Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder und Formeln.
1 Ziele der Straßenerhaltung
Für die Straßenerhaltung werden gemeinhin zwei Teilziele definiert, die die verschiedenen Sichtweisen der Straßenerhaltung, einerseits aus der Sicht des Straßenbaulastträgers, andererseits aus der Sicht des Straßennutzers, beinhalten.
Für den Straßenbaulastträger steht die Substanz- und damit die Werterhaltung des Straßennetzes im Vordergrund; das in die Verkehrsflächen investierte Anlagevermögen muss wirtschaftlich erhalten werden.
Für den Straßennutzer steht der Gebrauchswert der Straße im Vordergrund. Dies ist zum einen die Befahrbarkeit, das heißt die Vermeidung unangemessener physischer Beanspruchung der Straßennutzer, der Fahrzeuge und der Nutzlast. Zum anderen spielt die Verkehrssicherheit, das heißt die Vermeidung jeglicher vom Befestigungszustand ausgehender Unfallgefahren für alle Straßennutzer, also auch Fußgänger und Radfahrer, die Hauptrolle.
Daraus ergibt sich naturgemäß ein Zielkonflikt zwischen den Straßennutzern und dem Straßenbaulastträger, der gegebenenfalls noch durch beteiligte Dritte wie z. B. Anwohner ausgeweitet wird. Die Konfliktlösung ist die Managementaufgabe in der Straßenerhaltung. Sämtliche Handlungsentscheidungen müssen rational nach zielbezogenen Kriterien getroffen werden. Damit lassen sich folgende Forderungen an das Managementsystem aufstellen:
- Unter gleichen Rahmenbedingungen muss die Entscheidung stets gleich sein.
- Die finanziellen Mittel müssen dort eingesetzt werden, wo die Wirkung am größten ist; das ist unter Umständen nicht dort, wo die Straße am schlechtesten ist!
- Straßenbau und Straßenerhaltung dienen keinem eigenwirtschaftlichen Selbstzweck. Der Nutzen von Maßnahmen an der Straße lässt sich nur durch Nutzen für die Straßennutzer und Dritte (Fahrkomfort, Reisezeitgewinn, Verkehrssicherheit oder Verbesserung der Umfeldsituation für Dritte) aufzeigen.
- Eine monetäre Bewertung erfolgt für die gesamtwirtschaftliche Betrachtung unter Berücksichtigung der Gesamtkosten für Straßenbaulastträger und Straßennutzer.
- Das Prinzip des ökonomischen Umgangs mit Steuergeldern verlangt auch eine eigenwirtschaftliche Betrachtung beim Straßenbaulastträger.
Mit der oben aufgezeigten Notwendigkeit der gesamt- und eigenwirtschaftlichen Betrachtung ist offensichtlich, dass jede Maßnahmenentscheidung das Ergebnis eines Abwägungsprozesses innerhalb dieser beiden Betrachtungsweisen sein muss.
2 Praxis der Straßenerhaltung
Bild 1: Module der Straßenerhaltung
Der Planungsfall „Straßenerhaltung“ umfasst neben der routinemäßigen Straßenkontrolle vier Maßnahmegruppen:
- Maßnahmegruppe „Betriebliche Einschränkungen“
Hier zu gehören beispielsweise Geschwindigkeits- und Gewichtsbeschränkungen.
- Maßnahmegruppe „Betriebliche Unterhaltung“
Die „Wartung“ der Straße beinhaltet Straßenreinigung und Winterdienst.
- Maßnahmegruppe „Bauliche Unterhaltung“
Hierunter werden insbesondere die akuten Reparaturarbeiten („Flickarbeiten“) zur Aufrechterhaltung oder Wiederherstellung der Verkehrssicherheit verstanden, die in aller Regel im Rahmen der routinemäßigen Straßenbegehung nach den Straßen- und Wegegesetzen der Länder veranlasst werden.
- Maßnahmegruppe „Instandsetzung und Erneuerung“
Mit dieser vierten Maßnahmegruppe beschäftigen sich die „Empfehlungen für das Erhaltungsmanagement von Innerortsstraßen“ (E EMI 2003) [1].
