| FGSV-Nr. | FGSV 001/22 |
|---|---|
| Ort | Düsseldorf |
| Datum | 08.10.2008 |
| Titel | Qualitätssicherung von Verkehrszeichen – Mehr als Verkehrsschau? |
| Autoren | Dr.-Ing. Helmut Frank |
| Kategorien | Kongress |
| Einleitung | Verkehrszeichen dienen der Sicherheit im Straßenverkehr. Dieser Aufgabe können sie im Gebrauchszustand nur gerecht werden, wenn ihr Zustand regelmäßig überprüft wird und notwendige Instandsetzungen bzw. ein erforderlicher Austausch rechtzeitig durchgeführt werden. Im Frühjahr 2008 wurde das „Merkblatt zur Qualitätssicherung von dauerhaft verwendeten Verkehrsschildern“ (M QVS) veröffentlicht, welches die erforderlichen Prüfungen und Maßnahmen zur Sicherung der Qualität von dauerhaft verwendeten vertikalen Verkehrszeichen erläutert. Aus der Perspektive der Verkehrsteilnehmer ist insbesondere die visuelle Qualität eines Schildes von entscheidender Bedeutung. Sie soll bei Tageslicht, bei Dunkelheit und unter widrigen Witterungsbedingungen gewährleistet sein. Hierbei wird jedoch das Erkennungsvermögen der Verkehrsteilnehmer durch die Helligkeit der Umgebung und die Auffälligkeit anderer Objekte im Gesichtsfeld beeinträchtigt. Außerdem haben alle Materialien, die für Verkehrszeichen und Verkehrseinrichtungen Anwendung finden, eine begrenzte Lebensdauer. Bei der Überprüfung eines Verkehrsschildes können verschiedene Methoden zum Einsatz kommen, mit deren Hilfe unterschiedliche Merkmale der Beschilderung erfasst werden. Dabei soll geprüft werden, ob ein Verkehrsschild noch den Anforderungen genügt. Eine Bewertung der Beschilderung ist daher immer aus der Perspektive der hiervon betroffenen Verkehrsteilnehmer vorzunehmen. |
|
|
| Volltext | Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln.1 EinleitungDie rechtlichen Grundlagen für die Qualitätssicherung von Verkehrszeichen sind in der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zur Straßenverkehrs-Ordnung (VwV-StVO) zu § 45 Abs. 5 StVO festgelegt, wonach die für die Unterhaltung der Verkehrszeichen verpflichtete Stelle – in der Regel die Straßenbaubehörde – dafür zu sorgen hat, dass diese jederzeit deutlich sichtbar sind. Die Straßenbaubehörde sollte sich deshalb in regelmäßigen Abständen im Rahmen der Streckenkontrolle von der bedarfsgerechten Funktionsfähigkeit der Verkehrszeichen hinsichtlich der folgenden Kriterien überzeugen:
Daneben können weitergehende Überprüfungen notwendig sein, wenn Hinweisen auf Schäden nachgegangen wird. Nicht alle Kriterien müssen gleichzeitig und von der gleichen Dienststelle oder Institution überprüft werden. Die Durchführung der Überprüfung kann von allen Einrichtungen erfolgen, die über die entsprechende Qualifikation verfügen. Seit Juni 2008 kann beim FGSV Verlag das „Merkblatt zur Qualitätssicherung von dauerhaft verwendeten Verkehrsschildern“ (M QVS) bezogen werden. Das M QVS erläutert die erforderlichen Prüfungen und Maßnahmen zur Sicherung der Qualität von dauerhaft verwendeten Verkehrsschildern. Aus der Perspektive der Verkehrsteilnehmer (Kraftfahrer, Radfahrer oder Fußgänger) sind insbesondere die Sichtbarkeit und die visuelle Qualität eines Schildes (Auffälligkeit, Erkennbarkeit und Lesbarkeit) – auf sie wird in diesem Beitrag im Wesentlichen eingegangen – von entscheidender Bedeutung. Sie soll bei Tageslicht, bei Dunkelheit und unter widrigen Witterungsbedingungen gewährleistet sein und kann im Regelfall visuell durch Inaugenscheinnahme erfasst und bewertet werden. In besonderen Fällen kann ergänzend eine messtechnische Erfassung lichttechnischer Kenngrößen zweckmäßig sein. Im folgenden Kontext wird beschrieben, welche Grundlagen für die Beurteilung der visuellen Qualität von vertikalen Verkehrszeichen notwendig sind und welche Randbedingungen beachtet werden sollten. 2 Lichttechnische GrundlagenMehr als 98 % aller verkehrsrelevanten Informationen werden über das visuelle System des Fahrers verarbeitet. Bei Tageslicht kann ein Kraftfahrer im Allgemeinen eine große Menge visueller Sinneseindrücke aufnehmen. Diese werden im Gehirn zu Informationen verarbeitet, die er unter anderem für die Erfüllung seiner Fahraufgabe benötigt. Wie viele Informationen verarbeitet werden können, hängt von der Kapazität des Gehirns ab. Nur die begrenzte Verarbeitungskapazität des Gehirns stellt einen Engpass dar. Bei Dunkelheit verringert sich das Sehvermögen beträchtlich, so dass dem Kraftfahrer grundsätzlich weniger Informationen zur Verfügung stehen als bei Tageslicht. Zu den wichtigsten Informationsträgern im Straßenverkehr gehören Verkehrszeichen und Verkehrseinrichtungen. Deshalb müssen sie vom Verkehrsteilnehmer sowohl tagsüber als auch bei Dunkelheit gesehen, wahrgenommen und erkannt bzw. gelesen werden. Grundvoraussetzung hierfür ist jedoch, dass die Schilder hell genug sind. Die verantwortliche lichttechnische Größe hierbei ist die Leuchtdichte. Bei Tageslicht hat ein Fahrzeuglenker grundsätzlich die Möglichkeit, jede für das Führen eines Fahrzeuges erforderliche Informationsquelle wahrzunehmen und zu erkennen, die Helligkeit der Informationsträger stellt also im Allgemeinen kein besonderes Problem dar. 2.1 Minimal notwendige, optimale und maximale Verkehrszeichenleuchtdichten bei DunkelheitZunächst stellt sich nun die grundsätzliche Frage, wie hell ein Verkehrszeichen bei Dunkelheit im Einzelfall überhaupt sein muss, um sicher erkannt zu werden. In einer Reihe von Untersuchungen wurde nachgewiesen, dass die sogenannte psychophysische Bewertung der Leuchtdichte eines Verkehrszeichens dessen lichttechnische Qualität am besten wiedergibt. Als Ergebnis ergab sich ein linearer Zusammenhang zwischen der Verkehrszeichenleuchtdichte L und deren Bewertung (= Beurteilung der Helligkeit eines Verkehrsschildes durch Testpersonen). Das Bild 1 zeigt die Bewertung von Verkehrszeichen unterschiedlicher Leuchtdichten im nächtlichen Straßenverkehr bei unterschiedlichen Umfeldleuchtdichten. Der Einfachheit halber sind nur die Leuchtdichten der hellsten Flächenanteile der Verkehrszeichen (also die „weißen“ bzw. „gelben“), die Weißleuchtdichten LW dargestellt. Hierbei wird vorausgesetzt, dass die Leuchtdichten der andersfarbigen Flächen in einem bestimmten Helligkeitskontrast hierzu stehen (siehe Abschnitt 2.2). Für die Leuchtdichtestufe BL = 5 ± 0,5 gilt, dass das betreffende Schild optimal erkannt wird. Die Bewertungsstufen BL < 5 bedeuten zu hohe, die Bewertungsstufen BL > 5 zu niedrige Verkehrszeichenleuchtdichten. Alle Leuchtdichten, die sich aus dem Bewertungsintervall 3 < BL < 7 (Grenzwerte der Erkennbarkeit) ergeben, liefern noch brauchbare Erkennbarkeiten. Im Falle einer Umfeldleuchtdichte von LU = 0,01 cd·m-2 (≙ dunkles Umfeld), ohne Blendung liegt die optimale Leuchtdichte (BL = 5) beispielsweise bei Lopt ≈ 23 cd·m-2. Verkehrszeichenleuchtdichten, die innerhalb des Intervalls von 1 < LW < 500 cd·m-2 liegen (Intervall zwischen Lmin und Lmax), sind für diese Parameterkonfiguration im Hinblick auf die Erkennbarkeit daher als noch vertretbar einzustufen. Höhere Umfeldleuchtdichten erfordern höhere Zeichenleuchtdichten LW, im angegebenen Fall steigt die optimale Leuchtdichte auf Lopt ≈ 110 cd·m-2 an. Tritt zusätzlich der Fall der Blendung ein, werden die Soll-Leuchtdichten (z. B. Lmin) noch weiter angehoben (z. B. auf LW ≈ 200 cd·m-2). Bild 1: Bewertung der Leuchtdichte von weißen Verkehrszeichenflächen bei einer Beobachtungsentfernung von d = 70 m und verschiedenen Umfeldleuchtdichten, ohne Blendung Aufgrund dieser Erkenntnisse kann jeder Beschilderungssituation eine eindeutige Leuchtdichteanforderung zugeordnet werden. Lichttechnische Anforderungen an selbstleuchtende Verkehrszeichen können aus den Erkenntnissen der oben angegebenen Leuchtdichteuntersuchungen unmittelbar entnommen werden, für die Materialanforderungen an retroreflektierende Verkehrsschilder müssen zusätzlich noch andere Parameter berücksichtigt werden. Aus den Materialeigenschaften der verschiedenen Reflexstoffe und den auf den Schildoberflächen anzutreffenden Beleuchtungsstärken können Einsatzempfehlungen für die verschiedenen Reflexstoffe abgeleitet werden – diese werden im „Merkblatt für die Wahl der lichttechnischen Leistungsklasse von vertikalen Verkehrszeichen und Verkehrseinrichtungen“ (MLV) (in Vorbereitung) dargestellt. Das MLV (vormals HWBV) erläutert die lichttechnischen Grundlagen und Zusammenhänge sowie die Eigenschaften verschiedener Leistungsklassen von Verkehrszeichen und Verkehrseinrichtungen und gibt Empfehlungen für den Einsatz der unterschiedlichen Reflexstoffe. Unter Leistungsklassen ist die Gesamtheit der lichttechnischen Eigenschaften eines Verkehrszeichens bei Dunkelheit und bei Tageslicht zu verstehen, insbesondere die Reflexions-Klassen (RA-Klassen) nach DIN 67520 und die Helligkeit bei Tageslicht nach DIN 6171-1. Die Bewertung der Leuchtdichte ist quasi unabhängig vom Beobachtungsabstand. Die in der Realität mit wachsender Beobachtungsentfernung sinkende Erkennbarkeit resultiert aus den sich verkleinernden Winkelgrößen der Schildinhalte. Sie werden schlechter erkannt, weil sie für das Beobachterauge zu klein geworden sind, nicht weil deren Leuchtdichte zu gering ist. 2.2 LeuchtdichtekontrastDie höchste Stufe der Erkennbarkeit eines Verkehrszeichens ist die Lesbarkeit (= z. B. Verständnis des alphanumerischen Inhalts eines Zeichens). Die wesentlichen Parameter zu deren Ermittlung sind der Leuchtdichtekontrast zwischen Schrift und Untergrund, die Adaptationsleuchtdichte LA (diese ist gegeben durch die Umfeld- bzw. mittlere