Abschätzung des Restwerts im PMS am Ende des Bewertungszeitraums

Inhalt des Projektes am Institut für Verkehr und Infrastruktur (IVI) der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft in Zusammenarbeit mit der TU Dresden, Prof. Wellner, dem IB Krause und der Heller Ingenieurgesellschaft mbH war die Überprüfung der Möglichkeiten zur netzweiten Ermittlung von (Rest-) Nutzungsdauern bei Asphaltbauweisen auf Bundesfernstraßen. Unter dem Begriff Bundesfernstraßen werden nach dem Bundesfernstraßengesetz Bundesautobahnen und Bundesstraßen zusammengefasst. Im Jahr 2017 setzte sich das Bundesfernstraßennetz aus 13.009 Kilometern Bundesautobahnen und 38.000 Kilometern Bundesstraßen zusammen. Obwohl das Bundesfernstraßennetz nur rund 4,5 % des gesamten deutschen öffentlichen Straßennetzes ausmacht, wurden im Jahr 2017 darüber knapp 50 % der gesamten Fahrleistung abgewickelt. Dabei ist das Bundesfernstraßennetz gerade durch den anwachsenden Güterverkehr hochbelastet. Damit das bestehende Straßennetz auch in Zukunft für den Verkehr zur Verfügung steht und ohne große Einschränkungen genutzt werden kann, ist es notwendig zielgerichtet Erhaltungsmaßnahmen auf strategischer Ebene zu planen und dann objektbezogen durchzuführen.

Als Grundlage für die Planung zukünftiger Erhaltungsmaßnahmen an Bundesfernstraßen dienen die Ergebnisse aus regelmäßig durchgeführten Zustandserfassungen und -bewertungen (ZEB). Aus diesen ZEB ist bekannt, dass die Substanz der Fahrbahnen sich in den letzten Jahren signifikant verschlechtert hat, soweit dies an der Oberfläche erkennbar ist. Unter dem Bergiff Substanz wird aber in diesem Fall die Fähigkeit eines Fahrbahnaufbaus, die Verkehrsbelastungen über einen besteimmten Zeitraum schadensfrei zu ertragen, verstanden. Derzeit basiert im Erhaltungsmanagement die Substanzbewertung auf den Ergebnissen der ZEB (Oberfläche) sowie dem Arbeitspapier 9/S (AP 9/S) für die Substanz des Aufbaus. Eine wesentliche Grundaufgabenstellung des Erhaltungsmanagements ist es auf dieser Datenbasis Erhaltungsbedarfsprognosen zu generieren, welche wiederrum die Grundlage für die strategische Zuweisung von Haushaltsmitteln bilden. In weiteren Schritten lassen sich aus den Ergebnissen der Erhaltungsbedarfsprognose grundsätzlich Erhaltungsprogramme ableiten.

Der zuvor dargestellte Ansatz zur netzweiten Bewertung der vorhandenen Substanz wird als ökonomischer, jedoch nicht als ingenieurtechnischer Ansatz betrachtet, weshalb der Ansatz als unzulänglich für die Bewertung der strukturellen Substanz einer Straßenbefestigung angesehen wird. Hintergrund ist, dass die nach dem AP 9/S durchgeführte Bewertung der Substanz lediglich auf Daten des Befestigungsaufbaus (Schichtart, Schichtdecke, Baujahr, Verformungsmodul der obersten ungebundenen Schicht) und der Verkehrsbelastung basiert. Das Ergebnis ist eine standardisierte Abschätzung, die auf Grund der geringen Datenanforderung netzweit angewendet werden kann. Zwischenzeitlich liegen jedoch die "Richtlinien zur Bewertung der strutkurellen Substanz des Oberbaus von Verkehrsflächen in Asphaltbauweisen" (RSO Asphalt) im Entwurf vor. Mit Hilfe dieser Richtlinien soll es künftig möglich sein, die Substanz von Straßenbefestigungen auf Grundlage detaillierter Daten zum Befestigungsaufbau, der Verkehrsbelastung, den klimatischen Bedingungen und realen Materialkennwerten zu bewerten. Durch den künftigen Ersatz des AP 9/S durch die RSO Asphalt, ist eine Qualitätserhöhung im Bereich der Ergebnisse der rechnergestützten Erhaltungsplanung zu erwarten. Dadurch kann der Straßenzustand langfristig durch den zielgerichteten und wirtschaftlichen Einsatz der verfügbaren Erhaltungsmittel verbessert werden.

Das Verfahren nach den RSO Asphalt ist bislang lediglich zur Anwednung auf einzelnen Abschnitten geeignet, da dazu exakte Materialparameter, bei Asphaltbauweisen beispielsweise eine Temperatur-Steifigkeit-Funktion und eine Ermüdungsfunktion, anhand von Bohrkernen ermittelt werden müssen. Für eine netzweite Betrachtung ist es unrealistisch, Beprobungen auf den ca. 51.000 Kilometern der Bundesfernstraßen durchzuführen und zu untersuchen. Die derzeitige Möglichkeit, eine realistische Aussage über den Zustand der Straßenbefestigung zu treffen, ist nur auf Grundlage des Oberflächenzustandes möglich, also dann, wenn Schäden wie beispielsweise Risse, Schlaglöcher oder Ausbrüche auftreten. Bestehen jedoch bereits solche Schäden, ist es zu spät, um ökonomisch, ökologisch und nutzergerecht Erhaltungsmaßnahmen planen zu können. Daher war ein Ziel des im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) durchgeführten F&E-Projektes, als Grundlage für das Verfahren nach den RSO Asphalt "allgemeingültige Materialeigenschaften" aus einer Vielzahl von bundesweiten Untersuchungen zu ermitteln. Auf Grundlage dieser "allgemeingültigen Materialeigenschaften" wurden für ein Analysenetz aus rund 500 Abschnitten Berechnungen von (Rest-)Nutzungsdauern druchgeführt und mit den nach dem AP 9/S berechneten Ergebnissen verglichen. Außerdem wurde aufgezeigt, wie das derzeit innerhalb des PMS angewendete AP 9/S-Verfahren durch das RSO-Verfahren ersetzt werden kann.

 

Bearbeitungszeitraum: 2017 bis 2019

 

Ein Projekt im Auftrag der