Kfz-Beleuchtung und die Reflexionseigenschaften von Fahrbahnbeläge, Fahrbahnmarkierung und Bordsteine

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1 Kfz-Beleuchtung und die Reflexionseigenschaften von Fahrbahnbeläge, Fahrbahnmarkierung und Bordsteine 1. Einleitung und Grundlagen Die Reflexionseigenschaften von Fahrbahnbeläge bestimmen wichtig die Leuchtdichte und ihre Gleichmäßigkeit der gezielten Fahrbahnausleuchtung. Für die Berechnung von Leuchtdichten ist das Qo-CIE 66 Verfahren der ortsfester Straßenbeleuchtung nicht zu benutzen weil die Geometrie hier nicht reicht für Kfz-Beleuchtung. Mit einem klassischem Laborgoniophotometer ist diese Geometrie nicht möglich. Eine Annäherung für die Rückwartsreflexion wird erreicht mit dem Leuchtdichtekoeffizient bei Retroreflexion Rl [mcd m-2 lx-1] - Nachtsichtbarkeit genannt gemäß DIN-EN Anforderungen an Markierungen auf Straßen (spezifische Rückstrahlwert). Mit diesem Verfahren gibt es verschiedene geprüften und zertifizierten Messgeräte. Abb. 1: Geometrisch-lichttechnische Zusammenhänge im nächtlichen Kfz-Verkehr nach CIE 66 1

2 Mit: O: Beobachter vom Standort O mit Höhe Ho H: Kfz-Scheinwerfer mit Höhe Hh Do: Abstand horizontal der Beobachter zum Punkt P Dh: Abstand horizontal der Scheinwerfer zum Punkt P α: Beobachtungswinkel ε: Lichteinfallswinkel β: Winkel zwischen den Ebenen von Lichteinfall und Beobachtung Mit dem Rl Verfahren aus DIN-EN 1436 wird die Geometrie vereinfacht durch den Winkel β auf 180 fest zu setzen. Abb. 2: Geometrie Rl nach DIN-EN 1436 für Kfz-Beleuchtung Die Formel von Rl lautet: L Rl = (1) L = Rl * Ev (2) Ev Rl: Leuchtdichtekoeffizient bei Retroreflexion [mcd m-2 lx-1] L: Leuchtdichte [mcd m-2] Ev: Verticale Beleuchtungsstärke zum Lichteinfall [lux] 2. Messungen Seit 2009 sind in den Niederlande insitu Messungen durchgeführt worden von Rl Werten mit verschiedenen zertifizierten Messgeräten. Das Programm läuft bis zum Ende

3 Abb. 3: Beispiel eine insitu Messung Rl (Handgerät) nach Light Surface Control Trockne oder nasse Umstände werden hierbei gemessen mit einem Elektronik Feuchtemesser im Bereich von 5 bis 80 Digit zwischen einem trockenem Zustand und Inundation. Abb. 4: Beispiel eine Messung von einem befeuchteten Asphaltbelag Die Ergebnisse der Messungen zeigt die Tabelle 1. Beläge Trocken / Naß Retroreflexion Rl [mcd m-2 lx-1] Offenporiger Asphalt - ZOAB- NL Trocken 2 bis 5 Dunkele Asphaltbeläge - SMA - AC Trocken 4 bis 11 Helle Asphaltbeläge Trocken 12 bis 23 Stark aufgehellte Asphaltbeläge Trocken 30 bis 46 Markierung thermoplast neu - Glasperlen Trocken 315 bis 420 Markierung thermoplast Praxis - Trocken 100 bis 200 Glasperlen Bordsteine standard Beton grau Trocken 16 bis 25 Bordsteine standard Beton grau Naß 5 bis 7 Helle Bordsteine weiß - Untersuchung Trocken 56 bis 65 Helle Bordsteine weiß - Untersuchung Naß 36 bis 43 Tabel 1: Ergebnisse von Rl Messungen seit 2009 in die Niederlande nach Light Surface Control 3

4 Vorläufige Ergebnisse von den Messungen: 1. Die Messungen geben kleine Abweichungen für Rl mit verschiedene zertifizierte Messgeräte nach DIN-EN Es gibt einen positive Korrelation zwischen der Texturtiefe und Rl Wert 3. Stark aufgehellte Asphaltbeläge geben im Vergleich mit dunkele Beläge SMA-AC ein ca. 3- bis 12-fache höhere Rl Wert. Im Vergleich gibt die Formel (2) einen Leuchtdichte von ca. 0,1 cd m-2 für dunkele Beläge und ca. 1,6 cd m-2 für stark aufgehellte Beläge. Diese Leuchtdichten sind berechnet bei 35 Lux (Ev) Abblendlicht 30 Meter vor den Fahrer 4. Standard Bordsteine aus grau Beton können bei Nässe nahezu unsichtbar werden 5. Für helle Bordsteine werden weitere Untersuchungen durchgeführt. Helle Bordsteine geben neue Möglichkeiten für optische führung in konflikt zonen. Abb 5: Untersuchung im Praxis helle Bordsteine optimalisiert für Kfz-Beleuchtung Abbildung nach Kijlstra Beton NL Was bedeutet die Rl Werte im nächtlichen Verkehr? Die Bedeutung im Praxis von den Rl Werten im nächtlichen Verkehr ohne ortsfester Straßenbeleuchtung. 4

5 Abb. 6a - Dunkele Asphaltbelag - Rl ~ 9 mcd.m-2.lx-1 - Abbildung nach Coldmix EAB - NL Abb. 6b - Aufgehellte Asphaltbelag Rl ~ 20 mcd.m-2.lx-1 Abbildung nach Coldmix EAB - NL

6 4. Weitere Arbeitsschritte 1. Insitu Messungen Rl mit dynamischem Retroreflectomesser von Fahrbahnbeläge. 2. Insitu Messungen Rl von Markierungen zum beispiel 3M Stamark 3. Insitu Messungen und Optimalisierung helle Bordsteine für Kfz- Beleuchtung 4. Untersuchung und optimalisierung der Textur von Fahrbahnbeläge. 5. Literaturnachweis CIE 66 Road Surfaces and Lighting CIE 144 Road surface and roadmarking reflection characteristics CIE DS 017 International Lighting Vocabulary EN 1436 Road marking materials Ing. Dirk Hetebrij, Light Surface Control, Buiswater 20, NL-3991 MZ Houten Die Niederlande - dhetebrij@lightsurfacecontrol.nl Tel.: