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2016 | Book

Einführung Read chapter Read first chapter

Planung von Autobahnen und Landstraßen

Author: Thomas Richter

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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About this book

Das Buch behandelt die Planung und den Entwurf von Autobahnen und Landstraßen. Aus der Netzplanung heraus werden die Qualitätsansprüche an die Straße hergeleitet. Nach einem Exkurs in die fahrdynamischen Grundlagen werden die Entwurfselemente im Lageplan, im Höhenplan und im Querschnitt beschrieben. Nach einer detaillierten Darstellung der Knotenpunktlösungen erfolgt noch eine Zusammenstellung der erforderlichen Ausstattung.

Table of Contents

Frontmatter
1. Einführung
Zusammenfassung
Straßenverkehrsanlagen außerhalb bebauter Gebiete dienen der nah‐ und fernräumigen Verbindung von Regionen und bilden das Rückgrat der individuellen Mobilität und des Austausch von Gütern. Die zentrale Lage Deutschlands in Europa und das zunehmend national und international verflochtenes gesellschaftliches Leben erfordern, nicht zuletzt auch zur Erhaltung der wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit, sichere und leistungsfähige Straßenverbindungen. Dieses Buch greift die Aspekte der Planung, des Entwurfes und des Betriebes von Landstraßen und Autobahnen auf und wendet sich an Studierende des Verkehrswesens und an Praktiker in den Ingenieurbüros und Verwaltungen.
Thomas Richter
2. Straßennetzgestaltung
Zusammenfassung
Grundlage der Straßennetzgestaltung sind die Bundes‐, die Landes‐ und die Regionalplanung. Die funktionale Gliederung des Straßennetzes erfolgt auf der Basis des Systems der zentralen Orte. Bei größerer zentralörtlicher Funktion steigen die Ansprüche an die Verbindungsqualität. Ergänzend zu den raumordnerischen Ansprüchen müssen die Ansprüche aus der Umwelt, der Landschaft und des Siedlungsraumes einbezogen werden.
Im Rahmen der Straßennetzgestaltung wird zwischen verkehrlichen Funktionen (Verbindung und Erschließung) und nichtverkehrlichen Funktionen (Aufenthalt bzw. Funktionen, die sich zusätzlich zur reinen Erschließung aus der Rand‐ und Umfeldnutzung ergeben) unterschieden. Außerhalb bebauter Gebiete dominieren die Verbindungsfunktionen wobei sich insbesondere im nachgeordneten Netz und auf vielen Bestandsstrecken Erschließungsfunktionen in vielfältiger Weise überlagern können.
Die funktionale Gliederung des Straßennetzes wird im Regelwerk der FGSV in den RIN (FGSV 2008) geregelt.
Thomas Richter
3. Ziele mit Mess- und Beschreibungsgrößen
Zusammenfassung
Grundsätzlich sollen Autobahnen und Landstraßen ihre raumordnerische Funktion mit angemessener Verkehrsqualität und hoher Verkehrssicherheit erfüllen. Sie sollen dabei das Umfeld schonen und nur in geringem Maße Ressourcen in Anspruch nehmen. Hierzu müssen bei der Planung die folgenden Ansprüche berücksichtigt werden:
  • sie sollen die Quellen und Ziele des Verkehrs möglichst direkt verbinden,
  • sie sollen eine raumordnerisch angemessene mittlere Pkw‐Fahrtgeschwindigkeit ermöglichen,
  • sie sollen in allen Streckenabschnitten eine ausreichende Verkehrsqualität aufweisen,
  • sie sollen für alle Verkehrsarten sicher zu benutzen sein,
  • sie sollen möglichst kostengünstig herzustellen und zu betreiben sein,
  • sie sollen möglichst für den Kraftfahrzeugverkehr und den nicht motorisierten sowie den landwirtschaftlichen Verkehr getrennte Verkehrsflächen aufweisen,
  • sie sollen eine möglichst gleichbleibende Streckencharakteristik aufweisen, d. h. Linienführung und Querschnitt sollen aufeinander abgestimmt sein und sich auf längeren Streckenzügen nicht grundlegend ändern,
  • sie sollen sich dem Gelände und den örtlichen Zwangspunkten gut anpassen,
  • sie sollen keine möglichst wertvollen Flächen in Anspruch nehmen,
  • sie sollen die Siedlungs‐ und Raumentwicklung nicht beeinträchtigen,
  • sie sollen möglichst weit entfernt von umweltsensiblen Bereichen geführt werden und
  • sie sollen durch eine angemessene Streckenführung Lärm‐ und Schadstoffemission und deren Ausbreitung minimieren.
