Calculation of the condition development of urban roads using measurement data to improve asset management
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Beitragende
Abstract
Das Ziel des Erhaltungsmanagement von kommunalen Straßen ist es, einerseits das Optimum aus minimaler finanzieller Investition und maximaler Nutzungsdauer der Infrastruktur zu finden und andererseits die Synchronisation der Neubau- und Erhaltungsmaßnahmen der verschiedenen Konstruktionsschichten umzusetzen. Um dies zu ermöglichen, ist es notwendig, deren Zustand und Zustandsentwicklung möglichst präzise prognostizieren zu können.
Einen möglichen Lösungsansatz bietet hier das deutsche Regelwerk zur rechnerischen Prognose der Zustandsentwicklung von Verkehrswegen, dass aktuell aber fast ausschließlich bei stark belasteten Straßen, wie zum Beispiel bei Autobahnen, zur Anwendung kommt. Darin werden mit Hilfe von Daten des Straßenaufbaus, der Verkehrsbelastung, der Temperaturbedingungen sowie den labortechnisch geprüften Eigenschaften der verwendeten Materialien die Schädigung und Restnutzungsdauer der Straßenbefestigung prognostiziert.
Im vom deutschen Bundesministerium für Digitales und Verkehr geförderten mFUND-Projekt „Datenbasierte Bewertung der Resilienz kommunaler Straßeninfrastruktur – DaRkSeit“ wurden in einer innerstädtischen Hauptverkehrsstraße in Münster Temperatursensoren und Weigh-in-motion-Systeme eingebaut, um Daten über die kommunale Verkehrsbelastung, also Höhe der Verkehrsmenge, statistische Verteilung der Fahrzeugtypen und Messungen der Achslasten, sowie über die vorherrschenden Temperaturbedingungen in der Straße zu sammeln. Mit diesen Messdaten und den Ergebnissen der Materialuntersuchungen können kontinuierlich die Temperatur- und damit Materialzustände des Straßenoberbaus berechnet und anschließend die Schädigung aufgrund jedes einzelnen Lastwechsels bestimmt werden.
Die Ergebnisse, die auf den seit zwei Jahren gesammelten Messdaten basieren, vermitteln bereits einen guten Eindruck hinsichtlich der Auswirkungen von tages- und jahreszeitlichen Einflüssen durch Temperatur und Verkehr auf die Zustandsentwicklung der einzelnen Asphaltschichten. Darüber hinaus zeigen sich deutliche Unterschiede beim Vergleich der Ergebnisse von vorwiegend verschatteten, zu von der Sonne beschienenen Straßenabschnitten sowie in den Ermüdungsverläufen der beiden Jahre, hauptsächlich bedingt durch unterschiedliche jahreszeitliche Wetterbedingungen.
Die Zusammensetzung des Verkehrs, die Veränderungen der Temperaturen und die Zustandsent-wicklung der Asphaltschichten an den Messstationen können seit Beginn des Jahres 2023 verfolgt werden. Die damit verbundene Datengrundlage wächst mit jedem weiteren Jahr und die Erfahrungen können auf andere kommunale Straßen angewendet werden, wo der aufwändige Einbau von Sensortechnik nicht möglich ist. Zu dem Zeitpunkt, an dem Schäden in den Asphaltschichten festgestellt werden, können die Berechnungsergebnisse am realen Zustand kalibriert und damit die Qualität der Zustandsprognose sowie das Erhaltungsmanagement verbessert werden.
Einen möglichen Lösungsansatz bietet hier das deutsche Regelwerk zur rechnerischen Prognose der Zustandsentwicklung von Verkehrswegen, dass aktuell aber fast ausschließlich bei stark belasteten Straßen, wie zum Beispiel bei Autobahnen, zur Anwendung kommt. Darin werden mit Hilfe von Daten des Straßenaufbaus, der Verkehrsbelastung, der Temperaturbedingungen sowie den labortechnisch geprüften Eigenschaften der verwendeten Materialien die Schädigung und Restnutzungsdauer der Straßenbefestigung prognostiziert.
Im vom deutschen Bundesministerium für Digitales und Verkehr geförderten mFUND-Projekt „Datenbasierte Bewertung der Resilienz kommunaler Straßeninfrastruktur – DaRkSeit“ wurden in einer innerstädtischen Hauptverkehrsstraße in Münster Temperatursensoren und Weigh-in-motion-Systeme eingebaut, um Daten über die kommunale Verkehrsbelastung, also Höhe der Verkehrsmenge, statistische Verteilung der Fahrzeugtypen und Messungen der Achslasten, sowie über die vorherrschenden Temperaturbedingungen in der Straße zu sammeln. Mit diesen Messdaten und den Ergebnissen der Materialuntersuchungen können kontinuierlich die Temperatur- und damit Materialzustände des Straßenoberbaus berechnet und anschließend die Schädigung aufgrund jedes einzelnen Lastwechsels bestimmt werden.
Die Ergebnisse, die auf den seit zwei Jahren gesammelten Messdaten basieren, vermitteln bereits einen guten Eindruck hinsichtlich der Auswirkungen von tages- und jahreszeitlichen Einflüssen durch Temperatur und Verkehr auf die Zustandsentwicklung der einzelnen Asphaltschichten. Darüber hinaus zeigen sich deutliche Unterschiede beim Vergleich der Ergebnisse von vorwiegend verschatteten, zu von der Sonne beschienenen Straßenabschnitten sowie in den Ermüdungsverläufen der beiden Jahre, hauptsächlich bedingt durch unterschiedliche jahreszeitliche Wetterbedingungen.
Die Zusammensetzung des Verkehrs, die Veränderungen der Temperaturen und die Zustandsent-wicklung der Asphaltschichten an den Messstationen können seit Beginn des Jahres 2023 verfolgt werden. Die damit verbundene Datengrundlage wächst mit jedem weiteren Jahr und die Erfahrungen können auf andere kommunale Straßen angewendet werden, wo der aufwändige Einbau von Sensortechnik nicht möglich ist. Zu dem Zeitpunkt, an dem Schäden in den Asphaltschichten festgestellt werden, können die Berechnungsergebnisse am realen Zustand kalibriert und damit die Qualität der Zustandsprognose sowie das Erhaltungsmanagement verbessert werden.
| Titel in Übersetzung | Berechnung der Zustandsentwicklung von städtischen Straßen anhand von Messdaten zur Verbesserung des Anlagenmanagements |
|---|
Details
| Originalsprache | Englisch |
|---|---|
| Seitenumfang | 15 |
| Publikationsstatus | Veröffentlicht - 26 Jan. 2026 |
| Peer-Review-Status | Ja |
Konferenz
| Titel | 2025 Transportation Association of Canada Conference & Exhibition |
|---|---|
| Untertitel | Building a Sustainable Transportation Legacy |
| Kurztitel | TACConf 2025 |
| Dauer | 5 - 8 Oktober 2025 |
| Webseite | |
| Bekanntheitsgrad | Internationale Veranstaltung |
| Ort | Québec City Convention Centre |
| Stadt | Québec |
| Land | Kanada |
Externe IDs
| ORCID | /0009-0003-7941-626X/work/203813065 |
|---|---|
| ORCID | /0009-0001-8196-130X/work/211003924 |
Schlagworte
Schlagwörter
- DaRkSeit, Weigh-in-Motion, Temperatur, Straßen, Asphalt, Zustandsprognose, Dimensionierung, Asphalt, Weigh-in-motion, Load measurement, Temperature measurement, Pavement design, DaRkSeit