Base works for the updating of the standards about visual monitoring of the pavement surface

• Research unit: FEDRO RBT
• Project number: VSS2010/701

Key words (German)

Erhaltungsmanagement, visuelle Zustandserfassung, Zustandsbewertung, Oberflächenzustand

Key words (English)

Maintenance management, visual diagnostic, assessment of pavement, road surface monitoring

Short description (German)

Die systematisch durchgeführte visuelle Zustandserhebung und Bewertung von Fahrbahnen ist Bestandteil und Voraussetzung des Prozessablaufes innerhalb des Managements der Strassenerhaltung. Die sich aus der Zustandserhebung ergebende Zustandsbewertung ermöglicht die Festlegung prioritärer Unterhaltsabschnitte. Diese Methodik wird beim Bund sowie in den Kantonen und Städten rege angewandt. Dadurch hat sich ein grosses Wissen ergeben und daraus die Erkenntnis, dass die Norm SN 640 925 aktualisiert und auf den neuesten Stand dieser Erfahrungen gebracht werden muss.

Die heutige Norm weist 22 Merkmale auf. Die Unterscheidung dieser vielen Merkmale führt vielfach zu Schwierigkeiten in der Beurteilung. Die Merkmale sind deshalb zu überprüfen und zu präzisieren, so dass daraus ein Beschrieb für die Massnahmenplanung vorgelegt werden kann. Die unterschiedlichen Bedürfnisse der verschiedenen Anwendergruppe werden bei Bedarf auch in unterschiedliche Beurteilungsprozesse abgestuft.

Short description (English)

The systematically accomplished visual surveying and evaluation of surface diseases are a component and a condition of the process cycle within the management of road maintenance. The results of such evaluation let define the priority of possible maintenance sections. This methodology is used actively within the federal administration as well as in the cantons and cities. The resulted large knowledge and the experiences of the users let realise that the standard SN 640 925 should be updated and brought up to date.

The today's standard exhibits for the visual surveying 22 characteristics. The distinction of these many characteristics leads often to difficulties in the evaluation. These characteristics are to be examined therefore and so specified, to be really helpful for the choice and evaluation of maintenance works. The different needs of the different user groups are if necessary to be graded into different evaluation processes.

Project description (German)

Einleitung und Ist-Zustand

Die aktuell geltende Norm SN 640'925 „Erhaltungsmanagement der Fahrbahnen; Zustandserhebung und Indexbewertung„ sowie die dazugehörige Anleitung zur visuellen Zustandserhebung und Indexbewertung mit dem Schadenkatalog wurde das letzte Mal im 2003 leicht angepasst. Ihre Struktur weist betreffend die visuelle Zustandserfassung eine Besonderheit auf: die Norm SN 640'925 enthält einzig für die visuelle Zustandserfassung eine detaillierte Beschreibung der Erhebungsmethodik. Bei den vier weiteren Zustandsindizien (I2, I3, I4 & I5) wird nur die eigentliche Indexbewertung behandelt. Die entsprechenden Erhebungsmethoden sind jeweils in separate Normen enthalten. Somit stellt sich neben den in den weiteren Ausführungen erläuterten inhaltlichen Überlegungen zur visuellen Zustandsaufnahme eine grundsätzliche Frage zur Konsistenz der aktuellen Normstruktur. Im Rahmen einer gründlichen Revision der Normierung über die visuelle Zustandserfassung sollte deshalb über eine Auslagerung der Thematik in eine eigene Norm nachgedacht werden.

Das Hauptanliegen einer möglichen Normrevision besteht in der Überprüfung der Zweckmässigkeit der bisherigen Zustandserfassung. Es stellt sich die Frage, ob damit die Kernbedürfnisse der Erhaltungs-planung abgedeckt werden können. Die aktuelle Methodik zur visuellen Zustandserhebung berücksichtigt 22 Schadenmerkmale, welche in 5 Schadensgruppen aufgeteilt sind. Die aktuelle Norm ermöglicht einerseits eine „pauschale“ Beurteilung der Hauptgruppen (Grobaufnahme) und andererseits eine Einzelbeurteilung der 22 Schadenmerkmale (Detailaufnahme). Die Indexberechnung gemäss SN 640'925 oder SN 640'926 (Einzelindizes) basiert aber in beiden Fällen auf die Matrixwerte der Hauptgruppen. Neben Unklarheiten der Norm über das genaue Vorgehen beim Vorhandensein von verschiedenen Ausmass- und Schweregraden, wird eine mögliche Verwendung der Detailaufnahme für die Massnahmenplanung überhaupt nicht beschrieben.

