Durchführung des Rechenlaufs
Für die Durchführung des Testrechenlaufs der Weiterentwicklung ist das Vorhandensein der notwendigen Eingangsdaten und der relevanten Modellvorgaben in einer für die Testumgebung lesbaren Form notwendig. Um dies zu gewährleisten, ist unter anderem die Aufbereitung der Daten sowie das Vorhalten der Grundlagen (Grundlagen der Straßenerhaltung; Grundlagen zur Bewertung umweltrelevanter Aspekte) in einer für die Testumgebung lesbaren Form notwendig. Dies wird im vorliegenden Fall dadurch gelöst, dass alle relevanten Daten in die Testumgebung integriert werden.
Ergebnisse und Ergebnisinterpretation
Als Ergebnisse der Datenaufbereitung steht in der Testumgebung eine Tabelle mit 1.314 Erhaltungsabschnitten sowie der Zuordnung der jeweils relevanten Mängelklasse zur Verfügung (vgl. Abbildung 1). Auf Grundlage dieser Tabelle finden alle Berechnungen statt.
Die relevanten Merkmale eines jeden Erhaltungsabschnittes werden einer Verhaltensklasse zugeordnet. Diese Zuordnung ist in Abbildung 2 dargestellt. Demnach sind für den Zustandswert des Merkmals Spurrinnentiefe (ZWSPT) und fiktive Wassertiefe (ZWSPH) rund 85 % bzw. 73 % der Abschnitte der Verhaltensklasse 1 (= langsamer Verlauf der Zustandsverschlechterung) zuzuordnen, während bei den Zustandswerten des Merkmals der allgemeinen Unebenheiten (ZWAUN) lediglich rund 12 % der Abschnitte der Verhaltensklasse 1 zugeordnet werden können. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Bildung von Spurrinnen „unteranderem in Folge hoher Schwerverkehrsbelastungen auftritt“ [1] und somit im kommunalen Bereich tendenziell seltener vorzufinden ist. Die allgemeinen Unebenheiten hingegen haben mannigfaltige Ursachen, welche auch kommunal auftreten können. So können Erhöhungen und Vertiefungen beispielsweise in Folge von Einbaufehlern, mangelhafter Bauausführung, unzureichender Bemessung, ungenügender Mischgutzusammensetzung sowie vernachlässigten Erhaltungsmaßnahmen auftreten [2]. Beim dem Teilwert Risse und andere Oberflächenschäden (TWRIO) werden 28 % der Abschnitte der Verhaltensklasse 1 zugeordnet, während 40 % der Verhaltensklasse 4 zugeordnet werden. Dies zeigt, dass dieser Teilwert im kommunalen Bereich relevant ist, was auch darauf zurückzuführen ist, dass bei der Bildung des Teilwerts neben kommunal häufig anzutreffenden Rissen und Oberflächenschäden auch Flickstellen Berücksichtigung finden (vgl. Formel 5, Tabelle 2, Daten zum Straßenerhaltungsmanagement).
Mithilfe der zugeordneten Verhaltensklassen kann wiederum eine Zustandsprognose durchgeführt werden. Hierbei wird unterschieden ob und wenn ja welche Maßnahme theoretisch durchgeführt wird. Diesen Maßnahmen kann sowohl ein monetärer als auch ein Ressourcen-Aufwand zugeordnet werden. Dabei weisen die Maßnahmen in Abhängigkeit des jeweiligen Erhaltungsabschnittes ein unterschiedliches Aufwand-Nutzen-Verhältnis auf, sodass es möglich ist eine Reihung der unterschiedlichen Maßnahmenoptionen vorzunehmen.
Dabei wird die Reihung der möglichen Erhaltungsmaßnahmen anhand des Verhältnisses des Ressourcenaufwands zum Nutzen als „Strategievariante Ressourceneffizienz“ und die Reihung der möglichen Erhaltungsmaßnahmen anhand des Verhältnisses des monetären Aufwands zum Nutzen als „Strategievariante monetäre Effizienz“ definiert. In Abbildung 3 und Abbildung 4 sind die Ergebnisse dieser Reihung zu sehen.
