Wesentliche Aufgabe des Winterdienstes ist die Gewährleistung von Sicherheit und Verkehrsfluss für Personen- und Güterverkehr in Perioden mit winterlichen Witterungsbedingungen. Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurde eine einfache Methode für die Ökobilanzierung des Straßenwinterdienstes entwickelt und in Form eines intuitiv bedienbaren Excel-Tools für interessierte Kreise anwendbar gemacht. Der im Projekt betrachtete Straßenwinterdienst umfasste dabei den Winterdienst auf Außerortsstraßen, insbesondere Autobahnen und Bundesstraßen. Im ersten Schritt des Projekts wurden Ökobilanzstudien zum Winterdienst ausgewertet und daraus die methodischen Grundlagen des ÖkoWin-Tools abgeleitet. Ergänzend zur Literaturauswertung wurden Interviews mit Praxisakteuren geführt. Eine Auswertung aktueller Literatur zu ökotoxischen Wirkungen aus der Ausbringung von Streumitteln vervollständigt das Bild der Umweltauswirkungen. Die Entwicklung des ÖkoWin-Tools erfolgte im zweiten Schritt. Zentrale Zielgruppe des Tools sind Akteure, die für den Winterdienst verantwortlich sind, wie z. B. Autobahn- und Straßenmeistereien sowie Bauhöfe und Akteure, die Entscheidungen zur Beschaffung von Streumitteln und Winterdiensttechnik treffen. Sie können mit dem ÖkoWin-Tool die potenziellen Umweltauswirkungen ihrer Winterdienstaktivitäten bestimmen, sie können ermitteln, welche Prozesse die höchsten Beiträge zu den Umweltauswirkungen verursachen und welche Potenziale in Optimierungsmaßnahmen stecken. Das ÖkoWin-Tool ermöglicht die Erstellung individueller Ökobilanzen in sechs Schritten. Die Ökobilanzierung erfolgt in Bezug auf eine entsprechend der Fragestellung festzulegende funktionelle Einheit, das ist eine Bezugsgröße mit räumlicher und zeitlicher Komponente, beispielsweise die Winterdienstaktivitäten für die gesamte betreute Streufläche über eine bestimmte Winterperiode. Anwender und Anwenderinnen müssen die Primärdaten zu den Kernprozessen ihrer Winterdienstaktivitäten in das Tool eingeben (z. B. Verbrauch an Streumitteln und Kraftstoffen). Im ÖkoWin-Tool sind die Emissionsfaktoren zu den Vor- und Nachketten (z. B. die Herstellung von Streumitteln und Kraftstoffen, Emissionen der Ausbringung) für die Berechnung der potenziellen Umweltauswirkungen hinterlegt. Insgesamt eignet sich die Methode der Ökobilanz sehr gut, um Optimierungspotenziale für die Durchführung des Winterdienstes innerhalb einer Meisterei oder eines Bauhofes zu identifizieren. Dagegen ist ein direkter Vergleich des Winterdienstes unterschiedlicher Meistereien bzw. generell von unterschiedlichen Organisationen, die den Winterdienst durchführen, auf Basis einer Ökobilanz nur sehr eingeschränkt oder gar nicht möglich. Ebenso gibt es verschiedene Auswirkungen des Winterdienstes, die mit der Methode der Ökobilanz aufgrund offener methodischer Fragen und fehlender Daten zumindest derzeit nicht abgebildet werden können. Darunter fallen potenzielle ökotoxische Wirkungen insbesondere aus der Ausbringung der Streumittel. Ebenso können potenzielle negative Wirkungen auf Bauwerke und Fahrzeuge, die Reparaturen und Ersatzmaßnahmen notwendig machen und darüber Umweltauswirkungen verursachen, nicht berücksichtigt werden. Auch die Effekte des Winterdienstes auf den Verkehrsfluss können mit der Methode Ökobilanz derzeit nicht abgebildet werden.