Die eindeutige visuelle Erkennung und Zuordnung gewisser Merkmale (z.B. Polieren/Abrieb, Setzungen/ Ränderschäden, Wilde Risse/Netzrisse) kann Probleme bereiten und sollte optimiert, präzisiert oder überdenkt werden (was wird genau gebraucht, was soll visuell oder maschinell erfasst werden, was ist für die Erhaltungsplanung mehr oder weniger von Bedeutung?).

Die visuelle Zustandserfassung stellt für die kleinste Gemeinde bis zum Grossnetzbetreiber (Kantone, ASTRA) eine sehr verbreitete und wichtige Grundlage der Erhaltungsplanung dar. Änderungen in diesem Bereich müssen also gut überlegt sein, eine Korrelation mit bestehenden Aufnahmedaten ermöglichen und, um eine Anpassung zu begründen, eine reale Mehrwert anbieten. In diesem Sinne könnte die Ausarbeitung von gezielten netzabhängigen Erhebungs- und Beurteilungsmethoden eine wesentliche Optimierung der Erhaltungsprozesse auf unterschiedlichen Ebenen ermöglichen.

Das vorgesehene Projekt enthält somit die folgenden Etappen:

(1) Situationsanalyse und Befragung

· Kritische Auswertung und Beurteilung der Literatur im In- und Ausland bezüglich der visuellen Zustandserhebung der Oberfläche sowie allfälliger weiterer aktueller Unterlagen

· Befragung von Anwendern (Gemeinden, Kantonen, Bund) bezüglich der Durchführung von visuellen Zustandserhebungen. Strukturierte Auswertung der Stellungnahmen und Erfahrungsberichte.

· Feststellen von Lücken und Bedürfnissen. Formulierung von Schlussfolgerungen zur Begründung und Feinbestimmung der Forschungsschwerpunkte (Zweckmässigkeit von unterschiedlichen Beurteilungsmethoden) für das weitere Vorgehen.

(2) Festlegung von Anwendungskriterien

· Bildung von unterschiedlichen Erhebungs- und Beurteilungsmethoden für verschiedenartige Strassennetze in Städten, Kantonen und beim Bund unter Berücksichtigung der entsprechenden unterschiedlichen Bedürfnisse.

· Tauglichkeitsprüfung der Zustandsmerkmale. Diese Zustandsmerkmale sollen ein klare Zuordnung des Schadenbildes und eine zweckmässige Grundlage für die Massnahmenplanung ermöglichen. Die Ermessensunterschiede je nach Aufnahmeexperten sollen möglichst minimiert, die Qualität der Bewertungsergebnisse optimiert werden.

· Überprüfung und Vergleich verschiedener Aufnahmemethoden und Aufnahmearten.

(3) Methodik für bestimmte Anwenderkategorien

· Umsetzung der Merkmale für die Massnahmenplanung in Berücksichtigung der Erkenntnisse des Forschungspaketes „Massnahmenplanung im Erhaltungsmanagement von Fahrbahnen“ und insbesondere des Einzelprojektes EP1 „Standardisierte Erhaltungsmassnahmen“. Das Vorgehen bezüglich der Ergebnisse der visuellen Erhebung des Oberflächenzustandes für die Massnahmen-planung soll beschrieben werden.

· Die unterschiedlichen Bedürfnisse der Anwender in Bezug auf die jeweilig verschiedenen Strassentypen sollen beschrieben werden. Dabei werden die spezifischen Vorgaben in Bezug auf die Planung auf Netzebene (Strategische Ebene) und auf Projektebene (Objektebene) berücksichtigt.

(4) Anwenderempfehlung und Normierung

· Erarbeitung eines Schlussberichtes mit Vorschlag zur netzbezogenen Anwendung der Forschungs-ergebnisse.

