Wiener Stadtstraßen. Ergebnisse zur Studie technische und wirtschaftliche Optimierung des Straßenoberbaus

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1 Wiener Stadtstraßen Ergebnisse zur Studie technische und wirtschaftliche Optimierung des Straßenoberbaus Stadt Wien Magistratsabteilung 28 Dipl.-Ing. Dieter Jaderny

2 Projekt Wiener Stadtstraßen Studie im Zuge des übergeordneten Projektes der Stadtbaudirektion zum Thema: Einsparungspotentiale im Straßenbau. Ziel: bestehende Richtlinien und Arbeitsunterlagen im Straßenbau auf mögliche Einsparungspotentiale hin zu prüfen.

3 Projekt Für die Errichtung und Erneuerung der städtischen Straßeninfrastruktur gilt derzeit für ganz Österreich die RVS Oberbaubemessung. In der österreichweit geltenden Richtlinie nicht berücksichtigt: Geografisch bedingte klimatische und geologische Unterschiede der Bundesländer Anteil und Zusammensetzung des Schwerverkehrs in einer Großstadt Die am Projekt Beteiligten (MD-BD, Gruppe Tiefbau, MA 28, TU Wien, MA 18) haben folgende Wiener Besonderheiten heraus gearbeitet: klimatischen Bedingungen (Frosteindringung), Verkehrsbelastung, Schadens- und Äquivalenzfaktoren Ergebnis: Oberbaukatalog für die Wiener Stadtstraßen Kostenanalyse für Wiener Straßenbauprojekte Abschätzung des Einsparungspotenzials

4 Grundlagen Ausgangssituation Beträchtliche Investitionen der Stadt Wien in Errichtung, Instandsetzung und Erneuerung der städtischen Straßeninfrastruktur Grundlage für die Festlegung der Regelaufbauten derzeit: RVS Regelquerschnitte der MA 28 Dienstanweisung 2009 Städtische Straßen weisen andere Nutzeranforderungen als Freilandstraßen auf: Lastkollektiv (z.b. Linienbusse) Einbauten Aufgrabungen Spezifische klimatische Verhältnisse werden derzeit nicht berücksichtigt.

5 Einflussgrößen / Auswertung Wien bezogen Inhalt bzw. Arbeitspakete: Ausgangssituation Derzeit: Frosteindringung Zuordnung der und Lastklasse Mindestdicke nach des Straßenkategorie frostsicheren Oberbaus (Dienstanweisung 2009) Hauptstraßen Ermittlung repräsentativer Schwerverkehrskollektive für Straßen Nebenstraßen unterschiedlicher mit Buslinienbetrieb funktionaler Bedeutung Nebenstraßen ohne Buslinienbetrieb Maßgebliche Schadensfunktionen und Äquivalenzfaktoren für Oberbauten von Aufschließungsstraßen Stadtstraßen Bemessungsmethodik und Oberbaukatalog für Stadtstraßen Abschätzung des Einsparungspotenzials

6 Frosteindringung Eingangsgrößen Geologische Verhältnisse in Wien - Untergrund Klimastation Untergrund Frostempfindlichkeitsklasse* Stadtzentrum Innere Stadt sandiger Kies F1 Wienerwald Groß Enzersdorf Sand F2 Nördlich der Donau Hohe Warte Schluff F3 Innere Stadt: pleistozäne Terrassenschotter Groß Enzersdorf: rezenter Donauschotter Hohe Warte: neogene Lockersedimente * Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau (FGSV 599), 2009

7 Frosteindringung Eingangsgrößen Ausreichende Dicke des ungebundenen frostsicheren Oberbaus Oberflächentemperatur: Lufttemperatur Windgeschwindigkeit Strahlungsbilanz Daten der ZAMG maßgeblicher Winter 1995/ Lu#temperatur in C Hohe Warte Innere Stadt Groß Enzersdorf Datum

