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++.