· Erstellen eines Normentwurfes

Expected findings/ usefulness, beneficiaries (German)

Die Forschungsarbeit liefert die Grundlage, welche den Verantwortlichen von Strassenanlagen erlaubt, auf Grund der neuesten Erkenntnisse eine effiziente visuelle Erhebung des Oberflächenzustandes durchzuführen und damit ein wichtiger Teil im Erhaltungsmanagement abzudecken. Sie gewährleistet, eine auf die verschiedenen Bedürfnisse von Gemeinden, Kantonen und Bund abgestützte Methode, zur visuellen Erhebung und Beurteilung des Oberflächenzustandes, anzuwenden.

Die revidierte Norm wird den heutigen Kenntnisstand im Erhaltungsmanagement berücksichtigen und bildet damit für den Anwender in Gemeinden, Kantone und im Bund und beauftragten Planern und Ingenieuren ein wichtiger und notwendiger Teil für die Durchführung eines gezielten Erhaltungs-managements von Strassenanlagen.

Methods (German)

Die Forschungsmethodik gliedert sich in vier Phasen. Im Rahmen der Phase 1 erfolgt nebst dem Literaturstudium eine Befragung der Anwender mit einer Analyse der Ergebnisse der Befragung und der daraus folgenden Ziehung von Schlussfolgerungen. In der Phase 2 werden die unter Umstände nötigen Unterscheidungen für Netzabhängige Erhebungs- und Beurteilungsmethoden festgelegt und begründet. Die Phase 3 erarbeitet eine entsprechende Methodik für bestimmte Anwenderkategorien. In Phase 4 werden ein Schlussbericht mit einem Vorschlag zur gezielten Anwendung sowie ein Normentwurf erstellt.

In dieser Forschungsarbeit wird deshalb wie folgt vorgegangen:

- Festlegung von Zustandsmerkmalen zur qualitativen und quantitativen Darstellung eines Zustandes unter Berücksichtigung der Überführung der Werte in eine Massnahmenplanung.

- Entwicklung und Aufzeigen des Vorgehens zur Ermittlung von Zustandswerten für verschiedene Anwendungsstufen (Bund, Kantone, Städte und Gemeinden, differenziert nach Hochleistungsstrassen, Hauptverkehrsstrassen, Verbindungsstrassen, Sammel- und Erschliessungsstrassen)

- Empfehlung von Zustandsbereichen für verschiedene Anwendungsstufen und Strassentypen für minimale und optimale Erhaltungsstrategien (Zustandsbereiche: „gut“, „mittel“, „ausreichend“, „kritisch“ und „schlecht“).

- Entwicklung einer überarbeiteten, normalisierten Zustandserhebung, welche die bisherigen Aufnahmeverfahren und zukünftige Entwicklungen berücksichtigt.

- Ausarbeiten von Grundlagen (Norm- Entwurf) zur Revision und Ergänzung der Normen 640 925b, 640 925b Anhang und 640 926.

Special tools and infrastructure (German)

Keine

Overview of research activities (German)

Der Stand der Forschung im Bereich der gezielten Anwendung von Ergebnissen der visuellen Zustandserhebung zur Massnahmenplanung ist teilweise in der weiter aufgelisteten Literaturliste beschrieben. Die Schweiz hat seit längerer Zeit eine gewisse Vorreiterrolle im Bereich der visuellen Zustandserfassung übernommen, insbesondere was die Möglichkeit einer detaillierten Aufnahme mit 22 Schadensmerkmalen anbelangt. Der entsprechende Schadenkatalog als Anhang der SN 640'925 bleibt bei einer ausführlichen Beschreibung der verschiedenen Schadenschwere, gibt aber keine Hinweise über die möglichen Erhaltungsmassnahmen.

