In Deutschland wird seit 15 Jahren der Zustand der Bundesfernstraßen systematisch erfasst und bewertet. Damit ist die Grundlage für die Schaffung eines Pavement Management Systems (PMS) im Außerortsbereich vorhanden. Obgleich die Länge des Gemeindestraßennetzes das 1,7-fache des klassifizierten Netzes beträgt, sind im kommunalen Bereich wenige systematische Ansätze der Straßenerhaltung zu finden. Außerdem gibt es zwischen den Kommunen, die begonnen haben, ein PMS aufzubauen, große Unterschiede, da einheitliche Vorgaben und Standards bisher fehlten. Die Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen hat die „Empfehlungen für das Erhaltungsmanagement von Innerortsstraßen” erarbeitet und damit den Kommunen erstmals einen Leitfaden für einen einheitlichen, vergleichbaren Aufbau von PMS und damit zur systematischen Erhaltungsplanung zur Verfügung gestellt. Anhand dieser Empfehlungen können kommunale Straßenbaulastträger ihr bisheriges Vorgehen bei der Straßenunterhaltung analysieren und davon ausgehend Schritte für die Einführung eines PMS festlegen. Mindestanforderungen an solche Systeme werden darin ebenso definiert wie Grenzwerte, bei denen der Unterhaltungspflichtige Maßnahmen zur Verbesserung des Zustandes der Straßenbefestigung einleiten muss. Die netzweite Bedarfsplanung soll den Nutzer des PMS in die Lage versetzen, den technisch notwendigen Erhaltungsbedarf mit den vorhandenen Budgetrestriktionen abzustimmen und so zu einer Optimierung und Priorisierung der Erhaltungsmaßnahmen zu kommen. Damit wird das primäre Ziel der systematischen Straßenerhaltung verfolgt, einem zunehmenden Substanzverlust und damit einem Verlust des Anlagevermögens der Kommunen entgegen zu wirken. Ist die systematische Straßenerhaltung außerorts im Wesentlichen auf die Fahrbahnbefestigung beschränkt, haben Kommunen nicht nur Gleisanlagen und Nebenflächen wie z.B. Rad- und Gehwege, Park- und ausgedehnte Stadtplätze zu berücksichtigen, sondern auch die Unterhaltung der in den Verkehrsflächen verlegten leitungsgebundenen Infrastruktur oder zumindest die Auswirkungen deren Unterhaltung auf die Straßenbefestigung. Ziel muss es daher sein, auch Bau, Unterhaltung, Instandsetzung und Erneuerung von Kanälen, Rohrnetzen und Kabeln in ein kommunales PMS einzubeziehen. Nicht auch, sondern gerade im kommunalen Bereich ist daher die Einführung eines Asset Management Systems unter Einbeziehung aller Bauwerke und Bauteile des Verkehrsweges notwendig.

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

1 Einleitung

Methoden zur systematischen Straßenerhaltung auf den Bundesfernstraßen existieren nunmehr seit ca. fünfzehn Jahren. Unter der Richtlinienkompetenz des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen sind detaillierte Handlungsanweisungen zur Zustandserfassung und -bewertung eingeführt worden, mit Hilfe derer die Auftragsverwaltungen des Bundes in die Lage versetzt werden, ihre Unterhaltungsaufwendungen auf Netzebene zeitlich und örtlich zu optimieren. Ein Pavement Management System erlaubt den Länderstraßenverwaltungen, mit geringem Aufwand DV-gestützt verschiedene Erhaltungsprogramme durchzurechnen und so ihre Strategie auf wechselnde Randbedingungen wie finanzielle Restriktionen oder Forderungen aus dem Baustellenmanagement abzustimmen. Die Einführung der RPE-Stra 01 [1] mit den zugehörigen Arbeitspapieren AP 9 (Reihen M, V, A und R) [2] waren auf dem Außerortssektor der systematischen Straßenerhaltung wegweisend.