Brücken sind grundsätzlich baulich so auszubilden, dass die Prüfung und Überwachung nach DIN 1076 sowie die erforderliche Erhaltung jederzeit sicher, einfach, handnah und wirtschaftlich durchgeführt werden kann. Konstruktionen sind so auszubilden, dass ein leichter Zugang zu den einzelnen Bauteilen gegeben ist. Kleinere (luft-)dicht verschweißte Hohlkästen erfüllen diesen Grundsatz nicht, da der Zustand der inneren Bauteile nicht ohne weiteres überprüft werden kann. Dicht verschweißte, nicht prüfbare Hohlkästen kommen bei Bogenbrücken, Verkehrszeichenbrücken, Rohrfachwerken und zunehmend auch als Verbundfertigteilträger als tragende Elemente für Überführungsbauwerke zum Einsatz. Ihr Vorteil liegt in der günstigen Herstellungsweise, da die Vorfertigung im Werk erfolgen kann und im Inneren kein (voller) Korrosionsschutz aufzubringen und zu erneuern ist sowie auf eine Ausstattung zur Bauwerksprüfung (Besichtigungsstege, Beleuchtung etc.) hinsichtlich Ihrer Dauerhaftigkeit verzichtet wird. Auf der anderen Seite sind vereinzelt Schäden im Inneren durch das Eindringen von Wasser bekannt, sei es durch Korrosionsschäden oder Mikrorisse aufgrund dynamischer und thermischer Beanspruchung. Im Rahmen des Projekts wurden Untersuchungen an Brücken mit dichtgeschweißten und nicht begehbaren Hohlkästen im Bereich der Bundesfernstraßen durchgeführt, um eine ganzheitliche Betrachtung dieser Bauweise auch unter den Aspekten des Korrosionsschutzes, der (nachträglichen) Schweißarbeiten , der Instandsetzung im Schadensfall (z. B. Anfahrschäden) sowie der Resilienz gegenüber zukünftigen Verkehrsbelastungen zu erhalten. Ziel ist es, Sicherheit über eine Bauweise zu erlangen, die insbesondere in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen hat und entsprechend im Netz der Bundesfernstraßen als tragendes Element zum Einsatz kommt. Die im vorliegenden Bericht zusammengefassten Erfahrungen mit der Bauweise der dichtgeschweißten und nicht begehbaren Hohlkästen und die Ergebnisse der Vor-Ort-Untersuchungen an 7 Bauwerken lassen einen grundsätzlich positiven Befund zu. Ferner ist festzuhalten, dass sowohl die technischen, als auch die volkswirtschaftlichen Vorteile dieser Bauweise den entscheidenden Nachteil der zum größten Teil fehlenden Zugangsmöglichkeit der Hohlkästen überwiegen. Dies ist vor allem darin begründet, dass die Erfahrungen aus der Anwendung der Bauweise den Rückschluss zu lassen, dass keine Schädigung des Innenbereichs zu erwarten ist, wenn die Ausführung und Qualitätssicherung fachgerecht erfolgten. Somit lässt sich die Anwendungssicherheit maßgebend durch die Fokussierung auf die Qualitätssicherung des Fertigungsprozesses erhöhen.

Im Zuge des Forschungsvorhabens wurden knapp 30 Anprallprüfungen an verschiedene Fahrzeug-Rückhaltesysteme ausgewertet, um tiefere Erkenntnisse über den Anprallvorgang zu erlangen und so ein robustes Lastmodell zu entwickeln, das diesen Einwirkungen bestmöglich entspricht. Die Auswertung ergab einerseits, dass es zielführend ist die Messergebnisse mit einem Tiefpassfilter zu prozessieren, um den Einfluss der Eigenschwingungen des Prüfstands zu reduzieren. Bei einer Grenzfrequenz von etwa 10 Hz lässt sich hierbei ein großer Anteil der beim realen Bauwerk nicht vorhandenen Eigenschwingungen herausfiltern. Bei größeren