GSB 7.0 Standardlösung

Pavement Management System (PMS)

Entwicklung und Forschung

Nach der Entwicklung und Anpassung des Pavement Management Systems an deutsche Verhältnisse, erfolgte ab 1999 die erfolgreiche Erstanwendung. Die Erprobung der Praxistauglichkeit zeigte, dass das Instrumentarium für Bundesfernstraßen gute Ergebnisse erzielt und inzwischen wird das PMS in fast allen Bundesländern zur Unterstützung des planenden Ingenieurs eingesetzt.

Seit der Erstanwendung im Jahr 1999 wird das PMS kontinuierlich weiterentwickelt und verbessert. Ziel ist es, das Rechenprogramm Stück für Stück immer besser an die Realität anzunähern und gleichzeitig die Bedürfnisse der Erhaltungspraxis besser mit einzubinden.

Die Forschungsthemen zur Weiterentwicklung der Straßenerhaltungsplanung einschließlich PMS sind bei der BASt sehr vielfältig und reichen von verbesserter Baulosbildung, Kostenermittlung, Berücksichtigung der baulichen Unterhaltung, Fortschreibung der Verhaltensfunktionen, Restwertbestimmung, verbesserte Substanzbewertung, Berücksichtigung des Baustellenmanagements und gesamtwirtschaftlicher Aspekte bis hin zur Einbindung von Um- und Ausbaumaßnahmen.

Das PMS selbst wurde als offenes System mit modulartigem Aufbau konzipiert. Dieser modulartige Aufbau ermöglicht die gezielte Weiterentwicklung und kontinuierliche Verbesserung jeden einzelnen Moduls. Erfahrungen aus der Erhaltungsplanung und der Forschung werden der Praxis durch ein entsprechend überarbeitetes und ergänztes System direkt wieder zur Verfügung gestellt. Die Aktualisierung, das heißt der Austausch der einzelnen Module, erfolgt hierbei ohne Beeinträchtigung des Gesamtsystems.

Datengrundlagen und Zustandsentwicklung

Die Zustandserfassungen werden für die Bundesfernstraßen seit 1992 regelmäßig in einem Zyklus von vier Jahren durchgeführt. In vielen Bundesländern wird darüber hinaus auch der Zustand auf den Landes- und Kreisstraßen erfasst.

Die Zustandserfassung und –bewertung (ZEB) erfolgt in vier Teilprojekten (TP):

  • Längs- und Querebenheit (TP 1a und 1b)
  • Griffigkeit (TP 2)
  • Substanzmerkmale Oberfläche (TP 3)
  • Bewertung der erfassten Daten (TP 4)

Die ZEB-Daten liefern jedoch nur Momentaufnahmen des Straßenzustands. Die Planung von Erhaltungsmaßnahmen muss hingegen für mehrere Jahre im Voraus aufgestellt werden. Für eine konkrete Erhaltungsplanung, wie bei den Bundesfernstraßen für jeweils vier Jahre, ist daher die Abschätzung der Zustandsentwicklung wichtig. Diese netzweite Abschätzung der Zustandsentwicklung ist bei einem größeren Straßennetz von Hand aber nicht mehr möglich.

Der Einsatz des PMS ermöglicht daher eine weitere Optimierung der Erhaltungsplanung, welche im Wesentlichen auf der Berücksichtigung verschiedener Eingabedaten beruht: Bestandsdaten, Zustandsdaten, Aufbaudaten, Erhaltungsgeschichte, Verkehrsdaten, Daten der Verkehrssicherheit und weitere nutzerrelevante Daten werden in die Auswertung mit einbezogen. Insbesondere durch den Substanzwert Bestand ist es bei den Rechenläufen des PMS möglich, neben dem Substanzwert Oberfläche, auch das Alter und die Dicke der Schichten zu berücksichtigen. Dies bietet die Möglichkeit, die Substanz bei der Erhaltung stärker zu wichten.

Planung von Erhaltungsmaßnahmen mittels PMS

Das PMS kann die Zustandsentwicklung der Fahrbahnoberfläche und der Fahrbahnsubstanz auf der Grundlage bekannter Verhaltenskurven und aktueller Zustandsergebnisse in Abhängigkeit vom eingesetzten Budget netzweit abschätzen.

Die Grafik zeigt die Prognose für die Gebrauchswertmerkmale PMS-Prognose der Gebrauchswertmerkmale

Die Grafik zeigt die Prognose der Substanzmerkmale PMS-Prognose der Substanzmerkmale

Für jedes Merkmal und Jahr kann die prozentuale Verteilung der vier Zustandsbereiche in dem betrachteten Straßennetz in Abhängigkeit eines definierten Budgets ermittelt und einem Flächenanteil zugeordnet werden:

  • blau: sehr gut
  • grün: gut/befriedigend
  • gelb: ausreichend
  • rot: schlecht/sehr schlecht

Auf diese Weise ist eine Abschätzung der Zustandsentwicklung über mehrere Jahre (Prognose) und eine entsprechend ausgerichtete, netzweit optimierte Erhaltungsplanung möglich.

Module

Kurz zusammengefasst arbeitet das PMS acht Module ab:

  • Zunächst werden im ersten Modul gleichwertige Bereiche der aus der Zustandsbewertung (TP 4) als 100 Meter-Abschnitte vorliegenden Daten aus der Zustandserfassung (TP 1-3) zu größeren Abschnitten zusammengefasst und homogene Abschnitte gebildet.
  • Das zweite Modul wählt die zur Erhaltung anstehenden Abschnitte aus.
  • Im dritten Modul schließt sich eine Mängelanalyse oder Analyse der Schadensursache und im vierten Modul eine Prognose der Zustandsänderungen an.
  • Im fünften Modul werden bautechnisch mögliche Erhaltungsmaßnahmen vorgeschlagen, welche im sechsten Modul nach der Effektivität bewertet werden und als Ergebnis eine Reihung der Maßnahmevarianten liefert.
  • Im siebten Modul folgt die Optimierung der Maßnahmevarianten bei Budgetbegrenzung.
  • Das achte Modul erarbeitet abschließend einen Vorschlag für das Erhaltungsprogramm.

Die Grafik zeigt die acht Module des PMS Module des PMS

Die Ergebnisse lassen sich in Tabellen, Karten oder Diagrammen, wie Diagramme über die Zustandsverteilung der Substanz- und Gebrauchsmerkmale oder über die Variation eingesetzter Finanzmittel darstellen. Die Wirksamkeit ausgewählter Strategien und Maßnahmen können so über Jahre abgeschätzt und die Auswirkungen im Netz verdeutlicht werden.

Die Grafik zeigt Variationen eingesetzter Finanzen für einen fiktiven Straßenabschnitt Flächenanteil von Straßenabschnitten mit sehr schlechtem Zustand bei Variation eingesetzter Finanzmittel

Insgesamt kann das PMS allerdings nur dazu dienen, eine objektive Entscheidungsgrundlage zu schaffen und den planenden Ingenieur zu unterstützen, den Ingenieurverstand kann es nicht ersetzen.