Anhand eines idealisierten Beispielnetzes sollen verschiedene Ansätze der systematischen Straßenerhaltung dargestellt werden. Dieses Beispielnetz wird nach einer Zustandserfassung und -bewertung in vier verschiedenen Farben folgender Bedeutung abgebildet:
Bild 2: Idealisiertes Beispielnetz nach einer Zustandserfassung und -bewertung (Ausgangsnetz)
Mit diesem Beispielnetz werden nun unterschiedliche Szenarien untersucht. Im ersten Szenario wird die Netzveränderung unter der Zielvorgabe „Keine Budgetbegrenzung“ dargestellt. Mit dieser Zielvorgabe wird der technisch notwendige Erhaltungsbedarf unabhängig von
- zur Verfügung stehenden Haushaltsmitteln,
- personellen Kapazitäten zur Umsetzung des Bauprogramms und
- verkehrlicher Umsetzbarkeit
berechnet.
Bild 3: Beispielnetz unter der Zielvorgabe „Keine Budgetbegrenzung“, 1. Bauabschnitt
Bild 4: Beispielnetz unter der Zielvorgabe „Keine Budgetbegrenzung“, 2. Bauabschnitt
Mit diesem Beispiel soll unter anderem verdeutlicht werden, dass es nicht immer sinnvoll ist, zuerst diejenigen Streckenabschnitte zu sanieren, wo der Schwellenwert bereits überschritten ist. Hier ist die Substanz in aller Regel sowieso nicht mehr zu retten, so dass – verkehrssicherer Zustand dort vorausgesetzt – Finanzmittel primär anderen Orts eingesetzt werden sollten, wo weiterer Substanzverlust noch vermieden werden kann.
Es sind auch Zielvorgaben denkbar, die den Netzzustand vorgeben. Im hier dargestellten Beispielnetz soll das Ziel „keine Abschnitte mit überschrittenem Schwellenwert“ erreicht werden. Diese Zielvorgabe ist minimalistisch und nicht werterhaltend orientiert, denn die Länge der Abschnitte mit überschrittenem Warnwert nimmt so drastisch zu. Solche Abschnitte drohen kurzfristig einen noch schlechteren Zustand (mit überschrittenem Schwellenwert) anzunehmen, so dass die Menge an akuten betrieblichen Unterhaltungsmaßnahmen stark zunehmen wird.
Bild 5: Beispielnetz unter vorgegebenem Netzzustand „keine Strecke mit überschrittenem Schwellenwert“
Nicht nur der Netzzustand, auch das Budget kann eine Zielvorgabe sein. Abhängig vom Budget können sich dann auch Netzabschnitte weiter verschlechtern. Hier im Beispiel werden im ersten Bauabschnitt Strecken mit überschrittenem Schwellenwert verbessert, es verschlechtern sich jedoch Straßen, die bisher nur den Warnwert überschritten hatten, weiter. Im zweiten Bauabschnitt werden die Erhaltungsmaßnahmen an Strecken mit überschrittenem Schwellenwert fortgesetzt, es verbleiben jedoch am Ende noch Abschnitte mit überschrittenem Schwellenwert, weil das Budget nicht ausreichend war.
Bild 6: Beispielnetz unter der Vorgabe „festes Budget“,1. Bauabschnitt
Bild 7: Beispielnetz unter der Vorgabe „festes Budget“,2. Bauabschnitt
Mit dem Erscheinen der ersten Arbeitspapiere zu den „Empfehlungen für das Erhaltungsmanagement von Innerortsstraßen“ (E EMI 2003) ist auch im kommunalen Bereich eine Handreichung zur praxisorientierten Umsetzung der systematischen Straßenerhaltung verfügbar. Die Arbeitspapiere der Reihe K – kommunale Belange – sind an die bereits erschienenen Arbeitspapiere zu den RPE-Stra 01 [8] orientiert und werden im Laufe der nächsten Jahre vervollständigt.
Bild 8: Übersicht über die Reihe K der Arbeitspapiere zur Straßenerhaltung
3 Grundlagen für die systematische Straßenerhaltung
3.1 Ordnungssystem und Netzbeschreibung
Am Beginn der Erstellung eines einheitlichen, umkehrbar eindeutigen Ordnungssystems für die systematische Straßenerhaltung steht häufig ein Straßenachsensystem, das in den meisten Kommunen vorhanden ist. Verbreitet ist der Typ des Knoten-Kanten-Systems, bei dem die Straßenachsen eine Folge von durch Knoten verbundenen Kanten sind. Die Bildung und Nummerierung von Netzknoten ist aus dem Außerortsbereich durch die „Anweisung Straßeninformationsbank (ASB)“ [2] hinlänglich bekannt. Außerorts liegen die Netzknoten, verglichen mit ihrer räumlichen Ausdehnung, weit auseinander. Da die Übertragbarkeit der ASB in den kommunalen Bereich nur modifiziert möglich ist und historisch gewachsene, sehr komplexe Knoten schwierig zu modellieren sind, enthält der Unterabschnitt K 1.2 des Arbeitspapiers Nr. 9 [3] detaillierte Hinweise zum Aufbau eines Ordnungssystems, das den Anforderungen für die systematische Straßenerhaltung genügt.
