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MEFA - Multifunktionales Erfassungssystem zur Fahrbahnoberflächenanalyse

Erfassen und Bewerten von Oberflächeneigenschaften

Das Bild zeigt das Multifunktionale Erfassungssystem zur Fahrbahnoberflächenanalyse

Die BASt betreibt mit dem Messsystem MEFA ein Messfahrzeug, mit dem gleichzeitig die Längs- und Querebenheit sowie das Oberflächenbild von Fahrbahnen erfasst werden können. Diese Daten sind eine wichtige Grundlage für die Bewertung des Zustandes von Straßen im Rahmen des Erhaltungsmanagements.

Erfassung der Längsebenheit

Das Bild zeigt eine Skizze zu Lasertriangulation Lasertriangulation - Technik und Messprinzip

Die Erfassung der Längsebenheit erfolgt durch jeweils 4 Triangulations-Lasersensoren nach dem Verfahren der Mehrfachabtastung - High-Speed-Road-Monitor-Verfahren (HRM) - mit einer Messbasislänge von 1,80 m beziehungsweise 3,60 m. Die Laser sind an einem starren Messbalken senkrecht nach unten gerichtet befestigt. Dieser ist unter dem Fahrzeugboden in der Rollspur des rechten Vorderrades des Messfahrzeuges montiert und vom Fahrzeug schwingungstechnisch entkoppelt.

Das Längsprofil wird aus Lasermesswerten in Intervallen von 10 cm ermittelt. Zur Charakterisierung der Längsebenheit werden aus dem Längsprofil unter anderem die „Allgemeine Unebenheit“ beziehungsweise die Kennwerte des „Bewerteten Längsprofils“ berechnet.

Erfassung der Querebenheit

Die Erfassung der Querebenheit erfolgt mit einem Laserscanner, der zentrisch am Fahrzeugheck in einer Höhe von circa 3 m angeordnet ist. Beim Scanvorgang wird der Laserstrahl mittels eines mit 6000 U/min rotierenden Oktaederspiegels auf die Fahrbahn abgelenkt. Um Fahrzeugschwankungen auszugleichen, ist ein Inertialsystem bestehend aus Kreisel-, Beschleunigungsund Neigungssensoren eingebaut.

Je Scan werden ca. 800 Messpunkte über eine Querprofilbreite von 4 m erfasst. Unabhängig von der gefahrenen Geschwindigkeit erfolgt dabei die Aufnahme von 800 Querprofilscans pro Sekunde. Diese werden statistisch so aufbereitet, dass je 1 m Fahrstrecke ein horizontbezogenes Querprofil für die weitere Auswertung vorliegt.

Die Charakterisierung der Querebenheit erfolgt unter anderem anhand der Kennwerte „Spurrinnentiefe“ und „Fiktive Wassertiefe“ in den Spurrinnen sowie „Querneigung“.

Erfassung des Oberflächenbildes

Das Bild zeigt das MEFA Erfassung der Querebenheit mit Laserscanner (links) und des Oberflächenbildes mit Zeilenkameras (rechts)

Die Erfassung des Oberflächenbildes erfolgt mit zwei Zeilenkameras mit einer Auflösung von jeweils 2048 Pixel. Sie sind links und rechts am Fahrzeugheck in circa 2,5 m Höhe montiert und nehmen synchron die Fahrbahnoberfläche in Zeilen (1,26 mm x 4,6 m) auf. Um hierbei eine gleichmäßige Ausleuchtung zu erreichen, wird die Fahrbahn im Aufnahmebereich der Zeilenkameras mit einer roten LED-Beleuchtung ausgeleuchtet.

In Fahrtrichtung entsteht so ein theoretisch unendlich langes, 4,6 m breites Abbild der Fahrbahn in 256 Graustufen. Neben dem Oberflächenbild wird ein Farb-Frontbild synchron zum Oberflächenbild aufgenommen. Als „Messwerte“ werden die Oberflächenbilder in einem 10 m-Intervall komprimiert gespeichert.

Anhand der Oberflächenbilder werden die Substanzmerkmale (Oberfläche) für die unmittelbar an der Oberfläche sichtbaren Substanzschäden, wie Risse und Flickstellen für Asphaltbauweisen beziehungsweise Längs-/Querrisse, Kantenschäden und Eckabbrüche für Betonbauweisen, ermittelt.

Fachbetreuung: Maria Schwalbe und Günter Häpp