Dieses detaillierte Regelwerk für die systematische Straßenerhaltung erging mittels Einführungserlass des BMVBW für lediglich 9 % der Länge des deutschen Straßennetzes von ca. 620 000 km, nämlich für die 2 % Bundesautobahnen (ca. 12 000 km) und 7 % Bundesstraßen (ca. 41 000 km) (Bild 1). Für die große Mehrheit der Netzlänge, nämlich die 62 % Gemeindestraßen (ca. 395 000 km), gab es bis zum Jahre 2003 keinerlei auf den kommunalen Straßenbau abgestimmte Handlungsanweisung.

Bild 1: Verteilung der verschiedenen Straßenkategorien in der Bundesrepublik Deutschland (Stand: 2002)

2 Die „Empfehlungen für die Erhaltung von Innerortsstraßen“ (E EMI 2003)

Erst 2003 erschienen die von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen erarbeiteten E EMI [3]. Sie gaben den Kommunen, die zu dieser Zeit teilweise schon intensiv mit der Konzeption eigener Managementsysteme zur Straßenerhaltung befasst waren, einen Leitfaden an die Hand, um einerseits die möglicherweise von ihnen beauftragten Ingenieurbüros auf einen einheitlichen Standard verpflichten zu können und andererseits auch selbst entwickelte Systeme auf ihre Vergleichbarkeit mit anderen Kommunen überprüfen zu können. Weiterhin soll mit den E EMI 2003 natürlich auch Kommunen, die möglicherweise noch nicht zu einer Systematisierung ihrer Straßenerhaltung gefunden haben, der Weg dorthin aufgezeigt werden. Dieser durch die E EMI 2003 definierte Standard ist allerdings im kommunalen Bereich fakultativ, da der BMVBW nicht über die erforderliche Richtlinienkompetenz verfügt, diese Empfehlungen im kommunalen Bereich verbindlich einführen zu können.

Eine neue Dimension gewinnt die Zustandserfassung und -bewertung im Rahmen der systematischen Straßenerhaltung durch die nun bereits vielfach geforderte Eröffnungsbilanz für die neue Haushaltsführung in Kommunen („Doppik“). Zahlreiche Gemeinden sind bereits mit einem festen Zeithorizont verpflichtet, ihr Anlagevermögen zu bewerten, andere stehen kurz davor. Eine zügige Bearbeitung der zu den E EMI 2003 gehörigen Arbeitspapiere soll alle Kommunen in die Lage versetzen, kurzfristig eine Bewertung ihres Anlagevermögens in Form von Verkehrsanlagen nach einem einheitlichen Standard vornehmen zu können.

2.1 Systematik kommunaler Straßenerhaltung

Die E EMI 2003 selbst sind bewusst kurz und übersichtlich gehalten, um in allen Arten von Kommunen einen Einstieg in die systematische Straßenerhaltung anbieten zu können. Die Kommune mit 20 000 Einwohnern muss sich genauso wiederfinden, wie die Großstadt mit über 1 Mio. Einwohnern, wobei das methodische Vorgehen bei beiden Kommunen gleich sein kann, nur die Mittel hierzu unterschiedlich sind. Ist in Klein- und Mittelstädten noch eine ausschließlich visuelle Zustandserfassung möglich, so müssen Großstädte zwangsläufig zumindest auf Hauptverkehrsstraßen schnellfahrende automatische Messsysteme einsetzen, nicht zuletzt, um auch eine wirtschaftliche Erfassung des Zustandes der Straßenbefestigung gewährleisten zu können. Die individuelle Vorgehensweise wird in den zugehörigen Arbeitspapieren dargestellt.