Zeichenleuchtdichte) und die Sehschärfe des Kraftfahrers. Im Zusammenhang mit vertikalen Verkehrszeichen wird das Leuchtdichteverhältnis eingefärbter (z. B. roter) Flächenanteile zu uneingefärbten (= weißen) Flächenanteilen als Farbenkontrast KF bezeichnet. Es gilt die Beziehung (siehe Abschnitt 2.3): Formel in der PDF Die mit dem Index „W“ bezeichneten lichttechnischen Größen beziehen sich auf die uneingefärbten, die mit „F“ bezeichneten auf die eingefärbten (bunten) Flächenanteile eines vertikalen Verkehrszeichens. Der Farbenkontrast ist eine wichtige Größe im Hinblick auf die Lesbarkeit eines Verkehrszeichens. Die Gleichung (1) verdeutlicht, dass die spezifischen Rückstrahlwerte RAF der farbigen Flächenanteile von Verkehrszeichen berechnet werden können, wenn der spezifische Rückstrahlwert RAW und der Farbenkontrast KF bekannt sind. Ausgehend von den bereits früher erwähnten Weißleuchtdichten LW (= Leuchtdichte des hellsten Flächenanteiles innerhalb eines Verkehrszeichens) konnte in Versuchen mit Testpersonen ermittelt werden, in welchem Verhältnis die anderen Farben hierzu stehen sollten. Beispielsweise ergaben sich für die nachfolgenden Farbkombinationen die folgenden Optimalkontraste:
2.3 Wirkungsweise von Reflexstoffen bei DunkelheitVerkehrsschilder können über eine eigene Beleuchtungseinrichtung verfügen, das heißt von innen oder von außen beleuchtet sein, oder rückstrahlende (= retroreflektierende) Eigenschaften aufweisen. Die Leuchtdichte retroreflektierender Verkehrszeichen und Verkehrseinrichtungen bei Dunkelheit wird durch Reflexfolien erzeugt. Im Gegensatz zur spiegelnden und diffusen Reflexion ist die Retroreflexion dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberfläche eines Schildes auftreffendes Licht weitgehend unabhängig vom Einfallswinkel in Richtung der anleuchtenden Lichtquelle zurückgestrahlt wird. Die DIN 67520 „Retroreflektierende Materialien zur Verkehrssicherung“ beschreibt die Wirkungsweise der verschiedenen Reflexstoffe. Aus Sicht des Beobachters ist deren konstruktiver Aufbau vollkommen unerheblich. Ausschlaggebend ist die Leuchtdichte des jeweiligen Signals, wie es vom Verkehrsteilnehmer gesehen wird. Die lichttechnischen Mindestanforderungen an Reflexstoffen für vertikale Verkehrszeichen und Verkehrseinrichtungen werden durch Mindestwerte für den spezifischen Rückstrahlwert RA (früher wurde hierfür das Formelzeichen R’ benutzt) festgelegt. Diese Mindestwerte gelten jeweils für Reflexstoffe der entsprechenden Reflexions-Klasse (RA-Klasse) im Neuzustand. Die DIN 67520 unterscheidet die RA-Klassen RA1, RA2, RA3. Letztere wird in die Unterklassen RA3A und RA3B unterteilt. Hierbei stellt RA1 die niedrigsten und RA3 die höchsten Anforderungen an den spezifischen Rückstrahlwert. Die Leuchtdichte retroreflektierender Schilder bei Dunkelheit ist abhängig von den lichttechnischen Eigenschaften der auf der Schildoberfläche aufgebrachten Reflexfolie, der Geometrie des Verkehrszeichens im Verkehrsraum in Bezug auf Kraftfahrer und Kraftfahrzeug und nicht zuletzt von der Art und Intensität der Anleuchtung durch die Kraftfahrzeugscheinwerfer. Dieser Zusammenhang lässt sich vereinfacht durch Gleichung (2) beschreiben: Das Bild 2 veranschaulicht diesen Sachverhalt für die schematisierte zweidimensionale Darstellung. Formel in der PDF mit Im realen dreidimensionalen Straßenraum müssen neben den vertikalen auch die horizontalen Komponenten der Winkel sowie die Tatsache, dass ein Kraftfahrzeug im Allgemeinen zwei Scheinwerfer hat, berücksichtigt werden. Der seitliche Abstand des Zeichens zur Fahrzeugachse und der Abstand der Scheinwerfer untereinander, in den Bildern 2 und 3 nicht dargestellt, ist für die horizontalen Komponenten der Winkel verantwortlich. Bei der Bestimmung von ε ist darüber hinaus zu bedenken, dass dieser Winkel in seiner Größe nicht nur von der absoluten Verdrehung der Reflexfolie auf dem Schild selbst, sondern auch von der Anleuchtungs- und Beobachtungsgeometrie beeinflusst wird. Formel in der PDF Bild 2: Vereinfachte zweidimensionale Anleuchtungs- und Beobachtungsgeometrie eines vertikalen Verkehrszeichens mit Es ist ferner zu beachten, dass alle oben genannten Winkel einen starken Einfluss auf den spezifischen Rückstrahlwert RA haben. Insbesondere sinkt RA mit wachsendem Beobachtungswinkel α (≙ sinkende Beobachtungsentfernung d) rasch ab. Der spezifische Rückstrahlwert RA ist von der Dimension her eine spezifische Leuchtdichte (Leuchtdichte/Lux). Diese Betrachtungsweise hebt hervor, dass die Wirkung eines Verkehrszeichens bei Dunkelheit nicht allein von RA abhängt, sondern auch von der Intensität der Anleuchtung durch die Kraftfahrzeugscheinwerfer. Durch deren Licht wird auf der Oberfläche des Schildes eine senkrecht zur Anleuchtungsrichtung gemessene Beleuchtungsstärke E^ erzeugt. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Lichtstärke des europäischen Abblendlichtes eine asymmetrische Verteilung hat – einige Bereiche werden besser (z. B. rechts unten), andere schlechter ausgeleuchtet (z. B. Überkopf). E^ ist daher sowohl von der Entfernung des Kraftfahrzeuges zum Schild (E^ steigt mit sinkender Beobachtungsentfernung d) als auch von der Schildposition im Verkehrsraum abhängig (vgl. Bild 3). Dabei gilt näherungsweise: Formel in der PDF mit Um andere Verkehrsteilnehmer nicht zu blenden, darf die Beleuchtungsstärke im Verkehrsraum in verschiedenen Bereichen einen gewissen Maximalwert nicht überschreiten. Daher hat man sich innerhalb Europas auf die Einführung einer einheitlichen Anforderung an das Abblendlicht für Kraftfahrzeuge geeinigt (siehe z. B. ECE Regelung Nr. 20). Dieses ist durch eine asymmetrische Lichtverteilung gekennzeichnet. Das hat zur Folge, dass in Ländern mit Rechtsverkehr das rechte Fahrbahnvorfeld besonders gut ausgeleuchtet ist (Bild 4). Diese Ausleuchtung reicht bis weit in das rechte Fahrbahnumfeld. Links und Überkopf ist die Ausleuchtung dagegen zum Teil sehr gering. Beispielhafte Werte zeigt das Bild 5. Bild 3: Vereinfachte zweidimensionale Darstellung der im System Scheinwerfer-Verkehrszeichen-Auge auftretenden wichtigsten lichttechnischen Größen mit d: Entfernung Scheinwerfer-Schild [m] L: Verkehrszeichenleuchtdichte [cd·m-2] E⊥: Beleuchtungsstärke am Schild [lx] RA: spezifischer Rückstrahlwert der Reflexfolie [cd·m-2·lx-1] Iβ : Lichtstärke der Fahrzeugscheinwerfer in Richtung b [cd] β: Anleuchtungsrichtung [°]. Bild 4: Vertikale Beleuchtungsstärkeverteilung vor einem Fahrzeug mit eingeschaltetem Abblendlicht (A) Der sinkende spezifische Rückstrahlwert RA und die gleichzeitig steigende Beleuchtungsstärke E^ bei Annäherung eines Fahrzeuges an ein Schild ist der Grund dafür, dass die Helligkeit des Schildes in weiten Entfernungsbereichen als konstant empfunden wird. 2.3.1 Einfluss des Aufstellortes auf die SichtbarkeitDer Aufstellort (Position relativ zur Fahrbahn) ist ein weiteres Kriterium für die Erkennbarkeit und Lesbarkeit von Verkehrszeichen. Jedes Schild soll aus ausreichender Entfernung sichtbar sein, damit eine ausreichend lange Zeit zur Informationsaufnahme gewährleistet werden kann (Reaktionszeit). Die Wahl des Aufstellortes von Verkehrszeichen ist durch das Lichtraumprofil und Vorgaben aus Regelwerken (z. B. RWB, RWBA) begrenzt. Um innerhalb des vorgegebenen Bereiches eine möglichst gute Sichtbarkeit zu erreichen, dürfen die Verkehrszeichen nicht durch Bepflanzung (Büsche oder Bäume) oder andere Hindernisse (z. B. Werbeeinrichtungen etc.) verdeckt sein. Bei Dunkelheit ist auch der Aufstellort dafür entscheidend, wie viel Licht des Fahrzeugscheinwerfers am Zeichen tatsächlich ankommt. Bild 5: Durchschnittliche relative Beleuchtungsstärken E^ rel an verschiedenen Standard – Montagepositionen für eine Anleuchtungsentfernung von d = 70 m (100 % entspricht ca. 0,15 lx) 2.4 Farben von VerkehrszeichenFarben im Straßenverkehr haben eine Signalwirkung und müssen unverwechselbar sein. Die Farbe eines Verkehrszeichens beeinflusst dessen Erkennbarkeit. Bunte Sehobjekte besitzen im Bezug auf ihre Tagesaufsichtfarbe drei wesentliche Eigenschaften: Farbton und Farbsättigung sind im CIE-System durch Angabe der Normfarbwertanteile x und y (Farbort) festgelegt (Bild 6), die relative Helligkeit von Aufsichtfarben wird als Leuchtdichtefaktor ß bezeichnet. Er beschreibt das Verhältnis der Leuchtdichte eines Materials zu der Leuchtdichte eines vollkommen mattweißen Materials bei Reflexion, das in gleicher Weise beleuchtet wird. Vollkommenes Mattweiß (= ideales Weiß) hat einen Leuchtdichtefaktor ß = 1,0. Der Leuchtdichtefaktor b ist, wie x und y, ebenfalls eine dimensionslose Größe. Während für Verkehrszeichen bei Dunkelheit und Anleuchtung durch Kraftfahrzeugscheinwerferlicht noch keine endgültigen Farbbereiche festgelegt sind, schreibt die DIN 6171 Farben und Farbgrenzen für Verkehrszeichen bei Beleuchtung mit Tageslicht vor. Sowohl im Neu- als auch im Gebrauchszustand dürfen bestimmte Grenzen nicht überschritten werden. Dadurch wird eine uneingeschränkte Farberkennbarkeit gewährleistet. Diese und zukünftige europäische Regelungen bieten zum einen eine Gewähr für das einheitliche Erscheinungsbild der Verkehrszeichenfarben und zum anderen stellen sie eine wichtige Qualitätsanforderung an die verwendeten Farbmittel und Farbpartikel dar. Bild 6: Normfarbtafel (für 2°-Normalbeobachter) nach der DIN 5033-3 mit den Farbbereichen für die Aufsichtfarben von Reflexstoffen 2.4.1 Reflexstoffe bei Anleuchtung unter TageslichtIm Gegensatz zur Dunkelheit, bei der die