Thomas Richter
4. Nutzungsansprüche
Zusammenfassung
Beim Entwurf von Landstraßen sind vielfältige qualitative und quantitative Nutzungsansprüche zu berücksichtigen, die als Entwurfsgrundlagen ermittelt werden müssen. Neben den verkehrlichen müssen auch die nicht verkehrlichen Nutzungsansprüche angemessen berücksichtigt werden.
Grundmaße für die Verkehrsräume des Kraftfahrzeugverkehrs lassen sich aus den Abmessungen des Bemessungsfahrzeuges, der Bewegungsspielräume und der Sicherheitsräume ableiten (Abb. 4.1). Das Bemessungsfahrzeug für Landstraßen ist das größte, nach der Straßenverkehrs‐Zulassungs‐Ordnung (BMVBS 2012) allgemein zugelassene Fahrzeug. Dieses ist 2,55 m breit, 4,00 m hoch und 18,75 m lang. Größere Fahrzeugabmessungen sind möglich, aber nicht bemessungsrelevant. Kühlfahrzeuge können bis 2,60 m breit sein und Lang‐Lkw können bis 25,25 m lang sein. Weitere Einzelheiten zu den Fahrzeugabmessungen enthalten (FGSV 2001).
Neben den Abmessungen des Fahrzeuges sind Bewegungsspielräume und Sicherheitsräume zu berücksichtigen. Die Verkehrsräume für den Kraftfahrzeugverkehr setzten sich aus dem vom Bemessungsfahrzeug eingenommenen Raum sowie den seitlichen und oberen Bewegungsspielräumen zusammen. Die Höhe der Verkehrsräume beträgt 4,25 m.
Thomas Richter
5. Planungsprozess
Zusammenfassung
Der Planungsprozess für Autobahnen und Landstraßen orientiert sich am generellen Verkehrsplanungsprozess, der beispielsweise im Leitfaden für Verkehrsplanung (FGSV 2001) beschrieben ist. Aufgrund der besonderen Randbedingungen aus dem Gesetzgebungsprozess (z. B. Bundesverkehrswegeplan) und der engen Verflechtung mit der Umweltplanung ist der Planungsprozess für Autobahnen und Landstraßen in mehreren Planungsstufen aufgeteilt und deutlich formalisierter als andere Verkehrsplanungsverfahren.
Thomas Richter
6. Straßenkategorien und Entwurfsklassen
Zusammenfassung
Die Straßenkategorien werden gemäß Kap. 2 nach den RIN (FGSV 2008) bestimmt. Nach den RIN bestehen schon die Möglichkeiten, Straßenkategorien bei großen verkehrlichen Verflechtungen und viel Transitverkehr aufzuwerten oder bei schwach ausgeprägten verkehrlichen Verflechtungen oder einem guten Angebot anderer Verkehrssysteme abzuwerten. Ferner besteht bei Landstraßen nach den RAL (FGSV 2012) die Möglichkeit, in Abhängigkeit von der Verkehrsstärke Entwurfsklassen auf‐ oder abzustufen. Es sollten jedoch nicht beide Möglichkeiten genutzt und eine doppelte Auf‐ und Abstufung durchgeführt werden.
Thomas Richter
7. Gestaltungsmerkmale der Entwurfsklassen
Zusammenfassung
Den Gestaltungsmerkmalen für Autobahnen und Landstraßen liegen Planungsgeschwindigkeiten zu Grunde, die sich analog zu den nach den RIN (FGSV 2008) gewünschten erreichbaren mittleren Pkw‐Fahrtgeschwindigkeiten für die einzelnen Entwurfsklassen unterscheiden. Sie entspricht grundsätzlich nicht der zulässigen Höchstgeschwindigkeit, dennoch können Planungsgeschwindigkeit und zulässige Höchstgeschwindigkeit, insbesondere an Straßen der Kategorien EKA 2 und EKL 2 identisch sein.
Thomas Richter
8. Fahrdynamik
Zusammenfassung
In der Fahrdynamik wird das Kräftespiel eines fahrenden Fahrzeuges beschrieben. Auf das Fahrzeug wirken Kräfte in Längs‐ und in Querrichtung, die stets sicher über Reibkräfte zwischen den Reifen und der Fahrbahn abgetragen werden müssen. Ziel der fahrdynamischen Bemessung ist es, ausreichende Reserven gegen unbeabsichtigte Bewegungen des Fahrzeuges vorzuhalten. Dabei gilt es, ein breites Spektrum von Fahrzeugen und in der Qualität sehr unterschiedliche Fahrbahnoberflächen zu berücksichtigen.
Thomas Richter
9. Regelquerschnitte
Zusammenfassung
Für die verschiedenen Entwurfsklassen für Autobahnen und Landstraßen sind in den Regelwerken in Anhängigkeit von der Verbindungsbedeutung unterschiedliche Regelquerschnitte festgelegt worden. Diese unterscheiden sich im Wesentlichen von der Anzahl und Breite der Fahrstreifen. Bei den Landstraßen unterscheiden sie sich zusätzlich in der Anzahl und Regelmäßigkeit von Überholfahrstreifen und in den Markierungen.
Thomas Richter
10. Knotenpunkte
Zusammenfassung
Eine bauliche Anlage, die der Verknüpfung von Straßen dient, heißt Knotenpunkt. Die an den Knotenpunkt anschließenden Straßen werde Knotenpunktarme genannt. Knotenpunkte mit mindestens vier Knotenpunktarmen, von denen je zwei durchgehend befahrbare Straßen bilden, wird als Kreuzung bezeichnet. Ein Knotenpunkt mit nur einer durchgehend befahrbaren Straße, an die eine andere Straße angeschlossen ist, heißt Einmündung. Kreuzung und Einmündung sind die Regelformen der Knotenpunktgestaltung.
Kreuzungsvorgänge lassen sich sämtlich oder teilweise dadurch vermeiden, dass Ströme in verschiedenen Höhenlagen geführt werden. Es handelt sich dann von Knotenpunkten in mehreren Ebenen, höhenungleichen oder planfreien Knotenpunkten. Knotenpunkte, an denen alle kreuzenden Ströme in einer Höhenlage geführt werden, heißen dementsprechend Knotenpunkte in einer Ebene, höhengleiche oder plangleiche Knotenpunkte.
Thomas Richter
11. Integrierte Betrachtung von Streckenabschnitten und Knotenpunkte
Zusammenfassung
Die integrierte Betrachtung von Streckenabschnitten und Knotenpunkten ist seit längerem eine Forderung aus der Wissenschaft, da sich die Elemente gegenseitig beeinflussen. So wird beispielsweise in (Richter 1993) dargelegt, dass auf Streckenabschnitten mit signalisierten Knotenpunkten ein anderes Fahrverhalten zu erwarten ist als auf Streckenabschnitten mit nicht signalisierten Knotenpunkten. In (Steinhauer et al. 2008) werden Streckenzüge aus Sicht des Verkehrsablaufes bewertet und auch hier stellte sich eine gegenseitige Einflussnahme dar. Die RAL (FGSV 2012) berücksichtigen diesen Umstand und bieten für die einzelnen Entwurfsklassen abgestimmte Querschnitte und Knotenpunkttypen mit jeweils abgestimmten Elementgrößen an.
Es sind daher schon in der Phase der Bedarfsplanung und der Linienfindung in Abhängigkeit von der Verbindungbedeutung und der daraus abgeleiteten Entwurfsklasse die Regelquerschnitte, die empfohlenen Elementgrößen sowie die Knotenpunkttypen und deren betrieblichen Elemente zu berücksichtigen.
Thomas Richter
12. Entwurfselemente im Lageplan
Zusammenfassung
Die Entwurfselemente im Lageplan bestimmen wesentlich das Fahrverhalten und die sichere Nutzbarkeit der Autobahnen und Landstraßen. Während an Autobahnen die Elemente möglichst großzügig gewählt werden sollten, versucht die RAL durch die Vorgabe von empfohlenen Bereichen ein angepasstes Fahrverhalten zu fördern.