Das soeben abgeschlossene Forschungspaket „Massnahmenplanung im Erhaltungsmanagement von Fahrbahnen“ hat im Rahmen des Einzelprojektes 1 zu einer strukturierten Auflistung von standardisierten Erhaltungsmassnahmen geführt. Diese sind für das weitere Vorgehen zu berücksichtigen. Im Rahmen des Einzelprojektes 3 „Bedeutung Oberflächenzustand und Tragfähigkeit sowie gegenseitige Beziehung für Gebrauchs- und Substanzwert“ wurde einerseits auf die fehlende Verlinkung zwischen den Schadenmerkmalen im Randbereich der Fahrbahn und den entsprechenden Erhaltungsmassnahmen; andererseits wurde eine neue Methodik entwickelt (Benotung des Substanzverlustes aufgrund Schadenbildung und der Substanzzunahme durch Erhaltungsmassnahme mit der SN-Methode), welche eine weitere Zuordnung und Konsistenzprüfung zwischen den festgestellten Schäden und den potentiellen Sanierungsmassnahmen ermöglicht.

Project aims (German)

- Vereinfachung der bestehenden Methode der visuellen Zustandserhebung und Zustandsbewertung

- Erarbeiten einer Grundlage, welche die heutigen Anforderungen und die gewonnenen Erkenntnisse in der Praxis berücksichtigt und eine weitere Bearbeitung gemäss EM-Prozess gewährleistet

- Bestimmung des Vorgehens, unter Berücksichtigung verschiedener Anwenderstufen.

- Überprüfung des Vorgehens und der Methodik in anderen Ländern

- Überprüfung verschiedener vorhandener Aufnahmemethoden

- Einbezug der bisherigen Erfahrungen in den Verwaltungen

- Erarbeitung von Grundlagen und Vorschlägen zur Revision der bestehenden Normen

- Neue Gruppierung der Merkmale auf Grund ihrer Homogenität für Massnahmenplanung (Merkmale, welche die gleiche Massnahme bewirken, sollen in derselben Gruppe zusammengefasst werden)

Gewährleistung der Kontinuität der Verfahren der Zustandsbewertung durch Schaffung geeigneter Korrelationen für die Anwendung der Resultate aus den bereits erfolgten Zustandsbewertungen

Project aims (English)

- Simplification of the existing method of the visual diagnostic and condition evaluation

- Compilation of a basis, which ensures the today's requirements and the won experiences to be considered in practice and let further treatment in accordance with the PMS process

- Determination of the procedure, with consideration of different user groups

- Examination of the procedure and methodology in other countries

- Examination of different existing surveying methods

- Consideration of the past experiences in the administrations

- Development of bases and proposals for the updating of the existing standards

- New grouping of the characteristics due to their homogeneity for maintenance planning (characteristics, which cause the same action, are to be summarized in the same group)

- Guarantee of the continuity in the used procedures of surveying evaluation by creation of suitable correlations for the future usability of the existing results from earlier evaluation.

Research agenda (German)

Die Arbeiten werden innerhalb von 15 Monaten ausgeführt. Der erste Meilenstein beinhaltet das Zwischenergebnis der Situationsanalyse, der Befragung der Anwender der Norm SN 640 925, der Auswertung der Befragung sowie die Zusammenstellung der sich daraus ergebenden Schluss-folgerungen. Nach dem 2. Meilenstein werden die Kriterien festgelegt und die Prüfung der Tauglichkeit der neuen Zustandsmerkmale vorgenommen. In dieser Phase erfolgt auch die Überprüfung der verschiedenen Aufnahmemethoden. Der dritte Meilenstein besteht in der Festlegung der Beurteilungs-varianten für die verschiedenen Anwenderkreise unter Berücksichtigung der verschiedenen Merkmale, wie der Bildung von netzabhängigen Erhaltungsansätzen sowie der entsprechenden gezielten Massnahmenplanung und Massnahmenwahl.

Für die Begleitkommission der VSS ist je Meilenstein eine Orientierung über die bisherigen Ergebnisse vorgesehen.