Leuchtdichte eines Verkehrszeichens mit Hilfe der Fahrzeugscheinwerfer durch die Retroreflexion der Verkehrszeichenmaterialien erzeugt wird, wirkt bei Tageslicht eine Verkehrszeichenfolie als diffuser Reflektor. Reflexstoffe erscheinen bei Anleuchtung mit Tageslicht daher dunkler als vorwiegend diffus reflektierende Oberflächen gleicher Farbe, da sie konstruktionsbedingt ihr Reflexionsvermögen vorwiegend zur Retroreflexion (bei Tageslicht erfolgt daher eine Rückstrahlung zur Sonne) und nicht zur diffusen Reflexion verwenden. Fluoreszierende (retroreflektierende) Materialien besitzen höhere Leuchtdichtefaktoren als nichtfluoreszierende bei gleichem Farbort, da Strahlungsenergie im kurzwelligen Bereich des Tageslichts (z. B. UV-Strahlung) absorbiert und anschließend als Licht größerer Wellenlänge emittiert wird. Der Leuchtdichtefaktor ß kann hier daher auch Werte annehmen, die größer als 1,0 sind. Fluoreszierende Farben erscheinen demzufolge heller als gewohnt und führen dadurch meist zu einer erhöhten Auffälligkeit. 2.5 UmfeldleuchtdichteIm realen Straßenverkehr wird das Erkennungsvermögen der Verkehrsteilnehmer durch die Helligkeit der Umgebung (Adaptationszustand des Auges) und die Auffälligkeit anderer Objekte im Gesichtsfeld (z. B. beweglicher oder sich zeitlich ändernder Lichtquellen, „Auffälligkeitskonkurrenz“) beeinträchtigt. Zur Bewertung dieser Randbedingungen für das Erkennungsvermögen wird die „Umfeldleuchtdichte“ herangezogen. Im Allgemeinen ist die Umfeldleuchtdichte nicht als homogene Größe messbar, sondern muss von Fall zu Fall bewertet bzw. beurteilt werden. Leider gibt es derzeit noch keine verlässlichen Messsysteme, die eine genaue Klassifizierung des lichttechnischen Umfeldes zulassen (siehe Abschnitt 2.1). Das lichttechnische Umfeld eines Verkehrsschildes lässt sich durch etliche Merkmale beschreiben:
Gelegentlich gesellt sich hierzu noch die Auswirkung von Blendung (z. B. durch die Scheinwerfer entgegenkommender Fahrzeuge). Zur Bewertung bzw. Beurteilung des lichttechnischen Umfeldes müssen alle vorgenannten Kriterien berücksichtigt werden. Im Allgemeinen unterscheidet man drei Umfeldleuchtdichtekategorien (die angegebenen LU-Werte dienen als Orientierung, siehe Abschnitt 2.1): A Niedrige Umfeldleuchtdichte („dunkel“, LU ≙ 0,01 cd·m-2lx-1), gekennzeichnet durch
B Normale Umfeldleuchtdichte („normal“, 0,1 ≤ LU ≤ 1,0 cd·m-2lx-1), gekennzeichnet durch
C Extremes lichttechnisches Umfeld („sehr hell“, LU ≙ 10 cd·m-2lx-1), gekennzeichnet durch
3 Verkehrsschilder im realen StraßenraumEine der wichtigsten Voraussetzungen für die Funktionsfähigkeit eines Verkehrszeichens ist eine ausreichende Erkennbarkeit während der gesamten Standdauer – schlecht erkennbare oder gar unleserliche Schilder können ein Sicherheitsrisiko im Verkehrsraum verursachen. Ebenso wichtig wie die Erkennbarkeit sowohl am Tag als auch bei Dunkelheit sind der Inhalt und die mechanische Beschaffenheit eines vertikalen Verkehrszeichens: Die Wegweisung muss kontinuierlich und plausibel sein. Die Konstruktion des Schildes selbst, der Schildmaste und Fundamente müssen so beschaffen sein, dass sie mindestens den gesetzlichen Vorschriften und Güteanforderungen entsprechen. Auch wenn man im Allgemeinen davon ausgehen kann, dass Güteverkehrszeichen im Neuzustand alle Güteanforderungen und Qualitätskriterien erfüllen, beginnt im Augenblick ihrer Aufstellung im Verkehrsraum deren Alterung. Alle Materialien, die für Verkehrszeichen und Verkehrseinrichtungen Anwendung finden, haben nur eine begrenzte Lebensdauer und es dürfen gewisse Mindestanforderungen nicht unterschritten werden. Der Überprüfung des Zustandes eines Verkehrsschildes kommt daher eine bedeutende Aufgabe zu. Schätzungen des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung und der BASt zufolge beläuft sich der Gesamtverkehrszeichenbestand in der Bundesrepublik Deutschland auf derzeit ca. 20 Millionen Schilder (Wegweiser eingerechnet). Aus den Ergebnissen einer im Rahmen eines Forschungsprojektes vor einigen Jahren durchgeführten umfangreichen Erfassung des Ist-Zustandes von Verkehrszeichen auf einem repräsentativen Streckenabschnitt des Straßennetzes der Bundesrepublik Deutschland geht hervor, welcher Prozentsatz, gemessen an der gesamten Verkehrszeichenpopulation, pro Aufstelljahr zu erwarten ist. Das Bild 7 zeigt die relative Summenhäufigkeit von Verkehrszeichen in Abhängigkeit des Verkehrszeichenalters. Dieser Abbildung ist zu entnehmen, dass zum Erfassungszeitpunkt 50 % der Zeichen älter als 8 Jahre und bereits 20 % der Schilder älter als 14 Jahre waren. Nur sehr vereinzelt wurden Zeichen gefunden, deren Alter 30 Jahre oder mehr betrug Bild 7: Relative Summenhäufigkeit f von Verkehrsschildern unterschiedlicher Jahrgänge in den alten Bundesländern (Stand: Sommer 1996) 3.1 Reale Leuchtdichten von Verkehrszeichen und VerkehrseinrichtungenMit derzeit verfügbaren Reflexstoffen können im Maximalfall (neueste Folienvarianten) keine Leuchtdichten erreicht werden, die den Wert von 100 cd·m-2 bei Normalaufstellung (rechts, Schildhöhe 2,50 m, Anleuchtung durch Pkw-Abblendlicht) überschreiten. Auf dieser Grundlage lassen sich für die verschiedenen Folienprodukte folgende ungefähre Maximalleuchtdichten angeben, die im Neuzustand und bei günstigsten Voraussetzungen erreichbar sind:
In der Praxis des realen Straßenraums liegen die erzielten Leuchtdichten jedoch weit unter den oben angegebenen Werten. Somit ist eine Blendung durch retroreflektierende Verkehrsschilder praktisch ausgeschlossen. Nur bei Verkehrszeichen „rechts unten“ (Bild 5) könnte in Grenzfällen Lmax aus dem Abschnitt 2.1 überschritten werden, was aus verkehrstechnischen Gründen aber durchaus gewünscht sein könnte. Es ist bemerkenswert, dass innenbeleuchtete Schilder in der Regel um den Faktor 3 bis 10 heller sind als die hellsten retroreflektierenden Produkte. Häufige Annahmen, retroreflektierende Schilder würden blenden oder „überstrahlen“, beruhen darauf, dass sich in diesen Fällen die Scheinwerfer von Fahrzeugen in den Schildoberflächen spiegelt – just in dem Moment, wenn der Verkehrsteilnehmer beginnt, das Schild zu lesen. Es ist ebenfalls zu beachten, dass Zeichen, die die Leuchtdichte Lmin (aus dem Abschnitt 2.1) unterschreiten, für den Verkehrsteilnehmer im dynamischen Straßenverkehr unsichtbar sind. Die große Anzahl von Lkw und Vans (z. B. Ford Galaxy) auf unseren Straßen hat zur Folge, dass zunehmend größere Beobachtungswinkel α benötigt werden, was die erzielbare Leuchtdichte von retroreflektierenden Schildern weiter herabsetzt. 3.1.1 Einfluss von Verschmutzung und Betauung auf den spezifischen Rückstrahlwert RAVerschmutzung ist eine Einflussgröße, die beim realen Betrieb von Verkehrszeichen nicht vermeidbar sondern nur minimierbar ist. Sie hat zur Folge, dass die tatsächliche Reflexionswirkung eines Reflexstoffes um ein bestimmtes Maß reduziert wird. Im statistischen Mittel konnte eine Verringerung des spezifischen Rückstrahlwertes um ca. 20 % festgestellt werden und zwar für Verkehrszeichen, die am rechten Fahrbahnrand in einer Höhe von 2 bis 3 m angebracht waren. Bei Zeichen, die sich in Bodennähe befanden, war die Auswirkung der Verschmutzung höher. Namentlich wurde eine Verringerung um ca. 60 % registriert. Dies bedeutet, dass um das gleiche Maß auch die erzielbare Leuchtdichte gekürzt wird. Selbst bei kurzen Reinigungsintervallen ist Verschmutzung nicht vollständig auszuschließen. Es wird davon ausgegangen, dass stets ein Rückstrahlwertverlust von mindestens 10 % vorliegt. Die Betauung von Verkehrszeichen führt dazu, dass der Effekt der Retroreflexion weitgehend aufgehoben wird. Die Wahrnehmbarkeit, Erkennbarkeit und Lesbarkeit der Zeichen wird hierbei in erheblichem Maße reduziert. In taugefährdeten Gebieten kann es notwendig sein, bei der Wahl des Verkehrszeichenmaterials diesem Effekt besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Technische Abhilfemaßnahmen gegen den Betauungseffekt werden von mehreren Reflexstoffherstellern angeboten und seit einigen Jahren erfolgreich eingesetzt. 3.2 Alterungsprozesse von VerkehrszeichenmaterialienUmwelteinflüsse wie Luftschadstoffe, UV-Strahlung, Regen, Frost, Temperaturschwankungen und mechanische Beanspruchung (Staub, Sand etc.) lassen Materialien, die für Verkehrszeichen und Verkehrseinrichtungen Anwendung finden altern. Hierbei treten unter anderem die folgenden Effekte auf: Mikrorisse in der Oberfläche, Materialschrumpfung, Auskreidung, Defokussierung des optischen Systems. Dies führt dazu, dass Farben verblassen, Kontraste verschwinden und sich die Wirkung der Retroreflexion verändert. Dadurch verschlechtern sich auch die lichttechnischen Eigenschaften des gesamten Schildes. Der spezifische Rückstrahlwert und damit auch die vom Kraftfahrer gesehene Schildleuchtdichte werden unter diesem Gesichtspunkt zu einer zeitvarianten Größe. Zum Aufstellzeitpunkt zeichnet sich ein Reflexstoff durch einen spezifischen Rückstrahlwert aus, der nur von der Herstellung abhängig ist (RA(t0)). Hierfür gelten die Mindestwerte für den Neuzustand, die in der DIN 67520 angegeben sind („100% DIN“). Nach Ablauf der Gewährleistungsfrist muss ein Reflexstoff noch mindestens 80 % des in der DIN 67520 angegebenen Mindestrückstrahlwertes aufweisen (RA(t1)). Je länger das Schild der Freibewitterung ausgesetzt ist, desto geringer wird, abhängig von der Stärke der Umwelteinflüsse, dessen Retroreflexion. Dabei ist dieser Zusammenhang nicht streng linear, sondern unterliegt den Schwankungen