8 Frosteindringung Simulation Simulation für verschiedene Oberbauvarianten (Schichtdicken)

9 Frosteindringung Mindestdicken des frostsicheren Oberbaus - 60 %-Kriterium* und Mindestdicken gem. RStO 12 * Merkblatt über die Verhütung von Frostschäden an Straßen 60 % - Kriterium Frosteindringung (Simulation) Mindestdicke gem. RStO 12

10 Frosteindringung Mindestdicken des frostsicheren Oberbaus keine Angaben über die Frostempfindlichkeit des Untergrundes F3 Bautype 4 mit zementstabilisierter oberer Tragschicht: derzeitigen Schichtdicken gemäß RVS ausreichend groß, eine Reduktion wird nicht empfohlen Starre Befestigungen (Betondecken): keine Reduktionen der Schichtdicken, da hinsichtlich Frosthebung besonders gefährdet

11 Schwerverkehrskollektive für Wien

12 Schwerverkehrskollektive für Wien Verkehrszählungen in Wien 2005 und 2010 auf dem Hauptstraßennetz 2005 Zählung von 9 Fahrzeugkategorien - Motorrad (Mot) - PKW - Lieferwagen (Lfw) - PKW + Anhänger (PmA) - Bus - LKW ohne Anhänger (LoA) - LKW mit Anhänger (LmA) - Sattelzug (Sat) - Sonderfahrzeuge (Son) 2010 Zählung von 3 Fahrzeugkategorien - < 6 m - 6 bis 12 m - > 12 m Automatische Zählung mit Hilfe von Zählplatten In die Kategorie 6 bis 12 m fallen auch PKW mit Anhänger und teilweise Lieferwagen Schwerverkehr relevant für die Oberbaubemessung Schwerverkehr?

13 Schwerverkehrskollektive für Wien Händische Zählung (Schwerverkehr) Ergänzung aus 2014 FZ-Kategorien müssen für die Zählung visuell leicht unterscheidbar sein LKW 2-achsig LKW 3-achsig LKW 4-achsig LKW mit Anhänger Sattelzug 3-achsig Sattelzug 5-achsig Busse 2-achsig Busse 3-achsig Gelenksbusse (3-achsig)

14 Schwerverkehrskollektive für Wien Fahrzeugkategorien für die händische Zählung - LKW und Busse: Länge mindestens > 6 m - PKW mit Anhänger fallen meist in die Kategorie 6-12 m, für die Oberbaubemessung nicht relevant - Lieferwagen fallen sowohl in die Kategorie < 6 m, als auch in die Kategorie 6-12 m, für die Oberbaubemessung nicht relevant - PKW mit Anhänger und Lieferwagen bei Zählung nötig, um sie aus der Gruppe 6-12 m herausrechnen zu können

15 Schwerverkehrskollektive für Wien Repräsentative Zählstellen Lassallestraße Handelskai Landstraßer Hauptstraße Alser Straße Linzer Straße Schloßallee Mariahilfer Gürtel Linke Wienzeile Ottakringer Straße Flötzersteig Anton-Baumgartner- Straße Ketzergasse

16 Schwerverkehrskollektive für Wien Wiener Schwerverkehrskollektive SV- Kollek7v DTLV < Lfz/24h [%] SV- Kollek7v DTLV Lfz/24h [%] LKW 2- achsig LKW 3- achsig LKW 4- achsig Bus 2- achsig Bus 3- achsig Linienbusse nicht in Kollektiv enthalten Reisebusse sind in Fahrzeugkollektiv enthalten große Schädigung Großer Anteil der 5-achsigen Sattelzüge große Schädigung LKW mit Anhänger SaJelzug 3- achsig SaJelzug 5- achsig

17 Schadensfunktionen und Äquivalenzfaktoren

18 Schadensfunktionen und Äquivalenzfaktoren Bemessung gemäß RVS Berücksichtigung des Verkehrs durch eine äquivalente Einzelachse mit Normachslast von 100kN Anwendung von Äquivalenzfaktoren zur Ermittlung von Bemessungsnormlastwechseln tatsächliches Verkehrskollektiv wird nicht berücksichtigt BNLW = NLWtägl R V S 365 n z NLW = JDTV A tägl i i i Wenn keine Ergebnisse aus Verkehrszählungen mit Unterscheidungen in Fahrzeugkategorien i vorliegen: NLWtägl = JDTVges ÄJDTLV