Thomas Richter
13. Entwurfselemente im Höhenplan
Zusammenfassung
Der Höhenplan stellt die Führung der Straße im Aufriss dar. Bezugsgröße ist die Fahrbahnachse, die i. d. R. in der Fahrbahnmitte liegt. Für durch Mittelstreifen getrennte Richtungsfahrbahnen wird i. d. R. für jede Richtungsfahrbahn getrennt ein Höhenplan mit einer Achse in der Mitte der Richtungsfahrbahn (ohne Seitenstreifen) erstellt. Dies vereinfacht die Darstellung der erforderlichen Verwindungen und ermöglicht getrennte Gradienten zur Optimierung der Querneigungsverhältnisse in den Mittelstreifen, insbesondere in Brückenbauwerken.
Im Höhenplan werden neben der Gradiente, der Achse der Straße im Höhenplan, die Geländehöhen in Achshöhe dargestellt. Diese werden entweder aus den Höhenschichtlinien der topografischen Karten interpoliert oder aus einem digitalen Geländemodell automatisch generiert. Je bewegter das Gelände ist und je mehr Bruchkanten (Gewässer, Böschungskanten) vorhanden sind, desto dichter müssen die Geländehöhen ermittelt werden. Dies gilt insbesondere für kreuzende Straßen oder Bahnlinien, die in einer ausreichenden Länge in die Entwurfsvermessung mit einbezogen werden müssen. Bei einer im Raumordnungsverfahren festgelegten Linienführung erfolgt die Entwurfsvermessung i. d. R. in einem Korridor von 30 bis 50 m beidseitig der Trasse, um noch genügend Spielraum für Trassenoptimierungen im Rahmen der Entwurfsplanung zu offen zu lassen.
Thomas Richter
14. Entwurfselemente im Querschnitt
Zusammenfassung
In Querschnitten werden die Querschnittsbestandteile (Fahrbahn, Randstreifen, Bankette), die Entwässerungseinrichtungen, die Übergänge in das angrenzende Gelände (Böschungen oder Stützmauern) und der bautechnische Aufbau des Straßenkörpers dargestellt (Abb. 14.1). Aufgrund der Querschnittsdarstellung muss die Straßenachse u. U. im Lage‐ oder Höhenplan verlegt werden, wenn Dämme, Einschnitte oder Kunstbauten zu große Dimensionen annehmen.
Thomas Richter
15. Sichtweiten
Zusammenfassung
Durch die Straßenverkehrsordnung (BMVBS 2013) wird vorgeschrieben, dass sich der Kraftfahrer bei der Wahl seiner Geschwindigkeit nach den vorhandenen Sichtverhältnissen zu richten hat. Würde diese Rechtsnorm eingehalten, wären die vorhandenen Sichtweiten eine gute Möglichkeit das Geschwindigkeitsverhalten zu beeinflussen. Messungen und Beobachtungen des Zusammenhangs von Sichtweite und Geschwindigkeiten zeigen jedoch, dass sich die vorhandenen Sichtverhältnisse nur bedingt auf die Wahl der Geschwindigkeit auswirken. Hierfür lassen sich folgende Gründe angeben:
Thomas Richter
16. Räumliche Linienführung
Zusammenfassung
Die Linienführung einer Straße ist dreidimensional und muss daher stets räumlich gesehen werden. Die Bearbeitung und Darstellung des Straßenentwurfs erfolgt jedoch überwiegend getrennt im Lage‐ und Höhenplan und im Querschnitt. Durch die Überlagerung der horizontalen und vertikalen Entwurfselemente unter Einbeziehung der Querschnitte entstehen Raumelemente. Diese Raumelemente und die sich bei ihrer Zusammenfügung ergebenden Raumelementfolgen lassen sich in Form von Perspektivbildern oder Modellen veranschaulichen. Dabei ist die Fahrerperspektive die einzig brauchbare perspektivische Darstellung zur verkehrlichen Beurteilung einer Straße.
Thomas Richter
17. Visualisierung von Straßen
Zusammenfassung
Überprüfung der räumlichen Linienführung erfolgt nach den Hinweisen zur Visualisierung von Entwürfen für außerörtliche Straßen – HViSt (FGSV 2008) in drei Stufen.
Zunächst wird geprüft, ob sich die Strecke in Standardraumelemente einteilen lässt. Wenn ein Abschnitt nicht einem Standardraumelement entspricht wird zunächst geprüft, ob durch entsprechende Umplanung eine hinreichende Überlagerung der Wendepunkte im Lage‐ und Höhenplan und damit ein Standardraumelement erreicht werden kann.