Während für die Optionen 1 bis 7 jeweils 1.314 Erhaltungsabschnitte in Frage kommen, sind bei der Option 8 lediglich 30 Erhaltungsabschnitte dargestellt. Dies kommt dadurch zustande, dass die Maßnahme „Oberflächenbeschichtung“ aufgrund der vorzufindenden Schadenskonstellation lediglich bei 157 Erhaltungsabschnitten sinnhaft ist. Da diese Maßnahme jedoch nur für die Anwendung auf Verkehrsflächen bis zur Belastungsklasse 1,8 sinnhaft ist reduziert sich die Anzahl der Erhaltungsabschnitte auf 30.
Bei der Reihung aus Ressourcensicht (Abbildung 3) sind insbesondere die Maßnahmen „Deckschicht Rückverformung (DR)“, „Dünnschichtbelag (DB)“sowie „Hocheinbau der Deckschicht (DH)“ auf den ressourceneffizienten Positionen zu finden.
Bei der Reihung aus monetärer Sicht sind insbesondere die Maßnahmen „Tiefeinbau der Deckschicht (DT)“, „Hocheinbau der Deckschicht (DH)“ sowie „Tiefeinbau der Decke (Deck- und Binderschicht) (TD)“ auf den monetär-effizienten Positionen zu finden (Abbildung 4). Dabei wird im Vergleich zur Ressourcensicht vor allem auch eine vielseitigere Maßnahmenverteilung erkennbar.
Abbildung 5 zeigt die Gegenüberstellung der Ressourcenaufwands unterschieden nach der Strategievariante Ressourceneffizienz und monetäre Effizienz sowie den Optionen 1 bis 8. Dabei weist die Option 1, Strategievariante Ressourceneffizienz wie zu erwarten den geringsten Ressourcenaufwand auf, sodass sowohl die Option 1 der Strategievariante monetäre Effizienz als auch die Option 2 der Strategievariante Ressourceneffizient im Verhältnis einen deutlich höheren Ressourcenaufwand aufweisen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass rund 99 % der Erhaltungsabschnitte bei der Option 1, Strategievariante Ressourceneffizienz der Maßnahme „Rückformung Deckschicht (DR)“ zugeordnet sind und somit eine Steigerung des Ressourcenaufwands unumgänglich ist. Die Option 8 stellt hierbei eine Ausnahme dar und wird nachfolgend nicht weiter berücksichtigt, da dort wie bereits oben erläutert lediglich 30 Erhaltungsabschnitte betrachtet werden . Die Option 2 der Strategievariante Ressourceneffizienz weist im Vergleich zur Option 1 der Strategievariante monetärer Aufwand einen um rund 38 % geringeren Ressourcenaufwand auf.
Abbildung 6 zeigt die Gegenüberstellung des monetären Aufwands unterschieden nach der Strategievariante Ressourceneffizienz und monetäre Effizienz sowie den Optionen 1 bis 8. Dabei weist die Option 2 der Strategievariante Ressourceneffizienz und nicht die Option 1 der Strategievariante monetäre Effizienz den niedrigsten monetären Aufwand auf. Dies ist auf die Zusammensetzung der Maßnahmen zurückzuführen. Während bei der Option 1 der Strategievariante monetäre Effizienz rund 84 % der Erhaltungsabschnitte der Maßnahme „Hocheinbau der Deckschicht (DH)“ zugeordnet werden, werden bei der Option 2 der Strategievariante Ressourceneffizienz rund 47 % der Erhaltungsabschnitte der aus rein monetärer Sicht um rund 47 % günstigeren Maßnahme „Dünnschichtbelag (DB)“ zugeordnet.
Anders als in Abbildung 5 weist die in Abbildung 6 für die Strategievariante Ressourceneffizienz dargestellte Option 1 einen höheren monetären Aufwand als die Optionen 2 bis 8 auf, wodurch die Grafik keine stetige Zunahme des monetären Aufwands darstellt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Maßnahme „Rückformen Deckschicht (DR)“ zwar keinen Materialaufwand mit sich bringt, dafür aber einen höheren monetären Aufwand als die Maßnahmen „Oberflächenbehandlung (OB)“, „Dünnschichtbelag (DB)“, „Tiefeinbau der Deckschicht (DT)“ sowie „Hocheinbau der Deckschicht (DH)“ (vgl. Daten zum Straßenerhaltungsmanagement).
Abbildung 7 und Abbildung 8 zeigen ergänzend zu dem Ressourcenaufwand und dem monetären Aufwand die Zustandsentwicklung in Folge der in den Optionen 1 bis 8 gewählten Maßnahmenkonstellationen.
