie Witterungsverhältnisse und der Raumtyp. Die betriebliche Fahrradförderung wurde im Projekt detaillierter betrachtet, wobei der Fokus auf dem betrieblichen Mobilitätsmanagement lag. Die Aktivierung bzw. Initiierung der Fahrradförderung spielte ebenso eine Rolle wie hemmende Faktoren (z. B. Lage des Unternehmens, infrastrukturelle Umgebung, Kosten für Maßnahmen) und motivierende Aspekte (z. B. Gesundheitsförderung, Imagegewinn, Personalbindung), die unterschiedlichen Gestaltungselemente (z. B. betriebliche Infrastruktur, Kommunikation und Information, finanzielle Unterstützung) und die Evaluation von Maßnahmen. Im Ergebnis zeigt sich, dass der Umstieg vom motorisierten Individualverkehr auf das Fahrrad bzw. Pedelec auf Arbeitswegen durch unterschiedliche Aspekte beeinflusst werden kann. Hemmende Faktoren sind derzeit vor allem die Entfernung des Arbeitswegs, ungünstige Wetterbedingungen, die Radverkehrsinfrastruktur und die Kombination von verschiedenen Wegeketten. Insbesondere diesen Faktoren sollten mit Maßnahmen, soweit dies möglich ist, begegnet werden. Eine durchgängige Radverkehrsinfrastruktur, ausreichende Abstellanlagen an Bahnhöfen und Haltestellen zur Stärkung der Intermodalität und ein positiver gesellschaftlicher Diskurs können den Wechsel zum Fahrrad oder Pedelec unterstützen. Dabei sollte berücksichtigt werden, dass nicht alle Wege vollständig ersetzt werden müssen, sondern ein teilweiser Wechsel, in Form von inter- oder multimodaler Nutzung, bereits Auswirkungen auf den Modal Split hat. Die Untersuchungen zeigten, dass die Fahrradförderung nur selten in der Strategie von Organisationen verankert ist und konkrete Ziele nicht immer vorhanden sind. Eine Befragung der Mitarbeitenden kann wichtige Einblicke in die Bedürfnisse geben, wird jedoch selten durchgeführt. Es ist davon auszugehen, dass nicht für jedes Unternehmen die gleichen Maßnahmen geeignet sind. Es besteht weiterer Forschungsbedarf hinsichtlich der Wirksamkeit einzelner betrieblicher Maßnahmen und wie eine fahrradfreundliche Kultur in Organisationen gefördert werden kann.

Erweiterte Fahrerassistenzsysteme (ADAS) gewinnen in der Fahrzeugentwicklung immer mehr an Bedeutung. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen führt dies zu mehr Sicherheit, mehr Komfort für den Fahrer und geringeren Gesamtbetriebskosten. Die derzeit auf dem Markt befindlichen Systeme zielen auf SAE Level 2 mit teilautomatisierten Fahrfunktionen ab. Zukünftige Lkw-Designs werden höhere Automatisierungsgrade anstreben. In diesem Zusammenhang ist die Kenntnis des Reibwertpotenzials zwischen der Straßenoberfläche und den Fahrzeugreifen sowie die anschließende Anpassung automatisierter Fahrfunktionen von entscheidender Bedeutung für eine sichere Längs- und Querführung von Fahrzeugen im Allgemeinen. In vorangegangenen Forschungsprojekten wurde ein zuverlässiges und funktionales Verfahren zur ursachenbasierten Reibwertpotenzialschätzung für Pkw entwickelt (Müller et al., 2017; Müller et al., 2019). Unfälle, die durch Straßenglätte verursacht werden, machen einen erheblichen Anteil am Gesamtunfallgeschehen aus. Mit Hilfe einer detaillierten Analyse von Unfalldaten konnte gezeigt werden, dass das System ein großes Potenzial zur Unfallvermeidung hat. Dies gilt auch für Lkw-Unfälle (Müller et al., 2021). Die Methode selbst ist fahrzeugunabhängig, jedoch an Pkw und deren Fahrdynamik angepasst. Im Rahmen des von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) finanzierten Forschungsprojekts "Prognose des Reibungspotenzials bei schweren Nutzfahrzeugen (> 12 t)" wird die Abschätzung des Reibungspotenzials weiterentwickelt und für schwere Nutzfahrzeuge angepasst. In diesem Bericht werden verschiedene Ergebnisse aus realen Fahrversuchen, die Methode der Reibwertpotenzialschätzung im Allgemeinen, sowie eine Betrachtung des möglichen Einsatzes für zukünftige Lkw-Fahrerassistenzfunktionen vorgestellt. Das maximal nutzbare Reibwertpotenzial wird durch Bremsmanöver innerhalb des ABS-Regelbereichs bei Geradeausfahrten auf horizontalen Straßenabschnitten ermittelt. Alle Reibwertpotenzialmessungen werden parallel mit einem Sattelzug-Lkw und einem Pkw durchgeführt, um einen permanenten Vergleich zwischen beiden Fahrzeugen zu ermöglichen. Zusätzlich zu den fahrzeugeigenen Sensoren sind beide Versuchsfahrzeuge mit entsprechender Messtechnik zur Aufzeichnung der Beschleunigung und weiterer Umweltdaten ausgestattet. Zunächst werden erste Untersuchungen auf einer Teststrecke durchgeführt, um den Einfluss unterschiedlicher Beladungszustände und verschiedener Ausgangsgeschwindigkeiten auf das maximal nutzbare Reibwertpotenzial zu ermitteln. Weitere Messungen werden auf verschiedenen bewässerten Oberflächen durchgeführt. Anschließend werden Reibwertpotenzialmessungen unter realen Fahrbedingungen auf öffentlichen Straßen in Brandenburg durchgeführt. Über einen Zeitraum von mehr als einem Jahr wird von der TU Berlin und der IAV eine umfangreiche Reibwertdatenbank aufgebaut. Das Ziel ist es dabei möglichst alle Witterungsbedingungen eines Jahres zu berücksichtigen. Vergleichbare Messungen zwischen Pkw und Lkw in einem solchen Umfang sind aus der aktuellen Literatur nicht bekannt. Es wird daher ein ursachenbasierter Ansatz zur Reibwertpotenzialschätzung entwickelt, welcher zuverlässige Ergebnisse liefert und im Echtzeitbetrieb eingesetzt werden kann. Der Kern dieser Methode basiert auf der Abschätzung des Straßenzustandes unter ausschließlicher Verwendung externer Wetterdaten, die eine Reibwertpotenzialvorhersage für den Bereich um das Ego-Fahrzeug gewährleisten. Spezifische Anpassungen des Algorithmus ermöglichen die Übertragbarkeit für die Anwendungen im Schwerlastverkehr. Die Ergebnisse umfassen verschiedene Analysen der Effektivität des Systems, wobei der Schwerpunkt auf der Quantifizierung seiner Zuverlässigkeit und Genauigkeit für den Versuchs-Lkw liegt.