Ableitung einer Wechselbeziehung zwischen Griffigkeit, Geschwindigkeit und Haltesichtweite anhand realer Bremsvorgänge

van der Sluis, Sven; Steinauer, Bernhard

doi:HT013798854

Ableitung einer Wechselbeziehung zwischen Griffigkeit, Geschwindigkeit und Haltesichtweite anhand realer Bremsvorgänge

van der Sluis, Sven (Author)

2003

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Sven van der Sluis

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2003

UmfangGetr. Zählung : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2002

Genehmigende Fakultät
Fak03

Hauptberichter/Gutachter
Steinauer, Bernhard (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2002-05-31

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-5675
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/61828/files/Sluis_Sven_van_der.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Bauingenieurwesen (300000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Fahrbahndecke (Genormte SW) ; Griffigkeit (Genormte SW) ; Geschwindigkeit (Genormte SW) ; Sichtweite (Genormte SW) ; Bremsung (Genormte SW) ; Mathematisches Modell (Genormte SW) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; Griffigkeit (frei) ; Fahrbahnoberflaeche (frei) ; Strassenbau (frei) ; RAS-L (frei) ; Haltesichtweite (frei) ; Bremsverzoegerung (frei) ; Fahrdynamik (frei) ; radiale Kraftschlusskomponente (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erarbeitung einer Wechselbeziehung zwischen Griffigkeit, Geschwindigkeit und Haltesichtweite für Trassierungszwecke auf der Grundlage realer Bremsverzögerungen. Im ersten Schritt werden dazu Versuche durchgeführt, bei denen ein mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegtes Fahrzeug auf angenässten und unterschiedlich griffigen Abschnitten bis zum Stillstand gebremst wird. Die Variation von Ausgangsgeschwindigkeit, Fahrzeugtyp, Profiltiefe des Reifens sowie Bremssystem (mit und ohne ABS) ermöglicht die Erfassung der wichtigsten Einflüsse auf die Bremsverzögerung. Aus den Versuchsergebnissen werden Korrelationskurven zwischen der mit SCRIM gemessenen Griffigkeit und der erreichten mittleren Vollverzögerung während der Vollbremsung (MFDD) abgeleitet. Aufbauend auf diesem Ergebnis wird im zweiten Schritt eine modellhafte Nachbildung eines Bremsvorgangs auf der Grundlage eines Punktmassen-Modells vorgenommen, um die Wechselbeziehung zwischen Griffigkeit, Geschwindigkeit und Haltesichtweite zu erarbeiten. Ergänzend zum Ansatz von MITSCHKE wird auch die radiale Kraftschlusskomponente in das Modell aufgenommen. Hierdurch kann erstmalig der Bremsweg sowohl für Geraden (basierend auf Bremsversuchen) als auch für Kurven (modellhafte Ermittlung) unter Vorgabe der Griffigkeit, der Geschwindigkeit, des Radius sowie der Quer- und Längsneigung ermittelt und dadurch die Wechselbeziehung zwischen Griffigkeit, Geschwindigkeit und Haltesichtweite formuliert werden. Dieser Zusammenhang ermöglicht eine praxisgerechte Bestimmung der Haltesichtweite im Rahmen der Straßenplanung, bei der im Gegensatz zur RAS-L einerseits die radiale Kraftschlusskomponente direkt berücksichtigt, andererseits die Haltesichtweite auf der Grundlage tatsächlicher Bremsverzögerungen ermittelt wird. Des Weiteren kann das bestehende Straßennetz hinsichtlich der Interaktion von Griffigkeit, Geschwindigkeit und Haltesichtweite überprüft werden. Mit Hilfe der erarbeiteten Gleichungen und Diagramme ist es nun möglich, unter Kenntnis der vorhandenen Griffigkeit und Sichtweite die maximal sichere Geschwindigkeit auf nasser Fahrbahn zu ermitteln. Geschwindigkeitsbeschränkungen können somit durch reale Bremswege begründet werden. Hieraus wird deutlich, dass die im Rahmen dieser Arbeit abgeleitete Verkehrssicherheitskomponente ein wichtiges Instrument zur Überprüfung der Verkehrssicherheit von geplanten und vorhandenen Straßen auf fahrdynamischer Grundlage darstellt.

The goal of this thesis is the determination of a correlation between skid resistance, velocity and stopping sight distance for road design purposes based on actual decelerations. In a first step, tests are performed at which a vehicle travelling with different selected speeds is being brought to a halt on wetted road sections with various skid resistance properties. Through the variation of initial speed, vehicle type, tire tread depth and braking system (with or without ABS) the most important influences on vehicle deceleration can be assessed. From these test results, correlation curves are derived between skid resistance (measured with SCRIM) and „mean fully developed deceleration” (MFDD). In a second step, these results lead to a modelling of the deceleration process on the basis of a point-mass model to determine the correlation between skid resistance, velocity and stopping sight distance. In addition to MITSCHKE's approach, the radial tractive force component is also taken into consideration in this model. Therefore, it is now possible to determine the actual braking distance both for straight lines (based on braking tests) as well as for curves (based on a model calculation) with known skid resistance, speed, curve radius and longitudinal and transverse slope and express the correlation between skid resistance, velocity and stopping sight distance. This relationship enables a practical determination of the stopping sight distance for road design, for which contrary to the German road design standard RAS-L the radial tractive force component is taken into consideration and the assessment of the stopping sight distance is based on actual deceleration results. In addition, the existing road network can be assessed with regards to the interaction between skid resistance, velocity and stopping sight distance. The formulas and graphs of this thesis enable the determination of the maximum safe speed for a certain skid resistance and stopping sight distance. Therefore, speed limits can be justified by actual braking distances. This thesis shows that the traffic safety component determined herein is a significant instrument in the assessment of traffic safety during the design phase as well as for existing roads based on vehicle dynamics.

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