Aus dem Schadensbild der Straßenoberfläche werden einige der wichtigsten Eingangsgrößen heutiger Pavement-Management-Systeme (PMS) abgeleitet. Die Qualität der Erfassung und Auswertung des Schadensbildes der Straßenoberfläche bestimmt daher in beträchtlichem Maß den möglichen Nutzen eines PMS. Bei der Erfassung des Schadensbildes muss eine frühzeitige Erkennung von Schäden – möglichst schon im Entstehungsstadium – gewährleistet sein. Darüber hinaus muss das Erfassungsverfahren auch eine genaue Quantifizierung der von Schäden betroffenen Flächenanteile ermöglichen. Beim Einsatz auf Bundesautobahnen muss das Aufnahmeverfahren zudem in der Lage sein, die oben genannten Anforderungen auch bei einer Messgeschwindigkeit von 80 km/h sicher zu erfüllen. Derzeit werden dazu Videosysteme, wie das ARGUS-Makrovideosystem, eingesetzt. Es besteht aus mehreren hochauflösenden, untereinander synchronisierten Kameras, ergänzt um 6 Hochleistungsstroboskope, die für scharfe Bilder auch bei hohen Geschwindigkeiten und wechselnden Tageslichtverhältnissen sorgen. Die Qualität der Auswertung wird durch eine umfassende Schulung der Mitarbeiter und eine lückenlose Kontrolle der Auswerteergebnisse durch einen Supervisor sichergestellt. Seitens der Straßenbauverwaltungen wird die Qualität des Verfahrens durch die Forderung nach einer Zulassung des Messsystems durch die BASt und durch Vorschriften zur Auswertung sowie zur Durchführung von Eigenüberwachungen und Kontrollprüfungen unterstützt. Weiterentwicklungen der Aufnahme- und Auswerteverfahren haben eine vollautomatische Auswertung der Schadensbilder durch Computerprogramme zum Ziel. Damit soll eine noch detailliertere Bestimmung des Schadensausmaßes ermöglicht und eine weitere Objektivierung der Schadenstypisierung erreicht werden. 

Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder.

Aus dem Schadensbild der Straßenoberfläche werden einige der wichtigsten Eingangsgrößen heutiger Pavement-Management-Systeme (PMS) abgeleitet. Die Qualität ihrer Erfassung und Auswertung bestimmt daher in beträchtlichem Maß die Zuverlässigkeit der Ergebnisse eines PMS. Nur die frühzeitige Erkennung von Substanzschäden ermöglicht die rechtzeitige Durchführung kostensparender Erhaltungsmaßnahmen. Eine qualitativ hochwertige, objektive und präzise Erfassung des Schadenbildes der Straßenoberfläche ist für das Management der Straßenerhaltung daher von besonderer Bedeutung.

Die Zustandserfassung gliedert sich in die drei Teilprojekte Ebenheit, Griffigkeit und Substanzmerkmale (Oberfläche).

Im Teilprojekt Substanzmerkmale (Oberfläche) werden je nach Bauweise unterschiedliche Schadensmerkmale erfasst. Bei Asphaltbauweise werden Netzrisse, Flickstellen, Einzelrisse, Ausbrüche und Bindemittelanreicherung registriert, bei Betonbauweise Längs-/Querrisse, Kantenschäden, Eckabbrüche, schadhafte Fugenfüllungen, Nester/Abplatzungen und bituminöser Teilersatz. In die Zustandsbewertung gehen von den oben genannten Merkmalen jedoch nur Netzrisse, Flickstellen, Längs-/Querrisse, Kantenschäden und Eckabbrüche ein. Die übrigen Schadensmerkmale gehören zum Informationsblock der Zustandsdaten und wirken sich nicht auf die weitere Bewertung aus.

Auf Grund der großen Bedeutung für das Management der Straßenerhaltung müssen die für die Erfassung der Substanzmerkmale zugelassenen Messsysteme gemäß den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen für Zustandserfassung und -bewertung (ZTV-ZEB) weitreichende Anforderungen erfüllen.