Wenn dies nicht möglich ist, muss geprüft werden, ob verdeckte Kurvenbeginne (Abschn. 16.6.2) vorhanden sind und ob das gesamte Fahrbahnband erkennbar ist. Wenn die Prüfung negativ ausfällt, müssen die Defizite durch Umplanung im Lage‐ und/oder Höhenplan beseitigt werden.
Abschließend wird der Trassenverlauf unter Nutzung berechneter Perspektivbilder nach gestalterischen Defiziten überprüft. Auch diese sollen vermieden werden. Sie können jedoch hingenommen werden, wenn aufgrund von Zwangspunkten und aus wirtschaftlichen Gründen eine Änderung der Trasse nicht sinnvoll erscheint.
Thomas Richter
18. Ausstattung und Nebenanlagen
Zusammenfassung
Die Ausstattung und die Nebenanlagen von Autobahnen und Landstraßen sind integrale Bestandteile der Planung, des Entwurfs und des Betriebs weil sie einen maßgebenden Einfluss auf das Fahrverhalten, auf die Verkehrssicherheit und die Verkehrsqualität haben. Daher muss in allen Entwurfsstufen die Ausstattung einschließlich der vorgesehenen Bepflanzung berücksichtigt werden.
Die wichtigsten rechtlichen Grundlagen des Verkehrsablaufs sind die Straßenverkehrsordnung (StVO) (BMVBS 2013) und die Verwaltungsvorschrift zur StVO (VwV‐StVO) (BMVBS 2014). Die StVO ist kurz gefasst und enthält die wichtigsten rechtlichen Festlegungen. Ergänzende Hinweise und Kommentare enthält die VwV‐StVO, an der auch Verkehrsingenieure mitgearbeitet haben. Bei Änderung nationaler Vorschriften sind internationale Übereinkommen zu berücksichtigen, insbesondere die „Konvention über die Straßensignalisierung, am 8. November 1968 in Wien zur Unterzeichnung aufgelegt“ (Wiener Weltabkommen).
Die StVO gliedert sich in drei Teile:
  • Allgemeine Verkehrsregeln (§§ 1–35),
  • Zeichen und Verkehrseinrichtungen (§§ 36–43),
  • Durchführungs‐, Bußgeld‐ und Schlussvorschriften (§§ 44–53).
Thomas Richter
19. Entwässerung
Zusammenfassung
Beobachtungen des Unfallgeschehens haben gezeigt, dass das Risiko auf nassen Fahrbahnen zu verunglücken, ausgedrückt durch das Verhältnis des Anteils der Unfälle bei Nässe zum Zeitanteil „nasse Fahrbahn“, deutlich höher ist als das entsprechende Verhältnis auf trockenen Fahrbahnoberflächen.
Als Unfallursachen sind in diesem Zusammenhang die folgenden Effekte verantwortlich für dieses erhöhte Risiko:
  • Sprühfahnenbildung, durch aufgewirbeltes Wasser bei nasser Fahrbahn wird der nachfolgende Verkehr in seiner Sicht behindert.
  • Der Kraftschluss zwischen Reifen und Fahrbahn ist bei Nässe deutlich geringer als bei trockener Fahrbahn. Im Grenzfall kommt es zu Aquaplaning. Vielen Fahrzeugführern ist der deutliche Unterschied nicht bewusst.
  • Bei Nässe ändern sich die Reflexionseigenschaften der Fahrbahn. Vor allem nachts verschlechtern sich bei nasser Fahrbahn die Lichtverhältnisse durch den Übergang von diffuser zu spiegelnder Reflexion.
Der Fahrbahnzustand bei Nässe wird messtechnisch durch den Parameter „Wasserfilmdicke“ beschrieben. Als witterungsbedingte Einflussparameter auf die Wasserfilmdicke sind die folgenden Parameter zu nennen:
  • Regenintensität (beeinflusst den Regenwasserzufluss),
  • Regenenergie (beeinflusst den Abfließvorgang) und
  • Wind (beeinflusst den Abfließvorgang).
Thomas Richter
Backmatter
Metadata
Title
Planung von Autobahnen und Landstraßen
Author
Thomas Richter
Copyright Year
2016
Electronic ISBN
978-3-658-13009-1
Print ISBN
978-3-658-13008-4
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-13009-1