Bild 9: vereinfachte Darstellung der ASB-Strukturelemente [3]
Bild 10: Lage und Orientierung von Netzknoten und -abschnitt innerorts [3]
Bild 11: Darstellung einer von der ASB-Systematik abweichenden Definition von Netzknoten [3]
3.2 Zustandserfassung und -bewertung
Mit der Fortschreibung der „Empfehlungen für das Erhaltungsmanagement von Innerortsstraßen“ (E EMI 2003) wird unter anderem auch eine Entscheidungshilfe für die Art und Weise der Zustandserfassung innerorts erarbeitet werden. Die vielfach bestehende Unsicherheit, ob die Zustandserfassung messtechnisch oder visuell erfolgen soll, ist häufig auf eine unzureichende Kenntnis der Möglichkeiten und Grenzen der beiden Erfassungsmethoden zurückzuführen, da die überwiegende Anzahl der Erfahrungsberichte hierzu aus dem Bereich der Bundesfernstraßen kommt, in dem heute ausschließlich die messtechnische Zustandserfassung Verwendung findet. Zukünftig sollen die E EMI daher einen Leitfaden zur Auswahl des geeigneten Verfahrens enthalten und Hinweise auf die Grenzen der beiden Verfahren, die unter Umständen zu Erfassungsfehlern und in der Folge auch zu einer unzutreffenden Bewertung führen.
Bild 12: Merkmalsgruppen, Zustandsmerkmale, Zustandsindikatoren und bewertungsrelevante Zustandsgrößen der messtechnischen Zustandserfassung [4]
Eine messtechnische Zustandserfassung ist immer dort erforderlich, wo die Gefahren aus dem Straßenverkehr für das Erfassungspersonal zu groß sind. Vor allem trifft dies auf anbaufreie Straßen zu, bei denen vzul größer als 50 km/h ist. Straßen in Kategorien unterhalb der Hauptsammelstraßen sind für eine messtechnische Zustandserfassung weniger geeignet. Dort ist die visuelle Zustandserfassung die Regel, die mit einem 2-Personen-Erfassungsteam mit einer Erfassungsleistung von ca. 1 km pro Stunde angesetzt werden kann, wenn gleichzeitig alle Querschnittselemente erfasst werden. Die Zustandsgrößen werden dabei zweckmäßigerweise gleich in entsprechende hand-held-Computer eingegeben. Eine visuelle Zustandserfassung ist auch bei allen Nebenflächen der messtechnisch erfassten Abschnitte erforderlich, da Nebenflächen bis heute keiner messtechnischen Zustandserfassung zugänglich sind.
Eine Zustandserfassung und -bewertung ist die Grundlage für systematische Straßenerhaltung und kann weder die Straßenbegehung zur Aufrechterhaltung der Verkehrssicherheit ersetzen noch gleichzeitig mit ihr durchgeführt werden. Im Rahmen der Zustandserfassung und -bewertung werden auch keine Einzelschäden erfasst, die unter Umständen aus Gründen der Verkehrssicherheit sofort beseitigt werden müssen. Dies ist der baulichen Unterhaltung vorbehalten.
Mit den Arbeitspapieren zur Vorbereitung und Durchführung der Zustandserfassungen werden die Voraussetzungen für die Leistungen des Auftraggebers und Auftragnehmers zusammengefasst. Bei der messtechnischen Zustandserfassung sind dies insbesondere [4, 5]:
- Überprüfung auf Eindeutigkeit und Übereinstimmung der Netzknoten in der Netzknotenfolgedatei und der Koordinatendatei
- Überprüfung der Netzknotenfolge
- Übereinstimmung der Netzknotenfolgedatei mit der Netzknotenkarte
- Überprüfung der Lage der Netzknoten anhand der Messtischblattnummer und der Koordinaten
- Grobvergleich der Netzabschnittslängen aus der Netzknotenfolgedatei mit der aus den Koordinaten errechneten Distanz zwischen den Netzknoten.