19 Schadensfunktionen und Äquivalenzfaktoren Schädigungen durch Fahrzeugklassen 1,40E- 07 1,20E- 07 Schädigungsrate C m,fz [- ] 1,00E- 07 8,00E- 08 6,00E- 08 4,00E- 08 2,00E- 08 0,00E+00 VC40 VC51 VC54 VC100 VC57 VC61 VC62 VC74 VC81 VC83 VC113 Bus 2A Bus 3A BusG Bezeichnung der Fahrzeugklasse Mittlere Schädigung eines Aufbaus der LK I, Bautype 1 (pmb) durch die Fahrzeuge verschiedener Fahrzeugklassen

20 Schadensfunktionen und Äquivalenzfaktoren Ermittlung von neuen Äquivalenzfaktoren Einfluss auf Äquivalenzfaktoren: Ä wird über Schädigungsrate C i ermittelt Achskonfiguration innerhalb der FZ-Kategorie in Bemessungstool Gewichtsverteilung innerhalb der FZ-Kategorie enthalten 12 Temperaturperioden Fahrzeugkollektiv gemäß ergänzender händischer Verkehrszählung C i. jährlich mittlere Schädigungsrate durch das Fahrzeug i

21 Schadensfunktionen und Äquivalenzfaktoren Vereinheitlichung der Äquivalenzfaktoren aller Bautypen und Lastklassen Berechnete Äquivalenzfaktoren Bautype 1 Bautype 4 LK I LK II LK III LK I LK II LK III Vereinheitlichung der Äquivalenzfaktoren Neuer RVS-Entwurf Ä für LastkollekSv niedrig (DTLV < Lfz/24h) 1,00 Ä für LastkollekSv hoch (DTLV Lfz/24h) 1,20 Ä für 2- achsige Linienbusse 1,40 (1,90)* Ä für Liniengelenkbusse 1,50 (1,90)* * Bei einer Auslastung der Busse deutlich über 50 % sind die Äquivalenzwerte zu erhöhen

22 Schadensfunktionen und Äquivalenzfaktoren Bemessung neu Wiener Stadtstraßen Großer Einfluss der Busse, besonders bei mehreren Buslinien Daher Ermittlung von Äquivalenzfaktoren für - Lastkollektiv DTLV < Lfz/24h - Lastkollektiv DTLV Lfz/24h - Linienbusse 2-achsig - Liniengelenkbusse Bemessung: BNLW = NLWtägl R V S 365 n z

23 Schadensfunktionen und Äquivalenzfaktoren Bemessung neu Wiener Stadtstraßen Äquivalenzfaktor für maßgebliches Schwerverkehrskollektiv DTLV < Lfz/24h DTLV Lfz/24h Aus dem GIS-Graphen: JDTV Schwerverkehrsanteil Äquivalenzfaktoren für Busse (2-achsige Busse bzw. Gelenkbusse) Anzahl der 2-achsigen Buslinien (B2A) Anzahl der Gelenkbuslinien (GB) Anzahl der Busse pro Tag (200, wenn keine Daten)

24 Schadensfunktionen und Äquivalenzfaktoren Auswertung über GIS-Graph

25 Schadensfunktionen und Äquivalenzfaktoren Bemessung neu Wiener Stadtstraßen Tool für die Ermittlung des maßgeblichen Schwerverkehrskollektivs Manuelle Eingabe Ergebnis

26 Oberbaukatalog Bemessungsdiagramme Ermittlung der möglichen Lastwechsel aus den berechneten Schädigungsraten Bemessungsdiagramme für Bautype 1 und Bautype 4 Bemessungsdiagramm basierend auf Schädigungsraten des Schwerverkehrskollektivs DTLV Lfz/24h für Bautype 1 bei Verwendung von Standardbitumen B

