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Methodenstudie zur Life-Cycle-Bewertung von Straßenbefestigungen
Hauptelement der Life-Cycle-Bewertung von Straßenbefestigungen ist die langfristige Prognose des Oberflächen- und Befestigungszustandes zur Bestimmung von Art und Zeitpunkt einzelner Erhaltungsmaßnahmen, welche zur Einhaltung eines geforderten Zustandsniveaus notwendig sind. Aus den Ergebnissen der Zustandserfassung der Bundesfernstraßen liegen hierzu bereits empirische Verhaltensfunktionen vor, welche in den entwickelten Bewertungsmodellen zur Anwendung kommen. Aufbauend auf der zunächst durchgeführten Literaturanalyse und den im Bericht beschriebenen Bewertungsgrundlagen wird zunächst ein monetäres Bewertungsverfahren vorgestellt. Dieses ermöglicht für Bauweisenalternativen unter Ansatz von Einheitskostensätzen die Bestimmung der über den Bewertungszeitraum anfallenden Baulastträgerkosten für Herstellung und Erhaltung unter Berücksichtigung eines Restwertes wie auch der gesamtwirtschaftlichen Kosten der Straßennutzer und der Allgemeinheit infolge maßnahmen- und zustandsbedingter Behinderungen. Eine umfangreiche Sensitivitätsanalyse des monetären Bewertungsverfahrens verdeutlicht die Einflüsse verschiedener Eingangsparameter auf das Endergebnis. Anhand ausgewählter Fälle wird beispielhaft ein fiktiver Bauweisenvergleich durchgeführt. Ergänzend zum monetären Bewertungsverfahren wird ein in der ersten Projektstufe entwickeltes nicht-monetäres Bewertungsverfahren vorgestellt, welches unter Verzicht auf sämtliche Kostensätze einen Bauweisenvergleich nur auf Grundlage des zu erwartenden Erhaltungsaufwandes zulässt. Hierzu wird u. a. ein Substanzindex eingeführt, der eine Beschreibung von Maßnahmenumfang und effektivität im Hinblick auf erzielte Substanzverbesserungen ermöglicht. Weitere Bewertungsgrößen sind zudem die Maßnahmenanzahl sowie der erzielte Restwert. Aufgrund der schwierigen Nachvollziehbarkeit der Bewertungsergebnisse für Außenstehende wurde das nicht-monetäre Bewertungsverfahren in der zweiten Projektstufe nicht weiter umgesetzt. Im Ergebnis der ersten Projektstufe lagen die methodischen Grundlagen der beiden Bewertungsverfahren zum Bauweisenvergleich unter Berücksichtigung des Lebenszyklus vor. Der genaue Bewertungsablauf wird anhand der im Anhang aufgeführten Struktogramme beschrieben. Mit dem Software- Tool "LCD - Life-Cycle-Analyse an Straßenkonstruktionen in Deutschland" erfolgte zu Testzwecken zudem eine erste EDV-technische Umsetzung der Verfahren. In der zweiten Projektstufe wurden mehrere Anpassungen des monetären Bewertungsverfahrens vorgenommen. Die im Ergebnis vorliegende Software LCD2 wurde von Grund auf neu erstellt. Bedingt durch die Unsicherheiten der Berechnungsparameter wurde besonders darauf geachtet, alle Größen auch nachträglich noch editieren zu können. Neben den vorläufig angesetzten Standardwerten ist es somit auch möglich, je nach Kenntnisstand, die Randbedingungen der Bewertung anzupassen. Im Projektergebnis liegt ein Werkzeug zum EDV-gestützten Bauweisenvergleich vor.
The basic element of a life-cycle-analysis for road pavements is a long-term prognosis of the surface and structural conditions to determine the type and the time of maintenance works, which will be necessary to ensure a defined condition. Based on the results of condition surveys on German trunk roads, empirical deterioration models are already available and are used in the developed evaluation models. Based on the preliminary literature research and the evaluation backgrounds described in this report, a monetary evaluation model is presented. By using cost rates, it allows the determination of road authority costs (i.e. initial and works costs as well as a salvage value), road user and social costs (due to disruption caused by maintenance works and poor surface conditions over the evaluation period). A comprehensive sensitivity analysis of the monetary evaluation model shows the impact of different input parameters on the outcome. As an example, a notional comparison of different pavement structures for selected road sections was carried out. In addition to the monetary evaluation model, a non-monetary evaluation model is presented, which allows the comparison of different pavement types without using any cost rates, but only regarding the expected maintenance efforts. For this purpose a structural index, describing the scope and the efficiency of works in terms of structural improvements, is defined. Further evaluation values are the number of maintenance works and the achieved salvage value. Because of this model's difficult traceability for third parties, it wasn't further developed in the second project step. As a result of the first step of this study, the methodical background to compare different pavement structures over their whole life-cycle was developed for both evaluation models. The detailed evaluation process is described by using structograms which are shown in the appendix. Furthermore for testing purposes a preliminary software called "LCD - Life Cycle Analyse an Straßenkonstruktionen in Deutschland" based on the evaluation models was implemented. In the second project step, some parts of the monetary evaluation model were adapted. The final software version LCD2 was implemented from scratch, especially with regard to the variability of all calculation parameters because of their uncertainty. In addition to the preliminary used standard values, the user is also able to change the basic conditions of the evaluation corresponding to his state of knowledge. As a result of this study a software tool to calculate life-cycle-costs of different pavement structures is available.
