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Detailergebnis zu DOK-Nr. 73964

Die Bedeutung der Fahrbahntextur für den Kraftstoffverbrauch (Orig. engl.: Contribution of pavement texture factors on fuel consumption)

Autoren	D. Mansura
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer 14.0 Allgemeines (u.a. Energieverbrauch) 14.4 Fahrzeugeigenschaften (Achslasten, Reifen)

Aachen: Shaker, 2018, XXIV, 232 S., zahlr. B, T, Q, Anhang (Schriftenreihe des Fachzentrums Verkehr Bd. 16). - ISBN 978-3-8440-6186-4

Um den Rollwiderstand zu überwinden, benötigt ein durchschnittliches Fahrzeug 119 Liter Kraftstoff pro Jahr. Dieser zu überwindende Rollwiderstand hängt einerseits von dem Fahrzeug selbst und andererseits von der Fahrbahn ab. Es lassen sich unter Umständen langfristige sozioökonomische Vorteile durch Veränderungen der Fahrbahnoberflächentextur erreichen, indem die damit verbundene Energieeinsparung dazu beiträgt, die angestrebten Klimaziele in Europa einzuhalten und somit nachhaltige Fahrbahnkonstruktionen zu fördern. In der Dissertation wurden eine neuartige multiskalare numerische 3D-Methodik und experimentelle Techniken entwickelt. Es wurde festgestellt, dass eine Erhöhung der Geschwindigkeit und des Beladungsniveaus den mikroreifendeformierenden Rollwiderstand erhöht. Beim Vergleich zweier unterschiedlicher Gummimaterialien zeigen die Ergebnisse, dass ein steiferes Gummigemisch weniger Energie verbraucht als ein weiches, als Ergebnis einer kombinierten Wirkung von Viskosität und Steifigkeit. Eine Erhöhung der Texturgröße von einzelnen Stempeln führte zu einer größeren Energieableitung. Die Untersuchungen an Betonstrukturen zeigten die gleichen Tendenzen. Das Verhältnis wurde jedoch umgekehrt, wenn die Streifenbreite bei konstanter Rillenbreite verbreitert wurde. Der niedrigste Energieverbrauch wurde bei Betonstreifen mit Rillen in Längsrichtung festgestellt. Im Allgemeinen führte ein raueres und weites Texturmuster zu mehr Kraftstoffverlusten im Vergleich zu einem glatteren und dichten Muster. Zur endgültigen Schlussfolgerung muss der Verkehr berücksichtigt werden. Der makro-reifenverzerrende Rollwiderstand könnte dann hinzugefügt werden, um den gesamten Reifen-bezogenen Rollwiderstand zu finden. Die Berechnungen zeigten, dass für realistische Fahrbahnoberflächen Dämpfungseffekte durch Oberflächenunebenheiten etwa 10 % des gesamten Rollwiderstands pro Fahrzeug ausmachen. Die Forschungsergebnisse bestätigen, dass die steinabhängigen Rollwiderstände von beträchtlicher Größe sein können, vor allem für stark befahrene Straßen. Schlussfolgerungen bezüglich der Texturanordnung für einen niedrigen, optimalen und nachhaltigen Rollwiderstand können nur vorgenommen werden, wenn ein kombinierter Einfluss von Reibung, Dränage, Lärm und Gummieigenschaften berücksichtigt wird.