Tabelle 1: Übersicht überdie Arbeitspapiere zu den E EMI 2003

Die E EMI 2003 gelten nur für einen Teilbereich der Straßenerhaltung. Lediglich Instandsetzungs- und Erneuerungsmaßnahmen lassen sich mit diesem Regelwerk systematisieren (Bild 2). Weitere Maßnahmen sind entweder der baulichen Unterhaltung oder dem Straßenbetrieb zuzuordnen und entziehen sich einer systematischen Planung: Unfallgefahren beseitigen, wie z. B. Schlaglöcher flicken, sind spontan erforderliche Maßnahmen der baulichen Unterhaltung und können weder vorhergesehen noch in einen Instandhaltungszyklus oder ein Baustellenmanagementsystem einbezogen werden.

Bild 2: Gliederung der Straßenerhaltung

Auch hinsichtlich der berücksichtigten Bestandteile der Straßenverkehrsanlagen gibt es in den E EMI 2003 Restriktionen. Nur die Befestigung der Fahrbahnen und Nebenflächen ist einer Systematisierung mit Hilfe der E EMI 2003 zugänglich (Bild 3). Gerade im kommunalen Bereich ist dies aber nicht ausreichend, denn in der Regel sind die Straßen auch Trassen der leitungsgebundenen Infrastruktur und der Kanäle, sie dienen dem schienengebundenen ÖPNV in der Form straßenbündiger Gleiskörper und benötigen Ingenieurbauwerke, die möglicherweise mit einem anderen Managementsystem erhalten werden.

Bild 3: Bestandteile von Verkehrsanlagen [1]

2.2 Besonderheiten kommunaler Straßenerhaltung

Die Funktion der Straße ist also im kommunalen Bereich wesentlich vielfältiger als im Außerortsbereich und mit den Anforderungen von verkehrsfremder Seite gehen in aller Regel Beeinträchtigungen des Straßenkörpers einher, die den Substanz- und damit zuletzt auch den Gebrauchswert mindern.

Ausgedehnte Kabelnetze der Energieversorgung und der Telekommunikation ziehen bei jeder Kabelstörung einen Aufbruch nach sich, der eine Schwächung des gebundenen Oberbaues bedeutet (Bild 4).

Bild 4: Hoch-, Mittel- und Niederspannungskabel, Telekommunikationskabel verschiedener Betreiber und Steuerkabel für Lichtsignalanlagen benutzen ebenfalls Verkehrswege und treten nur beim Bau und bei Störungen zu Tage

Kommunale Kanalnetze sind mittlerweile zum Teil bis zu 100 Jahre alt und erfordern ebenfalls einen hohen Instandsetzungsaufwand. Sie treten durch Kontrollschächte an der Straßenoberfläche in Erscheinung. Wie jedes andere Einbauteil in der Straßendecke sind diese Schächte eine Störung des homogenen Aufbaues; Imperfektionen bei der Verdichtung um diese Schächte herum ebenso wie um Schieber- und Hydrantengestänge und andere Armaturen von Rohrnetzen sind potenzielle Schwachstellen, die durch klaffende Fugen, Risse und Absenkungen Ausgangspunkte für schwere Schäden an der Straßenbefestigung sind (Bild 5). Im kommunalen Straßenbau sollte daher leitungsgebundene Infrastruktur tunlichst in Nebenflächen untergebracht werden, zunächst um eine möglichst homogene, dichte Straßenoberfläche herstellen zu können, weiterhin aber auch, um die zwangsläufig erforderlichen Aufbrüche außerhalb des fließenden Kfz-Verkehrs vornehmen zu können und so baustellenbedingten Verkehrsbehinderungen vorzubeugen. Ferner sind Nebenflächen häufig mit Platten oder Pflaster befestigt, womit sich Aufbrüche leichter ohne eine bleibende Schädigung der Oberfläche schließen lassen.

Bild 5: Einbauteile als Ausgangspunkt für schwere Schäden an der Straßenbefestigung

Parallellaufende Verkehrswege anderer Verkehrsträger, wie z. B. der schienengebundene ÖPNV (Bild 6), haben eigene Instandhaltungszyklen und -programme. Im Sinne der systematischen Straßenerhaltung ist es zwingend, diese zu berücksichtigen. Diese Beispiele sollen zeigen, dass streng genommen im kommunalen Bereich ein Pavement Management System überhaupt nicht ausreichend ist, sondern ein Asset Management unter Berücksichtigung aller Anlagenteile der Straße einschließlich der fremden Anlagen dringend erforderlich ist.