27 Oberbaukatalog Oberbaukatalog neu Schichtdickenreduktion bei bituminösen Aufbauten Betondecken ausreichend dimensioniert Pflasterdecken wegen geringen flächenmäßigen Anteils nicht verändert

28 Oberbaukatalog Oberbaukatalog neu Änderungen bei bituminösen Aufbauten: Lastklassenbezeichnungen gemäß neuem RVS-Entwurf Schichtdickenänderungen bei bituminös gebundenen Tragschichten und ungebundenen unteren Tragschichten (Frostschutzschichten) - Unterscheidung nach Aufbauten mit unmodifiziertem und polymermodifiziertem Bitumen bei LK 10 und LK 4 (ehemals LK I und LK II) - Dicke der ungebundenen unteren Tragschichten (Frostschutzschichten) abhängig von Frostempfindlichkeitsklasse bei LK 1,3 und LK 0,4 (ehemals LK III und LK IV) LK 25 (ehemals LK S) wurde in den Oberbaukatalog aufgenommen LK 0,4 (ehemals LK IV) wurde in den Oberbaukatalog aufgenommen LK 0,1 (ehemals LK V) wird für befahrene Flächen nicht mehr vorgesehen

29 Oberbaukatalog Bemessung neu Wiener Stadtstraßen Lastklassenbezeichnung Lastklassenbezeichnung in Anlehnung an den neuen Normenentwurf der RVS Anhand der maximal zulässigen Anzahl der Bemessungsnormlastwechsel Lastklassenbezeichnung neu gem. Lastklassenbezeichnung alt gem. Normenentwurf 2014 zu den derzei7g gül7ger RVS RVS LK S LK 25 LK I LK 10 LK II LK 4 LK III LK 1,3 LK IV LK 0,4

30 Oberbaukatalog Oberbaukatalog neu

31 Oberbaukatalog Oberbaukatalog neu Oberbaukatalog alt

32 Oberbaukatalog Oberbaukatalog neu Oberbaukatalog alt

33 Oberbaukatalog neu Oberbaukatalog Oberbaukatalog alt

34 Kostenanalyse Kosten für Straßenbauprojekte Rahmenvertrags- und ausgeschriebene Projekte Investierte Mittel MA 28 [ ] 37,1 Mio. 41,1 Mio. 55,0 Mio. 45,1 Mio. 35,5 Mio. 48,9 Mio. Jahr [-]

35 Kostenanalyse Flächenmäßige Anteile der Lastklassen Ausgeschriebene Projekte, 2007 bis April 2014 Abschätzung anhand der Flächen der eingebauten Deckschichten Eingangsgröße zur Ermittlung des Einsparungspotenzials

36 Abschätzung des Einsparungspotenzials Abschätzung des Einsparungspotenzials Zuordnung zu Lastklassen anhand der Verkehrsbelastung Hauptstraßen B LK I 8,2 % Zuordnung gemäß Dienstanweisung Hauptstraßen A LK I 19,0 % Nebenstraßen mit Bus LK II 6,9 % Nebenstraßen ohne Bus LK III 65,9 % LK 25 (ehemals LK S) 3,7 % LK 10 (ehemals LK I) 13,5 % LK 4 (ehemals LK II) 16,0 % LK 1,3 (ehemals LK III) 7,8 % Zuordnung nach Verkehrsbelastung LK 0,4 (ehemals LK IV) und niedriger 59,0 %

37 Wiener Stadtstraßen Resümee Bei spezifischer Betrachtung (Klimadaten, Verkehrsdaten, Geologie) und Anwendung des sich daraus ergebenden neuen Oberbaukataloges ergeben sich neue Lastklassen und Konstruktionsstärken. Daraus ergibt sich ein entsprechendes Einsparungspotential, das aber in zusätzlichen Investitionen zur Verbesserung des Straßenzustandes in Wien insgesamt verwendet werden soll.

38 Wiener Stadtstraßen Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!