der Umwelteinwirkungen. Spätestens nach Überschreiten von t3, der bei jedem Reflexstoff zu einem anderen Zeitpunkt eintritt, ist die Schildoberfläche lichttechnisch unbrauchbar. Das Bild 8 zeigt den theoretischen Verlauf eines beliebigen Reflexstoffes in der Freibewitterung. Den Ausführungen in den Abschnitten 2.1 und 2.3 folgend wurde im M QVS ein sogenannter Warnwert festgelegt, der nach gegenwärtigen Erkenntnissen 60 % des Mindestwertes gemäß DIN 67520 bei a = 0,33°; b = 5° beträgt. In der Zwischenzeit ist aufgrund der hohen Anzahl von Vans und Lkw im Verkehrsraum auch a = 0,5° als Überprüfungswinkel im Gespräch, da dieser die höheren Beobachtungswinkel, die diese Fahrzeugklassen auszeichnen, besser repräsentiert. Der Warnwert ist der Messwert, bei welchem, die für die jeweils eingesetzte Folienkonstruktion bei konventioneller Anleuchtung mit hoher Wahrscheinlichkeit die im Abschnitt 2.1 erörterte Mindestleuchtdichte Lmin unterschritten wird. Wird eine Unterschreitung dieses Wertes festgestellt, ist der Austausch des jeweiligen Verkehrsschildes empfehlenswert. Bild 8: Theoretischer Verlauf des spezifischen Rückstrahlwertes eines Reflexstoffes in Abhängigkeit von der Freibewitterungsdauer mit RA(t0): spezifischer Rückstrahlwert zum Aufstellzeitpunkt (Neuzustand) RA(t1): 80 % DIN 67520 (Mindestwert nach Ablauf der Gewährleistungsfrist) RA(t2): 60 % DIN 67520 (Warnwert nach M QVS) t1: 2 Jahre, in diesem Zeitraum darf RA(t1) nicht unterschritten werden t2: Warnwert ist erreicht oder wird unterschritten t3: Ende des linearen Verlaufes der Alterung, danach schneller und unkontollierbarer Rückstrahlwertabfall des Reflexstoffes aufgrund chemischen Verfalls φ: Maß für den Rückstrahlwertverlust pro Zeiteinheit Felduntersuchungen haben ergeben, dass die Lebensdauer eines Verkehrsschildes in der, Regel als recht hoch angesetzt werden kann. Eine pauschale Altersgrenze lässt sich allerdings nur schwer festlegen. Charakteristische Lebensdauererwartungen sind in der Praxis: RA1 Materialien: 11 bis 14 Jahre, RA2 und RA3 Materialien: 15 bis 20 Jahre. Dieser Wert gilt auch für von innen beleuchtete Zeichen. Es ist jedoch zu erwarten, dass nach spätestens 25 Jahren ein Verkehrsschild seinen Aufgaben nicht mehr gerecht wird. Im Gegensatz zu Fahrbahnmarkierungen hat man bei vertikalen Verkehrszeichen bisher nur Mindestanforderungen für den Neuzustand festgelegt. Verbindliche Mindestanforderungen für den Gebrauchszustand wurden bisher leider noch nicht spezifiziert. Bild 9: Beispiele für unbrauchbare gealterte Verkehrszeichen; links Reflexstoff RA1, rechts: von innen beleuchtet 3.3 Alterung von FarbenFarben, die der Freibewitterung ausgesetzt sind, verändern ihr Aussehen und ihre Charakteristik. Dies ist meistens mit einer Verschiebung des Farbortes (siehe Abschnitt 2.4) in Richtung Unbunt (= Weiß) verbunden (Bild 11). Bei der Alterung eingefärbter Reflexstoffe ist zu beachten, dass neben dem optischen System auch die verwendeten Farbpartikel bzw. Farbmittel einem Alterungsprozess unterworfen sind. Neben der dadurch verursachten Veränderung des Farbortes kann auch die Lichtdurchlässigkeit des Farbfilters beeinträchtigt werden, was zu einem zusätzlichen Verlust an spezifischem Rückstrahlwert im Vergleich zur uneingefärbten Folie gleichen Alters führen kann. Im Folgenden sind einige Beispiele für Aufsichtfarben innerhalb (Bild 10) und außerhalb (Bild 11) der vorgeschriebenen Farbbereiche für den Gebrauchszustand dargestellt. Bild 10: Beispiele für neuwertige Verkehrsschilder; die Farben entsprechen der DIN 6171-1 Bild 11: Beispiele für Verkehrszeichen im Gebrauchszustand; diese Schilder sind für den Einsatz im Straßenverkehr nicht mehr geeignet! 4 Qualitätssicherung von Verkehrsschildern in der PraxisEin Verkehrsschild ist dann von ausreichender visueller Qualität, wenn sein Inhalt aus größerer Entfernung bei Tag und Nacht deutlich erkennbar bzw. lesbar ist. Diese Forderung ist erfüllt, wenn die Farben noch brillant und Leuchtdichtefaktor und spezifischer Rückstrahlwert genügend hoch sind. Da jedoch die Bedeutung eines Verkehrszeichens oft allein aus der Form hergeleitet werden kann, dass markanteste Beispiel dafür ist das „STOP“-Zeichen, unterbleibt meist ein rechtzeitiges Auswechseln der Verkehrszeichen; üblicherweise werden diese erst dann ersetzt, wenn sie mechanisch zerstört, absolut unlesbar geworden sind oder die Änderung der Verkehrsführung ein Auswechseln erzwingt. Leider lässt sich kein bestimmtes Alter angeben, ab dem ein Schild auszutauschen wäre, da sich die Alterung in Abhängigkeit von Klima, Aufstellort im Straßenquerschnitt und Material unterschiedlich schnell vollzieht. Die Materialanforderungen an ein neues Verkehrsschild sind im MLV bzw. in den HWBV geregelt, dort