Frequenzen würden sich zudem Dehnraten ergeben, die den Ansatz von Vergrößerungsfaktoren für die Festigkeit von Beton und Bewehrung gerechtfertigten würden. Eine probabilistische Analyse der Randbedingungen bei den Anprallprüfungen ergab, dass diese im Vergleich zu den realen Abkommensunfällen mit ca. 90% Wahrscheinlichkeit größere Horizontalbeanspruchungen bewirken. Es wurde zudem aufgezeigt, wie mittels Anpassungsfaktoren auch ein anderes Sicherheitsniveau erreicht werden kann, sofern dies erwünscht ist. Bei den Vertikalkräften zeigte sich, dass die bei den Anprallprüfungen für die Aufhaltestufen H1 und H2 eingesetzten, verhältnismäßig leichten LKW hingegen nicht als repräsentativ für den realen Verkehr erachtet werden können. Deshalb ist es sinnvoll die Messwerte zu korrigieren. Im Vorhaben wurden drei Einwirkungsmodelle für Anprallasten miteinander verglichen: eine konzentrierte Last, ein Tandem-System und gleichmäßig verteilte Lasten. Vergleichsrechnungen ergaben, dass die konzentrierte Last und das Tandem-System eine konservativere Lastverteilung ergeben, als in den Versuchen gemessen wurde. Insgesamt entsprach die gleichmäßig verteilte Last am besten den Messergebnissen. Die Anprallprüfungen wurden ausgewertet, um das Einwirkungsmodell so zu kalibrieren, dass es sowohl für 4 m als auch für 12 m die Messwerte stets überschreitet. Zusätzlich wurde sichergestellt, dass im Falle der Horizontalkraft die resultierenden Schnittgrößen aus der gleichmäßig verteilten Last mindestens so groß sind, wie beim Aufbringen der maximalen Einwirkung in einem 4 m Block als konzentrierte Last. In einer Wirtschaftlichkeitsuntersuchung wurde geprüft, inwiefern die außergewöhnlichen Einwirkungen aus Anprall maßgebend für die Auslegung der Bauteile werden können. Bei dem Ansatz der Anprallkräfte als konzentrierte Last ist dies häufig der Fall. Bei der gleichmäßig verteilten Last bzw. dem Tandem-System zeichnet sich eher ab, dass in den meisten Fällen die Bewehrung im Bauteil unverändert bleiben würde. Basierend auf den Erkenntnissen aus dem Forschungsvorhaben scheint das in der nächsten Ausgabe der Eurocodes enthaltene Einwirkungsmodell mit einer gleichmäßig verteilten Horizontallast über 4 m Länge mit den Messergebnissen aus den Anprallprüfungen in Einklang zu sein. Die Kalibrierung ergab, dass eine Horizontalkraft von insgesamt 700 kN eine robuste Bemessung sicherstellt, die für alle geprüften Fahrzeug-Rückhaltesysteme die geforderte Sicherheit bietet. Zugleich ergab eine Wirtschaftlichkeitsberechnung, dass aufgrund der günstigeren Lastverteilung diese außergewöhnliche Einwirkungskombination voraussichtlich nicht maßgebend wird gegenüber anderen Grenzzuständen wie beispielsweise der Gebrauchstauglichkeit. Vor diesem Hintergrund ist es fraglich, ob es erforderlich ist mehrere Horizontalkraftklassen zu bilden, basierend auf den Auswertungen kann dies jedoch in beliebiger Anzahl erfolgen. Hinsichtlich der Vertikallast, die begleitend zum Anprall zu berücksichtigten ist, ist eine deutliche Erhöhung bezogen auf den Grundwert im Eurocode erforderlich, insbesondere, wenn die Vertikallast ebenfalls als gleichmäßig verteilte Last angesetzt wird. Bei einer gleichmäßig verteilten Last wird ein Wert von 450 kN empfohlen.

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.