Demnach führt die Option 1, Strategievariante Ressourceneffizienz (Abbildung 7) zwar dazu, dass fast alle Erhaltungsabschnitte die ersten beiden Jahre nach der Maßnahmendurchführung der Zustandsklasse 1 zugeordnet werden, im Anschluss daran jedoch etwa 1/3 der Erhaltungsabschnitte der Zustandsklasse 4 und später sogar der Zustandsklasse 5 zugeordnet werden. Dies zeigt, dass die gewählte Maßnahmenkonstellation bei diesen Erhaltungsabschnitten zu keiner längerfristigen Zustandsverbesserung führt. Bei der Option 2 der Strategievariante Ressourceneffizienz hingegen sind nach Maßnahmendurchführung rund 60 % der Erhaltungsabschnitte der Zustandsklasse zuzuordnen. Die verbleibenden 40 % der Erhaltungsabschnitte sind der Zustandsklasse 2 zuzuordnen. Auch hier verschlechtert sich der Zustand über die Jahre, allerdings sind zehn Jahre nach der Maßnahmendurchführung weniger als 1 % der Erhaltungsabschnitte der Zustandsklasse 4 und 5 zuzuordnen und über 40 % sind immer noch der Zustandsklasse 1 und 2 zuzuordnen. Bei den Optionen 4 bis 7 gibt es zwar Schwankungen hinsichtlich der Zustandsklassenzuordnung, allgemein kann jedoch festgehalten werden, dass der Zustand auch zum Ende des Betrachtungszeitraums tendenziell besser wird. Dies hängt damit zusammen, dass größtenteils folgender Zusammenhang gilt: Je materialintensiver die Maßnahme ist, desto mehr des bestehenden Oberbaus wird erneuert. Dadurch wird teilweise ein Neubauzustand erreicht.
Anders als bei der Option 1 der Strategievariante Ressourceneffizienz sind bei der Option 1, monetäre Effizienz zu Beginn des Betrachtungszeitraums lediglich 92 % der Erhaltungsabschnitte der Zustandsklasse 1 zuzuordnen. Die verbleibenden 8 % der Erhaltungsabschnitte sind hingegen der Zustandsklasse 2 zuzuordnen. Bis zum Ende des Betrachtungszeitraums ist für die Erhaltungsabschnitte dennoch eine bessere Zustandsverteilung als bei Option 1 der Strategievariante Ressourceneffizienz festzustellen. Zwar werden der Zustandsklasse 1 lediglich rund 18 % der Erhaltungsabschnitte und nicht wie bei Option 1, Strategievariante Ressourceneffizienz rund 27 % zugeordnet, dafür werden der Zustandsklasse 4 und 5 keine Erhaltungsabschnitte zugeordnet. Bei der Option 2, monetäre Effizienz ist eine ähnliche Zustandsverteilung wie bei Option 1, monetäre Effizienz festzustellen, wobei der Zustandsklasse 1 und 3 zum Ende des Betrachtungszeitraums zulasten von der Zustandsklasse 2 mehr Erhaltungsabschnitte zugeordnet werden. Bei den Optionen 3 bis 7 sind im Vergleich zu den Optionen 1 und 2 insbesondere zum Ende des Betrachtungszeitraums mehr Erhaltungsabschnitte, die der Zustandsklasse 1 zugeordnet werden, vorzufinden, wobei insbesondere auch eine Zuordnung zu der Erhaltungsklasse 5 stattfindet. Diese große Differenz ist dabei auf die Maßnahmenzusammensetzung (vgl. Abbildung 4) zurückzuführen.
Literaturverweise
- ↑ Stöckner, M.; Wachsmann, A. (2022): Tiefbau-Infrastruktur-Management-Münster (TIMM) - Überprüfung der Verhaltensfunktionen zum Straßenzustand auf der Grundlage fein-justierter Zustandsdaten, Steinbeis Transferzentrum - Infrastrukturmanagement im Verkehrswesen, Karlsruhe (unveröffentlicht), 08.07.2022
- ↑ Krause, G. (2000): Abgrenzung von Mängelklassen zur Kennzeichnung von wahrscheinlichen Schadensursachen mit Hilfe meßtechnisch erfaßter Bestands- und Zustandsmerkmale, Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik, Heft 790, Bundesdruckerei GmbH, Bonn, 2000
- ↑ Richtlinien für die Planung von Erhaltungsmaßnahmen an Straßenbefestigungen (RPE-Stra 01)