Für die Normierung der aus der Zustandserfassung gewonnenen Zustandsgrößen, das heißt für deren Überführung in dimensionslose Zustandswerte, werden künftig die Funktionsklassen A (Hauptverkehrs-, Verkehrs- und Sammelstraßen) sowie B (Anlieger- und Wohnstraßen) unterschieden, da es sich in der Praxis der kommunalen Straßenerhaltung gezeigt hat, dass an diese beiden Funktionsklassen unterschiedliche Anforderungen gestellt werden und durch die verschiedene Verkehrsbelastung auch andersartige Schadensbilder auftreten. In der Zustandsklasse B sind zumeist keine Spurrinnen vorhanden, in der Zustandsklasse A dagegen selten Ausmagerungen. Für die messtechnische Zustandserfassung wird Abschnittslänge von 10 m vereinbart und so auch Eingang in die Fortschreibung der „Empfehlungen für das Erhaltungsmanagement von Innerortsstraßen“ (E EMI 2003) finden.
Die Zustandswerte werden in thematischen Karten visualisiert, zu Präsentationen werden die Einzelwerte rechnerisch auch noch zu Substanz- bzw. Gebrauchswert und diese beiden dann letztendlich zum Gesamtwert zusammengefasst.
Bild 13: Darstellung normierter 10-m-Abschnitte aus der messtechnischen Zustandserfassung [1]
3.3 Bildung homogener Abschnitte
Aus den normierten 10-m-Abschnitten werden im nächsten Arbeitsschritt größere Abschnitte gebildet, die homogen sind in Bezug auf
- Bauweise,
- Schichtenaufbau,
- Querschnitt,
- Verkehrsbelastung und
- Zustand
Im Rahmen des Prozessablaufes beim Pavement Management System sind bis hierher vier Stufen abgearbeitet:
Bild 14: Prozessablauf im Pavement Management System
3.4 Zustandsprognose
Für eine kurz- bis mittelfristige Prognose wird die Zustandsentwicklung der homogenen Abschnitte mit Hilfe des Verhaltensklassenmodells beschrieben. Eingang finden neben den Ergebnissen der Zustandserfassung und -bewertung auch das Alter und die letzte Erhaltungsmaßnahme. Daher muss die Zustandsprognose nach jeder Zustandserfassung und -bewertung von Neuem durchlaufen werden und die Funktionen der Zustandsentwicklung so angepasst. Das Verfahren einschließlich der notwendigen Algorithmen und Verhaltensfunktionen ist in den RPE-Stra 01, Anhang 15, ausführlich beschrieben.
3.5 Mängelklassenbildung
Für das Pavement Management System werden hinsichtlich der Schadensanalyse vereinfachende Vereinbarungen getroffen. Es werden sowohl vorhandene, das heißt erfasste, Schäden als auch die zukünftige Schadensentwicklung betrachtet. Vordefinierten Schadensbildern werden in diesem Schritt Mängelklassen zugewiesen.
3.6 Maßnahmenauswahl
Erhaltungsmaßnahmen werden in die drei Kategorien Erneuerung (E), Instandsetzung (I) und Bauliche Unterhaltung (U) eingeteilt. In diesem PM-Schritt werden aufeinanderfolgende Erhaltungsmaßnahmen auf Plausibilität geprüft und unsinnige Maßnahmefolgen ausgeschieden. Ferner werden Erhaltungsmaßnahmen durch vorhandene Randbedingungen auf Realisierbarkeit untersucht. Dabei können z. B. vorhandene Höhenbindungen Eingang in die Maßnahmenauswahl finden.
3.7 Optimierung/Priorisierung
Der letzte Schritt des kommunalen Pavement Management Systems liefert eine Zustandsliste, die nach Dringlichkeit der Erhaltungsmaßnahmen gereiht ist. Diese Liste ist ein Überblick über die kurz- und mittelfristig anfallenden Maßnahmen einschließlich der Kosten. Eingang in diese Liste finden auch vom Nutzer fest vorgegebene Maßnahmen oder vordringliche Maßnahmen, beispielsweise zur Aufrechterhaltung der Verkehrssicherheit.
Ebenso wird in diesem Schritt ein mehrjähriges Bauprogramm erstellt. Durch die Strategieauswertung kann für einen Zeitraum von 20 bis 30 Jahren die Zustandsentwicklung des Netzes bei Vorgabe unterschiedlicher Szenarien (Budget- oder Zustandsvorgaben, vergleiche Abschnitt 2) abgeschätzt werden.