Today, both in-vehicle human drivers and automated driving systems (ADS) can be in charge of driving the vehicle. In addition, in the near future, it will be possible to drive a vehicle equipped with Level 4 or Level 5 ADS from a remote position, or to provide information to such a vehicle from a remote position. This new form of vehicle motion control is known as teleoperation. In 2021, Germany has introduced the possibility to provide information to a Level 4 or Level 5 ADS-equipped vehicle: According to the German Road Traffic Act (StVG), this so-called remote assistance is performed by the technical supervisor within the meaning of §1d (3) StVG. At the time of writing this report, the direct influence on the execution of vehicle motion control, i.e. remote driving, is not legally regulated yet, and has only been possible in the context of individually authorised test drives in public road traffic. Remote driving covers a wide range of potentially possible future use cases: Examples are the distribution of car-sharing vehicles in public place via remote driving, or transporting goods via remote driving as "hub-to-hub" transport, and much more. It is also conceivable that remote driving adds value to Level 4 or Level 5 ADS-equipped vehicles when they are provided with remote driving to drive through complex trip sections that the ADS cannot handle yet. This technical report formulates open research questions relevant to remote assistance and remote driving. For a socially accepted, safe introduction of this new form of vehicle motion control, the functionally reliable design of the vehicle technology is essential. Furthermore, it is crucial that the respective task that is to be performed remotely, can be well performed by a person from a distance, and that this person has appropriate skills and fitness to drive for the tasks to be performed. The connection via communication technology between the vehicle and the workstation is a constitutive component of teleoperation, and as such, is also focus of this report. This results in five focus areas into which this report is divided.

Das Forschungsprojekt FP 87.0016/2019 „Versorgung von Straßenverkehrsunfällen durch den Rettungsdienst“ hat das Ziel, Verkehrsunfälle und ihre Folgen statistisch zu erheben und zu analysieren. Im Zentrum stehen dabei Straßenverkehrsunfälle, zu denen der öffentliche Rettungsdienst gerufen wurde. Zur Analyse wurden Leitstellendokumentationen (= Leitstellendatensätze) mit den rettungsdienstlichen Angaben in Form von medizinischen Scores zur Verletzungsschwere herangezogen und um weitere infrastrukturelle Merkmale (z. B. Straßenklasse, Kurve) ergänzt. Weiterhin sollen durch ein Matching der Daten des Rettungsdienstes mit dem Unfallatlas Erkenntnisse darüber gewonnen werden, welche Überschneidungen und Differenzen es hinsichtlich der Erfassung von Unfällen durch die Polizei und der Versorgung von Unfallopfern durch den Rettungsdienst gibt. An der Untersuchung haben sich zehn Erfassungsstellen des Rettungsdienstes beteiligt. Durch diese werden ca. 2,8 % der Fläche des Bundesgebiets und ca. 3,2 % der deutschen Bevölkerung abgedeckt. Als Untersuchungsjahr wurde das Kalenderjahr 2020 herangezogen. Es standen insgesamt 8.831 Leitstellendatensätze auf Personenebene (Verkehrsunfallopfer) für die Analysen zur Verfügung, die auf Ereignisebene aggregiert insgesamt 6.010 Rettungsdiensteinsätze zu Verkehrsunfällen ergeben haben. Hinsichtlich der amtlichen Unfalldaten wurde auf die öffentlich zugänglichen Informationen des Unfallatlas (Bezugsjahr 2020) zurückgegriffen (UNFALLATLAS 2022). Insgesamt wurden für die Erfassungsgebiete 7.004 Verkehrsunfälle aus dem bundesweiten Datensatz festgestellt. Die Verortung der durch den Rettungsdienst erfassten Unfälle erfolgte mit der OpenSource-Datenbank OpenStreetMap. Das bundesweite Straßennetz wurde hiermit nachgebildet. Ein Vergleich der Längenstatistiken mit den Kennzahlen des Statistischen Bundesamtes bestätigt deren Validität. Neben den amtlichen Straßenklassen wurde das Straßennetz mit Angaben zur Ortslage und zu weiteren Straßenkategorien wie z. B. „Kreuzung“ oder „Kurve“ erweitert. Insgesamt erfolgten innerorts 5.567 (63 %) Rettungsdiensteinsatzfahrten zu Verkehrsunfällen, 2.561 (29,0 %) Einsatzfahrten außerorts und 703 (7,9 %) Einsatzfahrten auf Autobahnen. Rund die Hälfte (48,3 %) dieser Einsatzfahrten weist eine Gemeindestraße als Einsatzort auf, rund ein Viertel (24,3 %) eine Landesstraße sowie weitere 14,3 % eine Bundesstraße und 10,3 % eine Kreisstraße. Eine Auswertung der zusätzlichen Straßenkategorien zeigt, dass 44,4 % der Verkehrsunfälle in Kreuzungen und 35,6 % in Kurven zu verorten sind. Auf Grundlage eines Gewichtungsverfahrens wurde die Repräsentativität der Erfassungsgebiete hinsichtlich seiner räumlichen Struktur geprüft. Abweichungen unter einem Prozentpunkt legen nahe, dass die räumliche Struktur der Erfassungsgebiete und damit die Unfälle und Unfallfolgen, die sich hier ereignet haben, repräsentativ für das Bundesgebiet sind. Es ist daher davon auszugehen, dass die Verteilung der Verletzungsschwere von Verkehrsunfallopfern in den Erfassungsgebieten die Verteilung auf Bundesebene annähernd repräsentativ abbilden kann. Die Analyse von Geschlecht und Alter der bereinigten Leitstellendokumentation ergibt, dass 3.335 (61,7%) der Verkehrsunfallopfer männlich und 2.607 (38,3%) weiblich sind. Das mittlere Alter der Männer beträgt 40,9 Jahre (SD = 21,3 Jahre), das der Frauen 42,0 Jahre (SD = 20,9 Jahre).Die vertiefte Analyse der Verletzungsschwere nach Geschlecht und den räumlich zugeordneten Straßenabschnitten zeigt bei amtlichen Straßenklassen sowie nach Ortslage für Leicht- und Schwerverletzte mit Werten zwischen 57 % und 64 % eine eher geringe Variation der Anteile. Größere Variationen lassen sich bei Leicht- und Schwerverletzten jedoch bei Kreuzungsbereichen mit Anteilen zwischen 28 % und 41 % feststellen. Die Ergebnisse des Matchings aus Leitstellendokumentation und Unfallatlas zeigen, dass von 6.010 Verkehrsunfällen in der Leitstellendokumentation 3.208 (53 %) gematcht und 2.802 (47 %) nicht gematcht werden konnten. Von 7.004 Verkehrsunfällen im Unfallatlas konnten 3.208 (45 %) gematcht und 3.769 (55 %) nicht gematcht werden. Eine Gegenüberstellung der Verletzungskategorien nach Einstufung durch den Rettungsdienst und durch die Polizei ergibt eine Übereinstimmungsrate von 100 % bei getöteten Verkehrsunfallopfern, 66,4 % bei Schwerverletzten und 72,8 % bei Leichtverletzten. Festzustellen ist des Weiteren, dass 116 (28 %) rettungsdienstlich eingestufte Schwerverletzte im Unfallatlas „nur“ einem Unfall mit Leichtverletzten zugeordnet sind. Ebenfalls zeigt sich in rund einem Viertel der Fälle eine höhere Einstufung durch die Polizei bzw. im Unfallatlas als durch den Rettungsdienst gegeben ist. Von besonderem Interesse sind in der Teilmenge „Matching“ die Gruppe der als amtlich schwerverletzt eingestuften Verunglückten, die aufgrund der amtlichen Definition sehr heterogen ist. Durch die medizinischen Daten des Rettungsdienstes kann diese Gruppe spezifiziert werden und es können Zusammenhänge zwischen medizinischen Unfallfolgen und bestimmten Unfallkonstellationen eruiert werden. Als Fazit des Projekts kann festgehalten werden, dass mit der neu entwickelten Methodik zur Verortung von Einsätzen des Rettungsdienstes ein Mehrwert erzielt werden kann sowohl für den Rettungsdienst als auch für die Analyse der amtlichen Unfalldaten. Durch die Datenverknüpfung (Matching) können Hinweise zu einer möglichen Untererfassung oder Nachdokumentation von Unfällen seitens der Polizei und auch zur Qualität der Einstufung der Unfallschwere gewonnen werden. Hinsichtlich der amtlich als schwerverletzt klassifizierten Unfallopfer ist eine dezidierte Analyse bezüglich medizinischer Parameter im Sinne der Verkehrssicherheitsarbeit und Maßnahmenentwicklung zielführend. Für die Fortführung der in diesem Projekt erzielten Ergebnisse wird insbesondere die flächendeckende, verbindliche, vollständige und einheitliche Aufnahme des DIVI-Notfall-Protokolls in die Routinedaten der Leitstellen als vielversprechend angesehen, da hier räumliche, zeitliche, medizinische und weitere unfallbezogene Informationen zusammen erhoben werden.