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Projekt
Multikriterielle Bewertung und Auslegung der Fahrbahndeckschicht als Interaktionspartner des Reifens
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Lutz Eckstein
Fachliche Zuordnung
Städtebau/Stadtentwicklung, Raumplanung, Verkehrs- und Infrastrukturplanung, Landschaftsplanung
Förderung
Förderung von 2014 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239224712
Die Entwicklung dauerhafter Straßenbefestigungen für zukünftige Verkehrsbelastungen erfordert einerseits tiefe Kenntnisse der während der Überrollvorgänge stattfindenden kurzzeitigen Prozesse im Innern der Teilsysteme Fahrzeug, Reifen und Fahrbahn sowie der jeweiligen Interaktionen und andererseits die Prognose der daraus resultierenden langzeitigen Auswirkungen auf die Fahrbahn. Die genaue Kenntnis und Beschreibung des durch die Fahrzeuge erzeugten Belastungskollektivs sind die Grundvoraussetzungen zur Auslegung von dauerhaften Straßenbefestigungen. Das Ziel dieses Teilprojekts ist es, den fahrzeugseitigen Lasteintrag für die aktuelle und zukünftige Fahrzeugpopulation zu charakterisieren. Im ersten Antragszeitraum des Teilprojekts wurde ein Belastungsprognosemodell erstellt, das auf einer modularen Modellierung von Fahrzeugindividuen als Kombination von Fahrzeugtypen und Reifen basiert. Dabei entstand eine Fahrzeugdatenbank, die es auf effiziente Weise ermöglicht, den Lasteintrag einer Vielzahl von Fahrzeugkombinationen detailliert zu simulieren. Weiterhin wurde im ersten Antragszeitraum ein vertieftes Verständnis der Kraftübertragung zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche anhand von umfangreichen Experimenten mit einem Linearzug-Reibwert-prüfstand und einem fahrbaren Reifenprüfstand Fahrbahnen gewonnen. Die Methodik zur Erprobung der Fahrzeug-Fahrbahn-Interaktion konnte prüftechnisch im Labor weiter verfeinert werden. Hierbei wurden insbesondere Effekte des stehenden und rollenden Reifens betrachtet. Während bisher die grundsätzlichen Simulations- und Versuchsmethoden etabliert wurden, sollen nun im zweiten Antragszeitraum die diversen, unscharfen Einflussfaktoren von realen Einsatzsituationen fokussiert werden. Dabei sollen neben den bisherigen Betrachtungen der Vertikalkräfte- auch die Horizontalkräfte berücksichtigt werden. Diese Größen sind zur Beschreibung des komplexen Belastungszustands der Fahrbahn für die mehrskaligen Modelle von TP 1 und TP 2 von Bedeutung. Durch die Bestimmung der Wechselwirkung der Fahrbahn-Struktursteifigkeit auf Fahreigenschaften durch Kopplung der Simulationsmodelle aus TP 1 und TP 2 mit TP 5 werden insbesondere die relevanten Kenngrößen Reibwert und Rollwiderstand simulativ bewertbar. Der Entwurf eines Fahrbahnbelags im Hinblick auf die Reibwerteigenschaft soll durch eine Methodik zur Erstellung äquivalenter Oberflächenstrukturen mittels 3D-Druck erforscht werden. Erst durch den Zusammenschluss der Kompetenzen aller Teilprojekte wird eine ganzheitliche Betrachtung der relevanten Fragestellungen möglich. Die im ersten Antragszeitraum entwickelte Methodik zur Erprobung der Straßenbelastung auf einem Fahrzeugprüfstand soll erweitert und dazu genutzt werden, um die Konzeption eines straßenschonenden Fahrwerks mittels eines adaptiven Dämpfers zu unterstützen. Das Potential soll im Anschluss prüfstandsgestützt quantifiziert werden.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
