5.2 Fahrdynamik
5.2.1 Vorgabe und Beurteilung
Sicherheitsgrenze = 0.55 [43]. Es wurde eine Untersuchung bei trockener Fahrbahn durchgeführt.
Abbildung 56: gewählte Farhstrecke der Anschlussstelle, UVP (Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 57: Querbeschleunigung des gewählten Streckenabschnittes UVP, bei gewählten Geschwindigkeiten 70km/h, 55km/h, 50km/h (Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) (Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 58: gewählte Farhstrecke der Anschlussstelle, EOP (Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 59: Querbeschleunigung des gewählten Streckenabschnittes EOP bei gewählten Geschwindigkeiten 70km/h, 55km/h, 50km/h (Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) (Quelle: VSI, TU Graz)
Die Untersuchung und Analyse ergaben ähnliche Verläufe der beiden Varianten bei der Befahrung von Osten in Richtung Westen. Der kritische Bereich zeigt sich beim Einfahren in den Brückenbereich bei einer Querbeschleunigung von ca. 5 m/s² [43].
Damit ergibt sich, dass die Varianten im ähnlichen Bereich und zwar ab einer Geschwindigkeit von > 55 km/h zu fahrdynamisch kritischen Situationen führen können.
Abbildung 60: Gegenüberstellung von UVP und EOP, bei gewählten
Geschwindigkeiten von 70km/h, 55km/h und 50 km/h (Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) (Quelle: VSI, TU Graz)
Die Varianten wurden auch hinsichtlich des Schwimmwinkels analysiert und beurteilt und ergaben die folgenden kritischen Bereiche der Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen:
Abbildung 61: Schwimmwinkel über gewählten Streckenabschnitt, UVP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 77 km/h, 55 km/h und 50 km/h (Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) (Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 62: Schwimmwinkel über gewählten Streckenabschnitt, EOP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 77 km/h, 55 km/h und 50 km/h (Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) (Quelle: VSI, TU Graz)
Auch bezugnehmend auf den Schwimmwinkel, können ähnliche Verläufe im kritischen Bereich beim Einfahren in den Brückenbereich, bei Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen festgestellt werden. Der kritische Bereich des Schwimmwinkels liegt bei ca. 5 °
[43]. Auch hier bewegen sich beide Varianten in ähnlichen Bereichen. Die Geschwindigkeit wird im Bereich von > 55 km/h als kritisch betrachtet.
Abbildung 63: Gegenüberstellung der Schwimmwinkel der UVP und EOP Variante (Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) (Quelle: VSI, TU Graz)
Betrachtet man nun die beiden Varianten hinsichtlich der Querbeschleunigung in der Fahrtrichtung von Westen in Richtung Osten, so ergibt sich das Folgende:
Abbildung 64: Querbeschleunigung über gewählten Streckenabschnitt, UVP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 77 km/h, 55 km/h und 50 km/h (Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) (Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 65: Querbeschleunigung über gewählten Streckenabschnitt, EOP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 77 km/h, 55 km/h und 50 km/h (Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) (Quelle: VSI, TU Graz)
Die Gegenüberstellung der beiden Varianten, Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten, ergab auch betreffend der Querbeschleunigungen ähnliche Verläufe und ebenfalls einen kritischen Bereich beim Einfahren in den Brückenbereich. Der kritische Bereich
ergibt sich hier bei einer Querbeschleunigung von ca. 5 m/s², ab einer Geschwindigkeit von >55km/h.
Abbildung 66: Gegenüberstellung der Querbeschleunigung über gewählten Streckenabschnitt, UVP, EOP (Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) (Quelle:
VSI, TU Graz)
Bei der Beurteilung des Schwimmwinkels, der Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten ergeben sich die folgenden Verläufe des Schwimmwinkels über den Weg.
Abbildung 67: Schwimmwinkel über gewählten Streckenabschnitt, UVP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 77 km/h, 55 km/h und 50 km/h (Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) (Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 68: Schwimmwinkel über gewählten Streckenabschnitt, EOP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 77 km/h, 55 km/h und 50 km/h (Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) (Quelle: VSI, TU Graz)
Auch hier ergibt die Gegenüberstellung der Schwimmwinkel, der EOP und UVP Varianten, der Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten, ähnliche Verläufe mit einem kritischen Bereich beim Einfahren in Brückenbereich.
Abbildung 69: Gegenüberstellung der Schwimmwinkel über gewählten
Streckenabschnitt, UVP, EOP (Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) (Quelle:
VSI, TU Graz)
5.2.1.1 Nasse Fahrbahn
Um die beiden Varianten auch bei nasser Fahrbahn beurteilen zu können, wurde eine reduzierte Reibung von μ = 0.5 (nass) berücksichtigt. Als Vorgabe dienten hier die konstanten Geschwindigkeiten von 65 km/h; 60km/h; 55 km/h und 50 km/h, wobei wiederum angenommen wurde, dass bei einer Abweichung der Geschwindigkeit über oder unter der Zielgeschwindigkeit gebremst bzw. beschleunigt wird. (v > vziel bzw. v <
vziel).
