Simulation of Pavement Surface Runoff using the Depth-Averaged Shallow Water Equations

Große Wassermengen auf der Fahrbahn, verursacht durch abflussschwache Zonen,
sind ein hohes Sicherheitsrisiko für den Straßenverkehr. Weiterhin beeinflussen
sie die Dauerhaftigkeit des Straßenoberbaus, der durch eindringendes Wasser in
Verbindung mit Frost-Tau-Wechseln strukturell stark geschädigt werden kann. Um
bestehende und geplante Straßenabschnitte hinsichtlich ihrer Entwässerungseigenschaften
zu überprüfen und planerische Verbesserungsmöglichkeiten aufzuzeigen,
wird in dieser Arbeit ein Modell entwickelt, das den Wasserabfluss auf Fahrbahnoberflächen
ganzheitlich beschreibt. Dies beinhaltet die zeitabhängige Simulation
des Abflusses auf realen Fahrbahnoberflächen mit irregulärer Topographie
(Unebenheiten) unter Betrachtung unterschiedlicher Fahrbahnbeläge sowie
offener und geschlossener Fahrbahnränder, einschließlich der Entwässerungseinrichtungen.
Die Implementierung des Modells erfolgt in den Open Source Umgebungen
DuMux [43] bzw. DUNE [104] in der Programmiersprache C++.