Technische Aspekte von PPP-Straßenmodellen

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1 Technische Aspekte von PPP-Straßenmodellen Dr. - Ing. habil. Norbert Ulrich Schüßler-Plan Berlin Bundesverband Public Private Partnership Arbeitskreissitzung Infrastrukturmanagement Bonn, 10. März

2 Agenda 1 Grundlagen und Stand 2 Technische Problemstellungen Straßeninfrastruktur 3 Erhaltung - PMS und BMS 4 Beispiele der Anwendung 5 Wertebestand und Substanzwert im Lebenszyklus 6 Betriebsdienst - Strukturen und Anforderungen 7 Volkswirtschaftliche Bewertung von PPP-Projekten 8 PPP in der kommunalen Infrastruktur 9 Zusammenfassung Ausblick 2

3 1 Grundlagen und Stand Realisierung Bau, Erhaltung und Betrieb öffentliche / private Aufgaben Modelle für die Aufgabenzuordnung bei den Straßenbauverwaltungen: MODELL 1 MODELL 2 MODELL 3 MODELL 4 3

4 1 Grundlagen und Stand A-Modelle (Deutschland) SCHLESWIG- HOLSTEIN 9 MECKLENBURG- HAMBURG VORPOMMERN BREMEN 4 BRANDENBURG NIEDERSACHSEN SACHSEN- ANHALT BERLIN A 8 Eschenriede - Augsburg West A 4 Hörselbergumfahrung A 5 Baden-Baden - Offenburg Süd 7 NORDRHEIN- WESTFALEN A 1 Hamburg - Bremer Kreuz A 9 südlich Hermsdorf LG TH/BY A 8 Ulm - Augsburg 11 HESSEN 2 7 THÜRINGEN 5 SACHSEN 7 A 1 Lotte - Münster 8 A 6 Wiesloch - Rauenberg RHEINLAND- PFALZ A 7 Bordesholm - Hamburg A 7 Salzgitter - Drammetal SAARLAND A 45 Landesgrenze NRW/Hessen - Gambach A 60 Main Laubenheim - AK A 60/A Schierstein 3 BADEN- WÜRTTEMBERG 6 BAYERN 1 4

5 1 Grundlagen und Stand Ausbau auf zusätzlichen Fahrstreifen - A-Modelle vorhandener vierstreifiger Querschnitt mit oder ohne Standstreifen mit oder ohne Standstreifen 1,50 2,50 3,75 3,75 3,50 3,75 3,75 2,50 1,50 0,75 0,75 0,75 0,75 künftiger Querschnitt 14,50 35,50 RQ 35,5 12,00 on=prir 1,50 2,50 3,75 3,50 3,50 3,50 3,50 3,50 3,75 2,50 1,50 0,50 0,75 0,75 0,50 5

6 1 Grundlagen und Stand Thüringen A 4 - Hörselbergumfahrung A 4 Konzessionsstrecke 44,00 km davon Neubau, Erhaltung, Betrieb 24,50 km Erhaltung und Betrieb 19,50 km zusätzlich zeitweise Umstufungsabschnitt B-Straße 12,62 km Rückbauabschnitt 10,18 km Konzessionsbeginn (HOCHTIEF-VINCI) 6

7 2 Technische Problemstellungen Straßeninfrastruktur Lebenszyklusansatz Gewährleistung von 4/5 Jahren Erhöhung der Vertragslaufzeit Qualitätsmanagement bei Bau, Erhaltung, Betrieb Assetmanagement / Koordinierung Maßnahmen Effizienzen Erhaltungsmanagement PMS BMS Effizienter Personaleinsatz im Betriebsdienst Einheit Bau Erhaltung Betrieb (aus einer Hand) Innovative Bauweisen Optimierte Mittelbewirtschaftung / Erhöhung Wertbestand Risikoverteilung Übertragung Bauausführungsrisiko auf AN Nachtragsrisiko bei AN Verfügbarkeitsrisiko bei AN Erhaltungsrisiko bei AN Funktionale Anforderungen Nutzerorientiertes Management Anwendung ZTV-Funktion Oberbau, Ing.-bau, Erdbau, Entwässerung Keine restriktiven Leistungsbeschreibungen 7

8 2 Technische Problemstellungen Straßeninfrastruktur Einhaltung der Funktionsanforderungen während der Vertragslaufzeit Straße Basis: ZTV-Funktion-Ob-StB08, ZTV-Funktion-E-StB08, ZTV-Funktion-Ew-StB08 Übergabewerte Warnwerte Schwellenwerte Abnahmewerte Einzuhaltende Maximalforderungen bei Inbetriebnahme bei Überschreiten Maßnahmeplanung und einleitung, bevor Schwellenwert erreicht wird während Vertragslaufzeit einzuhalten; darf nicht überschritten werden entsprechen in der Regel den Warnwerten Messtechnische standardisierte numerische Erfassung Zustandsgrößen Visuelle Zustandserfassung der Schadensmerkmale 8