Für den Innerortsbereich gibt es nach wie vor kein Pavement Management System. Mit der Fortschreibung der „Empfehlungen für das Erhaltungsmanagement von Innerortsstraßen“ (E EMI 2003) werden daher darin auch die grundlegenden Anforderungen an kommunale Pavement Management Systeme beschrieben werden, so dass die Anwender der E EMI mit diesem Anforderungsprofil gezielt bei Anbietern von Managementsystemen abprüfen können, ob deren System FGSV-konform ist. Wesentlich dabei ist, dass alle Prozessschritte offen und nachvollziehbar sein müssen. Dies gilt besonders für die abschnittsbezogene Verhaltensprognose, mit der die abschnittsspezifische Zustandsentwicklung ohne Durchführung von Erhaltungsmaßnahmen beschrieben wird.
4 DOPPIK
Die Voraussetzungen für die Ermittlung des Anlagevermögens lassen sich mit den folgenden fünf Schritten beschreiben:
- Flächenbildung
- Ordnungssystem
- Zustandserfassung und -bewertung (teilweise in reduziertem Umfang)
- Ermittlung der Herstellungskosten
- Abschreibung zur Ermittlung des aktuellen Werts.
Offensichtlich ist hier die Übereinstimmung der ersten drei Schritte mit den Grundlagen für die systematische Straßenerhaltung. Mit der Ermittlung der Herstellungskosten kann zumeist die Recherche nach den Aufbaudaten der Straße einhergehen, da diese für die Bildung des Substanzwertes erforderlich sind. Die Abschreibung zur Ermittlung des aktuellen Werts folgt kaufmännischen Gesichtspunkten, die auf Grund der föderalen Struktur der Bundesrepublik hier nicht allgemeingültig wiedergegeben werden kann, da sich die Vorschriften von Bundesland zu Bundesland unterscheiden.
Jedoch muss die Einführung der doppischen Buchführung in den Kommunen als Chance begriffen werden, einen Überblick über den Zustand des zweitgrößten Aktivpostens in der Eröffnungsbilanz zu gewinnen, nämlich über die kommunale Straßeninfrastruktur. Nicht zielführend ist, nur aus dem Zwang zur Einführung der Doppik heraus eine einmalige Bewertung des Straßenzustandes zu machen. Viel mehr kann den kommunalen Bauverwaltungen jetzt, gewissermaßen als Nebenprodukt der Doppik, über die Zustandserfassung und -bewertung ein Steuerungsinstrument für die systematische Straßenerhaltung an die Hand gegeben werden.
5 Literaturverzeichnis
- Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Empfehlungen für das Erhaltungsmanagement von Innerortsstraßen (E EMI 2003), Köln, 2003
- Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen: Anweisung Straßeninformationsbank, Teilsystem Netzdaten, Bonn, 1998
- Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Arbeitspapiere zur Systematik der Straßenerhaltung – AP 9, Reihe K: Kommunale Belange, Unterabschnitt K 1.2: Ordnungssystem und Netzbeschreibung für innerörtliche Verkehrsflächen, Köln, 2005
- Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Arbeitspapiere zur Systematik der Straßenerhaltung – AP 9, Reihe K: Kommunale Belange, Unterabschnitt K 2.1 Vorbereitung und Durchführung der messtechnischen Zustandserfassung, Entwurf Februar 2006 (unveröffentlicht)
- Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Arbeitspapiere zur Systematik der Straßenerhaltung – AP 9, Reihe K: Kommunale Belange, Unterabschnitt K 2.2 Vorbereitung und Durchführung der visuellen Zustandserfassung, Köln, 2005
- Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Arbeitspapiere zur Systematik der Straßenerhaltung – AP 9, Reihe K: Kommunale Belange, Unterabschnitt K 2.3 Schadenskatalog für die visuelle und messtechnische Zustandserfassung, Köln, 2005
- Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Arbeitspapiere zur Systematik der Straßenerhaltung – AP 9, Reihe K: Kommunale Belange, Unterabschnitt K 3.1 Zustandsbewertung bei messtechnischer Erfassung, Entwurf Februar 2006 (unveröffentlicht)
- Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Richtlinien für die Planung von Erhaltungsmaßnahmen an Straßenbefestigungen (RPE-Stra 01), Köln, 2001
|