Methodenstudie zur Life-Cycle-Bewertung von Straßenbefestigungen
Hauptelement der Life-Cycle-Bewertung von Straßenbefestigungen ist die langfristige Prognose des Oberflächen- und Befestigungszustandes zur Bestimmung von Art und Zeitpunkt einzelner Erhaltungsmaßnahmen, welche zur Einhaltung eines geforderten Zustandsniveaus notwendig sind. Aus den Ergebnissen der Zustandserfassung der Bundesfernstraßen liegen hierzu bereits empirische Verhaltensfunktionen vor, welche in den entwickelten Bewertungsmodellen zur Anwendung kommen. Aufbauend auf der zunächst durchgeführten Literaturanalyse und den im Bericht beschriebenen Bewertungsgrundlagen wird zunächst ein monetäres Bewertungsverfahren vorgestellt. Dieses ermöglicht für Bauweisenalternativen unter Ansatz von Einheitskostensätzen die Bestimmung der über den Bewertungszeitraum anfallenden Baulastträgerkosten für Herstellung und Erhaltung unter Berücksichtigung eines Restwertes wie auch der gesamtwirtschaftlichen Kosten der Straßennutzer und der Allgemeinheit infolge maßnahmen- und zustandsbedingter Behinderungen. Eine umfangreiche Sensitivitätsanalyse des monetären Bewertungsverfahrens verdeutlicht die Einflüsse verschiedener Eingangsparameter auf das Endergebnis. Anhand ausgewählter Fälle wird beispielhaft ein fiktiver Bauweisenvergleich durchgeführt. Ergänzend zum monetären Bewertungsverfahren wird ein in der ersten Projektstufe entwickeltes nicht-monetäres Bewertungsverfahren vorgestellt, welches unter Verzicht auf sämtliche Kostensätze einen Bauweisenvergleich nur auf Grundlage des zu erwartenden Erhaltungsaufwandes zulässt. Hierzu wird u. a. ein Substanzindex eingeführt, der eine Beschreibung von Maßnahmenumfang und effektivität im Hinblick auf erzielte Substanzverbesserungen ermöglicht. Weitere Bewertungsgrößen sind zudem die Maßnahmenanzahl sowie der erzielte Restwert. Aufgrund der schwierigen Nachvollziehbarkeit der Bewertungsergebnisse für Außenstehende wurde das nicht-monetäre Bewertungsverfahren in der zweiten Projektstufe nicht weiter umgesetzt. Im Ergebnis der ersten Projektstufe lagen die methodischen Grundlagen der beiden Bewertungsverfahren zum Bauweisenvergleich unter Berücksichtigung des Lebenszyklus vor. Der genaue Bewertungsablauf wird anhand der im Anhang aufgeführten Struktogramme beschrieben. Mit dem Software- Tool "LCD - Life-Cycle-Analyse an Straßenkonstruktionen in Deutschland" erfolgte zu Testzwecken zudem eine erste EDV-technische Umsetzung der Verfahren. In der zweiten Projektstufe wurden mehrere Anpassungen des monetären Bewertungsverfahrens vorgenommen. Die im Ergebnis vorliegende Software LCD2 wurde von Grund auf neu erstellt. Bedingt durch die Unsicherheiten der Berechnungsparameter wurde besonders darauf geachtet, alle Größen auch nachträglich noch editieren zu können. Neben den vorläufig angesetzten Standardwerten ist es somit auch möglich, je nach Kenntnisstand, die Randbedingungen der Bewertung anzupassen. Im Projektergebnis liegt ein Werkzeug zum EDV-gestützten Bauweisenvergleich vor.
The basic element of a life-cycle-analysis for road pavements is a long-term prognosis of the surface and structural conditions to determine the type and the time of maintenance works, which will be necessary to ensure a defined condition. Based on the results of condition surveys on German trunk roads, empirical deterioration models are already available and are used in the developed evaluation models. Based on the preliminary literature research and the evaluation backgrounds described in this report, a monetary evaluation model is presented. By using cost rates, it allows the determination of road authority costs (i.e. initial and works costs as well as a salvage value), road user and social costs (due to disruption caused by maintenance works and poor surface conditions over the evaluation period). A comprehensive sensitivity analysis of the monetary evaluation model shows the impact of different input parameters on the outcome. As an example, a notional comparison of different pavement structures for selected road sections was carried out. In addition to the monetary evaluation model, a non-monetary evaluation model is presented, which allows the comparison of different pavement types without using any cost rates, but only regarding the expected maintenance efforts. For this purpose a structural index, describing the scope and the efficiency of works in terms of structural improvements, is defined. Further evaluation values are the number of maintenance works and the achieved salvage value. Because of this model's difficult traceability for third parties, it wasn't further developed in the second project step. As a result of the first step of this study, the methodical background to compare different pavement structures over their whole life-cycle was developed for both evaluation models. The detailed evaluation process is described by using structograms which are shown in the appendix. Furthermore for testing purposes a preliminary software called "LCD - Life Cycle Analyse an Straßenkonstruktionen in Deutschland" based on the evaluation models was implemented. In the second project step, some parts of the monetary evaluation model were adapted. The final software version LCD2 was implemented from scratch, especially with regard to the variability of all calculation parameters because of their uncertainty. In addition to the preliminary used standard values, the user is also able to change the basic conditions of the evaluation corresponding to his state of knowledge. As a result of this study a software tool to calculate life-cycle-costs of different pavement structures is available.
Methodenstudie zur Life-Cycle-Bewertung von Straßenbefestigungen
Methodical study of life-cycle-analysis for road pavement structures
Ressel, Wolfram (author) / Tejkl, Kai (author) / Klöpfer, Christian (author)
2013
127 Seiten, Bilder, Tabellen, 66 Quellen
Report
German
Bewertung der Tragfähigkeit von bituminösen Strassenbefestigungen
UB Braunschweig | 1995
|Zementbeton-Strassenbefestigungen
TIBKAT | 1987
|