9 3 Erhaltung PMS und BMS Systematik Straßenerhaltung Systematik Straßenerhaltung (örtliche-punktuelle oder kleinflächige Maßnahmen) Bauliche Unterhaltung (Instandhaltung) (z. B. Vergießen von Rissen, kleinflächige Flickarbeiten) Bauliche Erhaltung Instandsetzung (größerflächige Maßnahmen) Erneuerung I 1 - auf der Deckschicht (z. B. Oberflächenbehandlung, Dünnschichtbelag) I 2 - an der Deckschicht (z. B. Hoch-/Tiefeinbau der Deckschicht) E1 - an der Decke (z. B. Hoch- oder Tiefeinbau der Decke) E2 - an Tragschicht(en) / am Oberbau (z. B. Verstärkung, Tiefeinbau einschl. der Tragschicht(en)) 9

10 3 Erhaltung PMS und BMS Gesamtwertermittlung Oberflächenzustand bei ZEB 10

11 3 Erhaltung PMS und BMS ZIELST ELLUNG Qualitätsbewertung des Oberflächenzustandes, des Befestigungszustandes und sonstiger Netz- und Anlageelemente Bewertung des Oberflächenzustandes Nach Erfassung und Bewertung Zustandsgrößen Zustandswerte Teilwerte für Gebrauch und Substanz Gesamtwert Zustandsgrößen werden in Zustandswerte überführt Gewichtung und Bewertung von Teilwerten 11

12 3 Erhaltung PMS und BMS Funktionale Anforderungen abhängig von der Straßenkategorie Beispiel: Ebenheit im Querprofil - Zustandsgröße 5,0 4,0 BAB L-Straßen K-Straßen 3,5 Zustandswert 3,0 2,0 1, mm 12

13 3 Erhaltung PMS und BMS Grundhafte Erneuerung Bau und Erhaltung Splittmastixasphalt Betondecke Asphaltbinder Vertragslaufzeit Grundhafte Erneuerung / Bau Vertragslaufzeit 3 Beispiele Splittmastixasphalt laufende Erhaltung Zustandserfassung und Bewertung Prognose Vertragsgrundlage 13

14 3 Erhaltung PMS und BMS Lebenszyklusansatz Bau Erhaltung Betrieb Durchschnittliche Lebensdauer Brücken Jahre Beschilderung 15 Jahre Ausstattung Jahre Markierung 2-5 Jahre Deckschicht Jahre Binderschicht Jahre Tragschicht Jahre Unterbau Jahre 14

15 3 Erhaltung PMS und BMS Lebenszyklusansatz Bau Erhaltung Betrieb Erhaltungsintervalle Konzessionszeitraum Jahre Splittmastixasphalt 16 Gussasphalt 19 Betondecke Asphaltbinder Offenporige Asphalte 6 Markierungen 5 Zustandserfassung, -bewertung Wegweis. Beschilderung

16 3 Erhaltung PMS und BMS Standardfunktionen Zustandsentwicklung - Zustandentwicklung als Grundlage für Risikoeinschätzung innerhalb des Lebenszyklusansatzes - Bewertung für E1- und E2-Maßnahmen Baujahr bzw. letzte Erneuerung Zum Beispiel Jahr der Zustandserfassung 16

17 3 Erhaltung PMS und BMS Einhaltung der Funktionsanforderungen während der Vertragslaufzeit Ingenieurbauwerk Basis: RI-EBW-PRÜF; DIN 1076, Einzelschadenbewertung Standsicherheit Verkehrssicherheit Dauerhaftigkeit = Zustandsnote Bauwerk Mindesttragfähigkeit BK 60/30 DIN 1072 Vertragszeitraum < 2,9; Ende Vertragszeitraum < 2,4 Zustandsentwicklung Stahl- und Spannbetonbrücken 17

18 4 Beispiele der Anwendung Einhaltungsmodell von Landesstraßen im Saale-Holzland-Kreis (Thüringen) Pilotprojekt für 19,54 km Grundhafte Erneuerung Erhaltung Betrieb (teilweise) 30 Jahre Leistungsübernahme PPP Einstellung VE für 30 Jahre Funktionale Ausschreibung 18

19 4 Beispiele der Anwendung Einhaltungsmodell für ein ausgewähltes Netz (Schleswig-Holstein) Wesselburen Marne Heide Ausgewähltes Netz Landes- und Kreisstraßen Zustandserfassung und -bewertung L- und K-Straßen Untersuchung verschiedener Erhaltungsszenarien Anwendung PMS Netzfindung unter Berücksichtigung verschiedener Standorte Wirtschaftlichkeitsuntersuchung 19