Abbildung 70: Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen, nasse Fahrbahn, UVP(Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 71: Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen, nasse Fahrbahn, EOP(Quelle: VSI, TU Graz)
Die Beurteilung der Querbeschleunigung der Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen ergeben sich wie folgt:
Abbildung 72: Querbeschleunigung über gewählten Streckenabschnitt, UVP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 65 km/h, 60km/h, 55 km/h und 50 km/h
(Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) nasse Fahrbahn (Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 73: Querbeschleunigung über gewählten Streckenabschnitt, EOP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 65 km/h, 60km/h, 55 km/h und 50 km/h
(Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) nasse Fahrbahn (Quelle: VSI, TU Graz)
Die Gegenüberstellung der beiden Varianten ergab auch hier ähnliche Verläufe und den kritischen Bereich beim Einfahren in den Brückenbereich.
Abbildung 74: Gegenüberstellung der Querbeschleunigungen über den gewählten Streckenabschnitt, UVP, EOP (Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) nasse Fahrbahn (Quelle: VSI, TU Graz)
Die Beurteilung des Schwimmwinkels bei nasser Fahrbahn von Osten in Richtung Westen:
Abbildung 75: Schwimmwinkel über gewählten Streckenabschnitt, UVP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 65 km/h, 60km/h, 55 km/h und 50 km/h
(Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) nasse Fahrbahn(Quelle: VSI, TU Graz) (Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 76: Schwimmwinkel über gewählten Streckenabschnitt, EOP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 65 km/h, 60km/h, 55 km/h und 50 km/h
(Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) nasse Fahrbahn (Quelle: VSI, TU Graz)
Auch hier ergeben sich ähnliche Verläufe der beiden Varianten und der kritische Bereich beim Einfahren in Brückenbereich.
Abbildung 77: Gegenüberstellung der Schwimmwinkel über den gewählten Streckenabschnitt, UVP, EOP (Fahrtrichtung Osten in Richtung Westen) nasse Fahrbahn (Quelle: VSI, TU Graz)
Die Beurteilung und Analyse der Querbeschleunigung bei nasser Fahrbahn von Westen in Richtung Osten:
Abbildung 78: Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten, nasse Fahrbahn, UVP(Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 79: Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten, nasse Fahrbahn, EOP(Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 80: Querbeschleunigung über gewählten Streckenabschnitt, UVP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 65 km/h, 60km/h, 55 km/h und 50 km/h
(Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) nasse Fahrbahn (Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 81: Querbeschleunigung über gewählten Streckenabschnitt, EOP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 65 km/h, 60km/h, 55 km/h und 50 km/h
(Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) nasse Fahrbahn (Quelle: VSI, TU Graz)
Auch die Analyse der Querbeschleunigungen ergeben ähnliche Verläufe und einen kritischen Bereich vom Einfahren in den Brückenbereich (Limit aquer bei ca. 5 m/s²). Der kritische Bereich ergibt sich bei einer Querbeschleunigung von ca. 4 m/s² [43]. Die Geschwindigkeit von > 50 km/h ist in diesem Bereich kritisch.
Abbildung 82: Gegenüberstellung der Querbeschleunigung über den gewählten Streckenabschnitt, UVP, EOP (Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) nasse Fahrbahn (Quelle: VSI, TU Graz)
Die Beurteilung der Schwimmwinkel bei nasser Fahrbahn von Westen in Richtung Osten ergeben:
Abbildung 83: Schwimmwinkel über gewählten Streckenabschnitt, UVP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 65 km/h, 60km/h, 55 km/h und 50 km/h
(Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) nasse Fahrbahn (Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 84: Schwimmwinkel über gewählten Streckenabschnitt, EOP, bei den gewählten Geschwindigkeiten 65 km/h, 60km/h, 55 km/h und 50 km/h
(Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) nasse Fahrbahn (Quelle: VSI, TU Graz)
Auch hier ergeben sich bei nasser Fahrbahn ähnliche Verläufe im kritischen Bereich beim Einfahren in Brückenbereich von Westen in Richtung Osten bei einer
Querbeschleunigung im kritischen Bereich bei ca. 5° und ab einer Geschwindigkeit von
> 50 km/h.
Abbildung 85: Gegenüberstellung der Schwimmwinkel über den gewählten Streckenabschnitt, UVP, EOP (Fahrtrichtung Westen in Richtung Osten) nasse Fahrbahn (Quelle: VSI, TU Graz)
Bei reduzierter Reibung und einer Querneigung von 5.5 % (3.15°) ergeben sich die folgenden Querbeschleunigungen und maximalen Geschwindigkeiten [43]:
trocken: aquer, max= 7 - 9 m/s² vmax = 70 - 79 km/h nass: aquer, max= 5 - 7 m/s² vmax = 60 - 70 km/h sehr nass: aquer, max= 4 - 5 m/s² vmax = 54 - 60 km/h Schnee: aquer, max= 1 - 5 m/s² vmax = 32 - 54 km/h Eis: aquer, max= 0.5 - 2.5 m/s² vmax = 26 - 45 km/h
Bei der Variante und Analyse des Streckenabschnittes für ein Motorrad ergeben sich die folgenden Querbeschleunigungen:
Abbildung 86: Analyse Motorrad (Quelle: VSI, TU Graz)
Abbildung 87: Querbeschleunigung Motorrad Variante UVP (Quelle: VSI, TU Graz)
Des Weiteren wurden verkehrssicherheitstechnische Untersuchungen durchgeführt, welche neben Sichtabschattungen, die einzelnen Kreuzungsbereiche, sowie die Straßenführung betreffen.
Abbildung 88: verkehrssicherheitstechnische Analyse, Sichtabschattung, Kreuzungsbereich (Quelle: VSI, TU Graz)