werden Folienmaterialien für den Einsatz empfohlen, die für die vor Ort herrschenden Verkehrs- und Umfeldleuchtdichtebedingungen zweckmäßig sind. Die Qualitätssicherung eines Verkehrsschildes im Gebrauchszustand sollte dann zum gegebenen Zeitpunkt gemäß dem M QVS vorgenommen werden. Oftmals ist es günstig und wünschenswert, wenn der Schilderbestand bereits inventarisiert ist, so dass z. B. Standort und Inhalt der Zeichen vor der visuellen Überprüfung bekannt ist (siehe auch die FGSV-Publikation „Hinweise für die Inventarisierung der Beschilderung und Markierung an Straßen“). Sofern sich die Umfeldbedingungen seit Neuinstallation eines Schildes geändert haben, wird empfohlen, die nunmehr notwendige RA-Klasse ebenfalls dem MLV bzw. den HWBV anzupassen. Eine erstmalige Inspektion der lichttechnischen Eigenschaften bietet sich zum Ablauf der Gewährleistung oder – für Materialien RA1 nach 5 Jahren und für Materialien RA2 und RA3 nach 7 Jahren – an. Aufgrund bekannter Bewitterungseinflüsse sollte eine erstmalige Überwachung jedoch spätestens nach 10 Jahren erfolgt sein. Folgetermine sollten in Abhängigkeit vom Zustand des Schildes festgelegt werden. Folgeüberwachungen im Intervall von 2 Jahren haben sich dabei bewährt. Bei der Überprüfung von Verkehrsschildern können verschiedene Methoden zum Einsatz kommen, mit deren Hilfe unterschiedliche Merkmale der Beschilderung erfasst werden. Dabei soll geprüft werden, ob ein Verkehrsschild den beschriebenen Anforderungen noch genügt. Hierbei ist zu erwägen, welche Parameter bereits in eine normale Verkehrsschau einbezogen werden können. Bild 12: Verkehrsschilder mit Qualitätsmängeln; das Schild links entspricht nicht mehr den RWB, das Schild rechts hat erhebliche Mängel in seiner visuellen Qualität Die Überprüfung der visuellen Qualität muss jedoch unter allen Umständen aus der Fahrerperspektive und (für die Nachtsichtbarkeit eines Schildes) bei Dunkelheit erfolgen. Diese Bedingungen sind bei einer normalen Verkehrsschau im Allgemeinen nicht gegeben. Das Bild 13 zeigt eindrucksvoll, dass die visuelle Qualität von Schildern bei Dunkelheit (Nachtsichtbarkeit) nicht bei Tageslicht beurteilt werden kann. Bild 13: Verkehrsschilder aus verschiedenen Reflexstoffen unterschiedlichen Alters; oben: bei Tageslicht gesehen, unten: bei Dunkelheit und Anleuchtung durch Fahrzeugscheinwerfer 4.1 Durchführung der ÜberprüfungBei jeder Kontrolle bzw. Inspektion ist die Inaugenscheinnahme Grundvoraussetzung. Soweit vorhanden, können Inventarisierungsdaten zusätzlich verwendet werden. Häufig bietet sich auch die Auswertung von Bildaufzeichnungen an. Eine Bewertung der Beschilderung ist immer aus der Sicht der hiervon betroffenen Verkehrsteilnehmer (Kraftfahrer, Radfahrer oder Fußgänger) vorzunehmen. Wenn eine messtechnische Erfassung von lichttechnischen Kenngrößen erforderlich ist, sind Farbort (x, y), Leuchtdichtefaktor (ß) und spezifischer Rückstrahlwert (RA) an mindestens drei verschiedenen Stellen mit nachweislich geeigneten Messgeräten (Farbmessgeräte, Retroreflektometer usw.) zu erheben. Für die Farbbereiche und Leuchtdichtefaktoren findet man die Mindestwerte für den Gebrauchszustand in der DIN 6171-1. Für den spezifischen Rückstrahlwert gilt als Maßstab der sogenannte Warnwert (60 % der in der DIN 67520 angegebenen Mindestwerte für den Neuzustand) des M QVS. Kriterien für die Überprüfung von Verkehrsschildern:
Anforderungen an das Inspektionspersonal:
Tabelle 1: Typische Entfernungs- und Beobachtungswinkelbereiche für verschiedene Straßenklassen aus Pkw-Sicht 5 Ausblick und ForderungenDer Inventarisierung und Qualitätssicherung von vertikalen Verkehrszeichen kommt insbesondere bei Gemeinden eine immer größere Bedeutung zu. Da die verfügbaren finanziellen Mittel zum Austausch nicht mehr funktionstüchtiger Verkehrszeichen begrenzt sind, kann ein sinnvolles Verkehrszeichenmanagementsystem dazu beitragen, trotz dringenden Handlungsbedarfs die Ausgaben im Rahmen zu halten, ohne dabei die Verkehrssicherheit zu gefährden.
In der Zwischenzeit haben einige Bundesländer (z. B. Hessen, Bayern und Rheinland-Pfalz) bereits damit begonnen, ihren Schilderbestand flächendeckend nach den Vorgaben des M QVS zu inspizieren. Es wäre wünschenswert, wenn auch die restlichen Bundesländer diesem guten Beispiel folgen könnten. Was die visuelle Qualität der Beschilderung betrifft, müssen auch Arbeitsstellen gegenüber ortsfesten Verkehrszeichen mindestens eine Gleichbehandlung erfahren, da Arbeitsstellen immer einen potenziellen Gefahrenherd für Verkehrsunfälle darstellen. Hoher Abnutzungsgrad und hohe Verschmutzung der Verkehrszeichen im Baustellenbereich muss einer verstärkten Überprüfung der Schilder entgegenstehen. 6 Literaturverzeichnis
|
Navigation umschalten