20 4 Beispiele der Anwendung 5,00 4,00 3,00 2,00 Zustandsverlauf der gesamten Landesstraßen im Teilnetz - bedarfsgerechte Erhaltung - Gesamtwert 3,52 3,73 3,92 3,74 3,91 3,95 3,01 3,01 3,09 3,26 3,43 3,60 3,78 1,89 2,14 2,39 2,63 2,86 3,09 3,30 3,52 3,73 3,92 3,74 3,91 3,95 3,01 3,01 3,09 3,26 Beispiel: Zustandsverlauf der Landesstraßen des Teilnetzes über den Vertragszeitraum von 30 Jahren bei bedarfsgerechter Erhaltung fiktive Kosten: ,00 Der GW verläuft dabei von anfangs 3,52 auf 3,26 nach 30 Jahren. 1,00 Zustandsverlauf des Landesstraßennetzes Sehr guter Bereich guter Bereich schlechter Bereich 0, Jahre 30 Zustandsverlauf der Landesstraßen im Teilnetz - budgetorientierte Erhaltung - 5,00 4,00 3,00 Gesamtwert 3,52 3,73 3,92 4,00 4,05 4,08 4,01 3,97 4,04 4,01 4,05 4,08 4,20 4,18 4,18 4,16 4,12 4,13 4,15 4,17 4,18 4,18 4,18 4,17 4,17 4,18 4,19 4,19 4,19 4,22 Zustandsverlauf der Landesstraßen des Teilnetzes über den Vertragszeitraum von 30 Jahren bei budgetgerechter Erhaltung fiktive Kosten: ,00 entspricht 43,34% des Bedarfs 2,00 1,00 Zustandsverlauf des Landesstraßennetzes Sehr guter Bereich guter Bereich schlechter Bereich Der GW verläuft dabei von anfangs 3,52 auf 4,22 nach 30 Jahren. 0, Jahre 31 20

21 5 Wertebestand Substanzwert im Lebenszyklus Vermögenswert einer Straße (1) Beispiel Aufsplittung des Vermögenswertes über die einzelnen Schichten der Straße Schichtaufbau 100 % Instandsetzung I... Erneuerung E... DS I 1 E 1 I 1 E 1 I 1 E 2 BS E 1 E 1 E 2 TS E 2 Unterbau E 2 Grunderwerb Lebenszyklus [Jahre] - Basis: Alter der einzelnen Schichten der Straßenbefestigung (im Bsp. neue Straße) - Lebensdauern für jede Schicht individuell festlegbar - zu beachten! haben TS und/oder Unterbau 50% ihres Vermögenswertes erreicht, verringert sich für die darüberliegenden Schichten (DS, BS) die Lebensdauer um 10% haben TS und/oder Unterbau 30% ihres Vermögenswertes erreicht, verringert sich für die darüberliegenden Schichten (DS, BS) die Lebensdauer um 20% 21

22 5 Wertebestand Substanzwert im Lebenszyklus Problemstellung Definition Substanz zum Vertragsende Befestigungsaufbau nach RStO und Bauklasse Vertragsende oder - ZTV-Funktion-Ob 2008 ergibt Substanzwert (Oberfläche) Ermittlung Substanzwert (Bestand) nach FGSV-Arbeitspapier Nr. 9/ Bl = Dl vorh /Dl erf Substanzwert Bestand Vertragsbestandteil Dl vorh = Σ (Di + Aqmax q x t; b ) Dl erf = 40,1 0,246 x E v2 + 4,96 x 10-4 x E v22 bei Bkl 4 - Bohrkernuntersuchungen, Tragfähigkeitsmessungen, Georadar als Erfassungsmethoden 22

23 6 Betriebsdienst Strukturen und Anwendungen Z I E L Gewährleistung der dauerhaften Leichtigkeit und Flüssigkeit des Verkehrs Anforderungsniveau ist in allen Leistungsbereichen einzuhalten Bauliche Unterhaltung Grünpflege Wartung und Instandhaltung der Straßenausstattung Reinigung Winterdienst weitere Leistungen u.a. Streckenkontrolle Verpflichtung während des gesamten Konzessionsverfahrens zum Betrieb der Strecke 23