Bild 6: Straßenbündiger Gleiskörper, Mitbenutzung durch Kfz-Verkehr

3 Aufbau und Inhalt der E EMI 2003

Die E EMI 2003 sind stufenweise aufgebaut, wobei jede Stufe für sich verwertbare Ergebnisse liefert. Der Arbeitsaufwand und die Anforderungen an die zugrunde liegenden Daten steigern sich von Stufe zu Stufe.

3.1 Stufe I: Erfassung und Bewertung des aktuellen Zustandes

Die erste Stufe der systematischen Straßenerfassung ist die Zustandserfassung und -bewertung (ZEB). Kommunal werden in der Regel die Merkmale

• Spurrinnentiefe
• Längsebenheit
• Risse und Flickstellen
• sonstige Oberflächenschäden
• Zustand Bord/Rinne

erfasst. Das Ergebnis der Zustandserfassung, gleich ob messtechnisch oder visuell, sind mit physikalischen Größen behaftete Messwerte. Durch Normierung müssen diese in dimensionslose Zustandswerte überführt werden. Die Normierung erfolgt mit Standardfunktionen (Beispiel im Bild 7).

Bild 7: Mit einer gemessenen Spurrinnentiefe (Abszisse) von 24 mm wird ein normierter Zustandswert von 4,0 (Ablesung auf der Ordinate) erreicht [3]

Im kommunalen Bereich liegen keine allgemein gültigen Normierungsfunktionen wie für die Bundesfernstraßen vor. Die E EMI 2003 enthalten zwar ein Beispiel, das jedoch jede Kommune auf seine Brauchbarkeit untersuchen muss: Führen die in den E EMI 2003 genannten Normierungsfunktionen dazu, dass das Gesamtnetz oder große Teile davon in einem Bereich jenseits des Schwellenwertes liegen, so müssen die Normierungsfunktionen zwangsläufig angepasst werden. Eine solche Darstellung wäre nämlich nicht hilfreich, sondern schlechterdings, selbst unbegrenzte Erhaltungsmittel vorausgesetzt, nicht umsetzbar, weder vom Baustellenmanagement noch vom Personal des Straßenbaulastträgers her.

Als Ergebnis der ersten Stufe liegen Zustandskarten des erfassten Netzes vor, die einen ersten Überblick über den Handlungsbedarf im Netz insgesamt und dessen örtliche Verteilung liefern (Bild 8).

Bild 8: Darstellung der Zustandswerte in einer thematischen Karte [3]

3.2 Stufe II: Bedarfsplanung

Mit den E EMI 2003 liegen zwei verschiedene Verfahren vor, um den Finanzbedarf der Straßenerhaltung zu ermitteln.

Das abschnittsbezogene Verfahren stellt hohe Anforderungen an den zugrunde liegenden Datenbestand und verlangt in jedem Falle eine DV-gestützte Bearbeitung. Für dieses Verfahren sind die einzelnen bewerteten Abschnitte der messtechnischen oder visuellen Zustandserfassung, die innerorts in der Regel eine Länge von 25 m umfassen, zu homogenen Abschnitten zusammenzufassen. Homogenität muss im Hinblick auf Schichtenaufbau, Bauweise, Querschnittsdaten und Verkehrsbelastung gegeben sein. Mit diesem Schritt werden aus den erfassungstechnisch notwendigen kleinen Einheiten größere gebildet. Die so gebildeten größeren Abschnitte werden in ihrem Zustandsverhalten prognostiziert. Ferner müssen in diesem Schritt mögliche Erhaltungsmaßnahmearten, ihre Kosten und Möglichkeiten ihrer Anwendung definiert werden. Auf Basis der gebildeten homogenen Abschnitte und der zugeordneten Erhaltungsmaßnahmearten lässt sich bei Festlegung der jeweiligen Erhaltungsstrategie (z. B. präventive, substanzsteigernde Strategie, Substanz- oder Gebrauchswerterhaltung) der Erhaltungsbedarf abschätzen. Als Ergebnis der zweiten Stufe der Erhaltungsplanung liegen somit die Vorschläge zu Erhaltungsmaßnahmen in einem definierten Planungszeitraum für die homogenen Abschnitte vor. Über eine Summation der Flächen oder Längen der Abschnitte ist auch eine Ermittlung der monetären Werte für die Maßnahmen möglich.

