Katalogisierung von beschreibenden Grössen für das Gebrauchsverhalten von Fahrbahnbefestigungen und die Wirkung von Erhaltungsmassnahmen

Für Zustandsprognosen werden derzeit im Pavement Management System (PMS) nach den Richtlinien für die Planung von Erhaltungsmaßnahmen an Straßenbefestigungen (RPE Stra 01) Trendfortschreibungen des beobachteten Zustands mit nicht ausreichend abgesicherten Standardfunktionen vorgenommen. Aus den Erfassungskampagnen der ZEB 1992 (rechte Fahrstreifen), 1997/98 und 2001/2002 für Bundesautobahnen liegen Zustandsdaten vor, die eine mathematisch statistisch abgesicherte Verfolgung von Zustandsverläufen ermöglichen, zumal mit der Erhebung der Aufbaudaten und der Erhaltungsgeschichte im Rahmen der Langfristprognose des Erhaltungsbedarfs die durchgeführten Erhaltungsmaßnahmen und damit auch die Zeitpunkte mit neuwertigen Zuständen als weitere Stützpunkte verfügbar sind.

Die Aufgabe, Verhaltensfunktionen und Rücksetzwerte mathematisch statistisch abzusichern und zu verbessern, erfordert eine Analyse der Zustandsänderungen der bewertungsrelevanten Zustandsmerkmale in Abhängigkeit von netzweit verfügbaren Einflussfaktoren wie erfolgten Erhaltungsmaßnahmen, Bauweise, Alter, Verkehr, um die Streuung im Verhalten so weit wie möglich zu erklären. Da einige für die Zustandsentwicklung äußerst relevante Einflussfaktoren, wie z. B. die Einbaubedingungen oder die Qualität der Bauausführung, nur für einzelne Straßenabschnitte, nicht aber für statistisch auswertbare Kollektive verfügbar sind, muss grundsätzlich von einem größeren Anteil einer nicht erklärbaren Reststreuung im Verhalten ausgegangen werden. Das Untersuchungsziel besteht dementsprechend darin, statistisch signifikante Funktionen zur Beschreibung der voraussichtlichen Zustandsentwicklung abzuleiten, die auf der Grundlage von beobachteten ZEB Daten für verbesserte Trendprognosen verwendbar sind. Sind keine Beobachtungsdaten für Trendfortschreibungen verfügbar, werden darüber hinaus abgesicherte Standardverhaltensfunktionen benötigt.

Der Erfolg der Analysen wird entscheidend von der Präzision bestimmt, mit der die drei ZEB Kam
pagnen örtlich zugeordnet werden. Für diese Verknüpfung dient das Netz der ZEB 2001/2002 als Bezug; örtlich nicht zuordenbare (100 m )ZEBAuswerteabschnitte müssen aus dem Datenkollektiv aussortiert werden. Den übernommenen Abschnitten konnte ein 2001/2002 erstmals ermittelter und aus den Rohdaten der ZEB 1997/1998 nachträglich berechneter Längsebenheitswirkindex LWI zugewiesen werden (für ZEB 1992 nicht möglich). Zur erforderlichen Plausibilitätsprüfung der Zustandsdaten der ZEB Kampagnen dient ein neu entwickeltes nachvollziehbares Verfahren, das zu zahlreichen Ausschlüssen von Abschnitten mit unplausibler Zustandsentwicklung führt. Die Datenplausibilität und eine abweichende Erhebungstechnik erforderten letztlich auch den Ausschluss der ZEB 1992.

Die derzeit im PMS verwendeten Verhaltensfunktionen schreiben aus anwendungstechnischen Gründen keine Zustandsgrößen, sondern Zustandswerte fort. Eine Testanwendung zeigt, dass die Verhaltensfunktionen auf Zustandsgrößen bzw. indikatoren ausgerichtet werden sollten.

Auf der Grundlage der plausibilisierten Daten und der Testanwendung werden die Änderungen der Zustandsgrößen zwischen 1997/98 und 2001/02 als Zielgrößen in Abhängigkeit der netzweit verfügbaren Einflussfaktoren analysiert. Mit Hilfe einer Varianzanalyse wird die Signifikanz von Faktorengruppen (z. B. Asphalt und Beton bei der Bauweise) im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Zielgrößen beurteilt. Dabei werden auch Wechselwirkungen berücksichtigt, die zur Verstärkung oder auch zur Aufhebung der Effekte einzelner Faktoren führen können. Bei den damit auf der Grundlage der Faktoren Bauweise, Fahrstreifen, Deckschichtart, Tragschichtart, Längsneigung und Bemessung abgegrenzten verhaltenshomogenen Gruppen wird stets auch die bau und erhaltungstechnische Plausibilität hinterfragt. Die als plausibel erkannten verhaltenshomogenen Gruppen sind die Ausgangsbasis für die Analysen zur Ermittlung von Verhaltensfunktionen. Als maßgeblicher quantitativer Einflussfaktor erweisen sich dabei die kumulierten Übergänge äquivalenter 10 t Einheitsachsen des Schwerverkehrs.