Derzeitige Anforderungen an die Erfassungssysteme gemäß ZTV-ZEB:

• lückenlose film- oder videotechnische Aufnahme in 4,5 m Breite
• variable Messgeschwindigkeit von 0 bis 80 km/h
• sichere Erkennung von Rissen ab 1 mm Breite
• fahrstreifenbezogene Auswertung in einem Raster von 1/3 Fahrstreifenbreite x 1 m bei Asphalt
• plattenbezogene Auswertung bei Beton
• maximale Abweichung der Zustandswerte bei Kontrollprüfungen und Eigenüberwachungen über einen 2 km, langen Abschnitt von einer halben Note.

Ein System, welches die o. g. Anforderungen erfüllt und sich seit 1997 in netzweiten Messkampagnen auf Bundesfernstraßen, Landesstraßen und kommunalen Straßen bewährt hat, ist das ARGUS-Makrovideosystem. Es besteht aus mehreren hochauflösenden, untereinander synchronisierten Makrokameras, ergänzt um 6 Hochleistungsstroboskope, die bei einer Belichtungszeit von 1/60 000 Sekunde für gestochen scharfe Bilder auch bei hohen Geschwindigkeiten und wechselnden Tageslichtverhältnissen sorgen (Bild 1).

Bild 1: ARGUS-Makrovideosystem

Eine zusätzliche Frontvideokamera sorgt für den notwendigen Überblick (Bild 2).

Bild 2: Synchrone Darstellung bei der Auswertung

Aufnahme und Wiedergabe erfolgen synchronisiert (Bild 2) durch computergesteuerte Videorekorder, so dass das Auswertepersonal sich ganz auf die Registrierung der Schäden mit Hilfe einer Spezialtastatur konzentrieren kann. Die Wiedergabegeschwindigkeit ist bei der Auswertung frei wählbar, so dass sie der Schadensdichte optimal angepasst werden kann.

Auf Grund der hohen technischen wie auch personellen Anforderungen an die Erfassung des Schadensbildes der Straßenoberfläche ist eine umfassende und wirksame Qualitätssicherung unerlässlich.

Vertraglich werden auftraggeberseitig folgende Maßnahmen zur Sicherstellung der Qualität gefordert:

• Zulassung des Messsystems im Rahmen jährlicher Eignungsprüfungen durch die Bundesanstalt für Straßenwesen
• regelmäßige Eigenüberwachung durch Wiederholungsauswertungen
• Kontrollprüfungen durch die Bundesanstalt für Straßenwesen
• Plausibilitätsprüfungen der Ergebnisse durch den Auftragnehmer des Teilprojektes Zustandsbewertung/Qualitätssicherung.

Diese können naturgemäß nur den äußeren Rahmen des Qualitätssicherungssystems bilden. Darüber hinaus muss der Auftragnehmer weitere Maßnahmen ergreifen, die das innere Gerüst der Qualitätssicherung ausmachen. Dazu zählen während der Aufnahme:

• laufende Überwachung aller Kamerabilder während der Befahrung
• ständige Kontrolle des Zustands der computergesteuerten Videorekorder und aller Steuereinheiten durch elektronische Überwachungsschaltungen
• Plausibilitatsprüfungen aller zusätzlichen Daten (wie z. B. Tastatureingaben, Messweglängen, GPS-Positionen, Video-Timecodes) durch die Erfassungssoftware bereits während der Befahrung

und bei der Auswertung:

• intensive Schulung des Auswertepersonals mit Hilfe umfangreicher und laufend aktualisierter Schulungsunterlagen
• Plausibilitätsprüfung aller eingegebenen Daten durch die Auswertesoftware
• ständige Anwesenheit eines Supervisors während der Auswertungen
• zusätzliche lückenlose Kontrolle der Erstauswertungen durch einen Supervisor
• Überprüfung der Messdatenzuordnung mittels Positionsdaten des Satellitennavigationssystems (DGPS).

Eine Zertifizierung des Auftragnehmers nach DIN EN ISO 9001 bietet dem Auftraggeber zusätzlich die Gewähr, dass der Auftragnehmer über eine umfassende interne Qualitätssicherung verfügt und ihm deren Bedeutung bewusst ist.

Eine weitere Verbesserung der Qualität der Schadensbilderfassung und eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit versprechen die Weiterentwicklung der Aufnahme- und Auswertetechnik durch Entwicklung von Algorithmen und Verfahren zur vollautomatischen Bildauswertung von Oberflächenschäden.