Unter Verweis auf das im FGSV-Arbeitspapier „Hinweise zur Durchführung einer Finanzbedarfsprognose auf der Grundlage von Bestandsdaten“ [4] beschriebene „Strategiemodellverfahren“ lässt sich dieses Ergebnis auf andere Weise ebenfalls mit Hilfe des dargestellten globalen Verfahrens erzielen.

3.3 Stufe III: Dringlichkeitsreihung und Erhaltungsprogramm

Die Stufe II liefert als Ergebnis den technisch notwendigen Erhaltungsbedarf bei unbegrenztem Budget. In der Praxis wird es jedoch immer erforderlich sein, auf Budgetrestriktionen Rücksicht zu nehmen und daher zu einer Priorisierung der Erhaltungsmaßnahmen zu kommen. Zunächst ist für die Reihung der Erhaltungsmaßnahmen auf Netzebene die Wahl einer Erhaltungsstrategie vorzunehmen. Dabei kommen technische (z. B. Verbesserung des Substanzwertes), funktionale (z. B. Verstärkung unterbemessener, aber verkehrlich bedeutender Abschnitte), finanzielle (z. B. Budgetrestriktionen) oder baubetriebliche (z. B. Bildung längerer Bauabschnitte) Gesichtspunkte zum Tragen. Ebenso sind an dieser Stelle die Fremdeinflüsse und damit die fest vorgegebenen Maßnahmen zu berücksichtigen. Insbesondere im kommunalen Bereich sind diese mannigfaltig, z. B. vorgesehene Kanal- oder Leitungsauswechslungen oder Arbeiten an straßenbündigen Gleiskörpern. Vordringlich sind dagegen Erhaltungsmaßnahmen für Streckenabschnitte, bei denen auf Grund von Zustand der Straßenbefestigung und Unfallgeschehen Maßnahmen kurzfristig eingeleitet werden müssen. Dazu kommen weitere kommunalspezifische Aspekte der Priorisierung wie z. B. Nutzung von Straßen durch den ÖPNV, die angrenzende Bebauung oder der vorhandene Ausbauzustand einer Straße.

Damit liefert die Stufe III ein mittelfristiges Erhaltungsprogramm für einen Planungshorizont von ca. fünf Jahren. In diesem Erhaltungsprogramm wird die Dringlichkeitsreihung von Erhaltungsmaßnahmen auf Grund der Zustandserfassung und -bewertung des aktuellen Zustandes der Straßenbefestigung, anderer terminlich fest vorgegebener Baumaßnahmen, die nicht aus dem Straßenzustand resultieren und vordringlich umzusetzender Maßnahmen aus Gründen der Verkehrssicherheit berücksichtigt.

Literaturverzeichnis

1. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2001): Richtlinien für die Planung von Erhaltungsmaßnahmen an Straßenbefestigungen, Ausgabe 2001 (RPE-Stra 01), Köln
2. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2001): Arbeitspapiere zur Systematik der Straßenerhaltung, AP 9, Reihen M, V, A, R, Köln
3. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (2003): Empfehlungen für das Erhaltungsmanagement von Innerortsstraßen, Ausgabe 2003 (E EMI 2003), Köln
4. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (1990): Arbeitspapiere zur Systematik der Straßenerhaltung, AP 9, Abschnitt F 1, Köln