24 6 Betriebsdienst Strukturen und Anwendungen 77 Leistungspositionen sind im Leistungsheft für die betriebliche Straßenunterhaltung auf Bundesfernstraßen beschrieben Streckenwartung 30% bauliche Unterhaltung 12% Fahrzeuge, Geräte 15% Material 5% Personalkosten 57% Grünpflege 26% Winterdienst 11% Fremdleistungen 23% Ausstattung 10% Reinigung 11% Kostenverteilung und Kostenarten (ohne Verwaltung) Kostenverteilung und Leistungsarten (ohne Verwaltung) Prozentsätze stark schwankend UI-Titel 2007; /km BAB im Durchschnitt Berücksichtigung Landesgesetzgebungen 24

25 6 Betriebsdienst Strukturen und Anwendungen Gewährleistung der dauerhaften Leichtigkeit und Sicherheit des Verkehrs unter Einhaltung des Anforderungsniveaus in allen Leistungsbereichen des Betriebes der Konzessionsstrecke über einen Zeitraum von 30 Jahren Bestandsdatenermittlung, Laufendhaltung (u.a. Fahrbahnfläche, Anzahl VZ, Leitpfosten, Bauwerke, Beschilderung, Nebenanlagen, Schutzplanken, Gehölze, Entwässerung; m2, m, km, t, Stck, h) Planung der erforderlichen Leistungen in allen Leistungsbereichen Personaleinsatz Fahrzeug- und Geräteeinsatz Materialeinsatz Genehmigungen Ausschreibung der Vergabe der erforderlichen Leistungen, ggf. Eigenleistungen Kontrolle der Leistungen Planung und Kontrolle der finanziellen Mittel 25

26 7 Volkswirtschaftliche Bewertung von PPP-Projekten Grundlage: Empfehlung für Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen an Straßen (EWS) 86/02 Bewertungsverfahren für den Bundesverkehrswegeplan 2003 Veränderung der Betriebskostensätze Veränderung der Zeitkosten / Reisezeiten Bewertung der Unfallfolgen Bewertung der Lärmbelastung Bewertung der Schadstoffbelastung Bewertung der Klimabelastung Kosten werden dem Nutzen gegenübergestellt 26

27 8 PPP in der kommunalen Infrastruktur Besonderheiten Kommunen Gleisanlagen Nebenflächen (u.a. Rad- und Gehwege, Parkplätze, Stadtplätze), unscharfe Übergänge Leitungsträger (Gas, Wasser, Elektro, Abwasser, Telekom) Stark differenzierte Verkehrsbelastung (Nutzeranforderungen) Wechselnde Belagarten Ausgeprägter ÖPNV Grundlagen und Ausblick E EMI 2009 (Empfehlungen für das Erhaltungsmanagement von Innerortsstraßen) FGSV-Arbeitspapiere zur Systematik der Straßenerhaltung, Reihe K RPE Stra 01, ZEB, Datenbanken TT-SIB, ROSY, TIFOSY, Assetmanagement Erfassung und Bewertung Anlagevermögen (Zusammenhang mit Doppik) Erfassung und Bewertung aktueller Zustand Entwicklung Prognosefunktion Erweiterung Bewertungsverfahren für innerörtliche Verkehrsflächen 27

28 9 Zusammenfassung und Ausblick Neustrukturierungen der Straßenbauverwaltungen, Fachkräftemangel, Finanzierungsdefizite erfordern neue Wege Umfassende Umsetzung eines PMS und BMS Einbeziehung Betriebsdienst als Benchmark Innovatives Qualitätsmanagement und innovative Bauweisen Nutzerorientiertes Management auf der Basis funktionaler Bewertungskriterien Volkswirtschaftliche Bewertungen der Projekte als Legitimation zur Realisierung von PPP-Projekten Einführung Doppik in Städten und Gemeinden - Erfassung Anlagebestand und Anlagevermögen, Voraussetzung für PPP-Umsetzung Erfahrungen erster PPP-Projekte nutzen und auswerten Standardisiertes Vorgehen zur Lösung technischer Problemstellungen bei PPP-Projekten erforderlich 28

29 9 Zusammenfassung und Ausblick Arbeitsprogramm Ad hoc - Arbeitsgruppe Erhalt eines Arbeitsauftrages des BPPP / offizielle Konstituierung AG Sensibilisierung der ÖPP - Entscheidungsträger für Problemstellungen Technik Erweiterung der Arbeitsgruppe Definition, Zuordnung und Systematisierung von Problemstellungen Technik (BAB, Landesstraßen, kommunale Netze, Erhaltung, Betrieb, Qualitätsmanagement u.a.) Erarbeitung einer Entscheidungshilfe? Schaffung einer breiteren technischen Basis bei Anwendung von ÖPP-Projekten 29

30 Vielen Dank für f r Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: Dr.-Ing. habil. Norbert Ulrich Schüßler-Plan Ingenieurgesellschaft mbh Greifswalder Straße 80 A D Berlin Tel Fax nulrich@schuessler-plan.de 30