3

4

1

2

3

4

Phase 1 Situationsanalyse und Befragung Literaturstudium, Befragung, Schlussfolgerungen

a. Situationsanalyse, Literaturstudium In- & Ausland

b. Befragung vorbereiten, ausführen und auswerten

c. Schlussfolgerungen für das weitere Vorgehen

Phase 2 Festlegung von Anwendungskriterien Methodik für Zustandserhebung und Beurteilung

d. Netzabhängige Erhebungs- und Beurteilungsmethoden

e. Tauglichkeitsprüfung der Zustandsmerkmale

f. Überprüfung verschiedener Aufnahmemethoden

Phase 3 Methodik für best. Anwenderkategorien Umsetzung Massnahmenplanung, Anwendung

g. Umsetzung der Merkmale Massnahmenplanung

h. Methodik pro Anwenderkategorie bzw. Strassentyp

Phase 4 Anwenderempfehlung und Normierung Schlussbericht und Normentwurf

i. Schlussbericht mit Vorschlag zur Anwendung

k. Normentwurf

Orientierung Begleitkommission

	Arbeitsstunden (h)			Total	Kosten
Arbeitsschritte	B	C	D	(h)	(CHF)
	CHF 180.00	CHF 155.00	CHF 130.00
Phase 1 Situationsanalyse und Befragung Literaturstudium, Befragung, Schlussfolgerungen	119	50	11	180	30‘600.00
a. Situationsanalyse, Literaturstudium In- & Ausland	55	13	2	70	12‘175.00
b. Befragung vorbereiten, ausführen und auswerten	39	15	3	57	9‘735.00
c. Schlussfolgerungen für das weitere Vorgehen	25	22	6	53	8690.00
Projektsitzungen/Kommunikation, Büromaterial					1‘265.75
Phase 2 Festlegung von Anwendungskriterien Methodik für Zustandserhebung und Beurteilung	184	75	21	280	47‘475.00
d. Netzabhängige Erhebungs- und Beurteilungsmethoden	84	35	8	127	21‘585.00
e. Tauglichkeitsprüfung der Zustandsmerkmale	70	28	7	105	17‘850.00
f. Überprüfung verschiedener Aufnahmemethoden	30	12	6	48	8‘040.00
Projektsitzungen/Kommunikation, Büromaterial					1‘265.75
Phase 3 Methodik für best. Anwenderkategorien Umsetzung Massnahmenplanung, Anwendung	167	66	17	250	41‘070.00
g. Umsetzung der Merkmale Massnahmenplanung	80	30	5	115	19‘700.00
h. Methodik pro Anwenderkategorie bzw. Strassentyp	87	36	12	135	21‘370.00
Projektsitzungen/Kommunikation, Büromaterial					1‘265.75
Phase 4 Anwenderempfehlung und Normierung Schlussbericht und Normentwurf	70	29	12	100	18‘655.00
i. Analyse der Ergebnisse und Schlussfolgerungen	25	9	3	39	6‘285.00
k. Schlussbericht mit Vorschlag zur Anwendung	25	10	3	25	6'440.00
Einband des Schlussberichtes					1‘937.00
k. Normentwurf in deutscher Sprache	20	10	6	36	5‘930.00
Projektsitzungen/Kommunikation, Büromaterial					1'265.75
Forschungsarbeiten	540	220	50	810	137‘800.00
Projektsitzungen/Kommunikation, Büromaterial					5‘063.00
Einband des Schlussberichtes					1‘937.00
Gesamtkredit Forschungsauftrag					144‘800.00
Aufteilung Forschungsauftrag: BÄRCONSULTING (50%), SACR AG (45%), Kt. Wallis (5%)

Transfer and application (German)

Die revidierte Norm erlaubt den Behörden und den für die visuelle Erhebung des Oberflächenzustandes beauftragten Fachleuten eine optimale und zweckmässige Durchführung der Arbeit. Mit den Resultaten der Erhebung des Oberflächenzustandes werden die Grundlagen für die Durchführung eines Erhaltungs-managements erarbeitet.

Berichtsnummer (German)

1466

Berichtsnummer (English)

1466

Literature (German)

- SN 640 925b, Erhaltungsmanagement der Fahrbahnen (EMF); Zustandserhebung und Indexbewertung

- SN 640 925b Anhang, Erhaltungsmanagement der Fahrbahnen (EMF);Anleitung zur visuellen Zustandserhebung und Indexbewertung mit dem Schadenkatalog

- SN 640 926, Erhaltungsmanagement der Fahrbahnen (EMF); Visuelle Zustandserhebung: Einzelindizes

- SN 640 904, Erhaltungsmanagement: Gesamtbewertung von Fahrbahnen, Kunstbauten und Technischen Ausrüstungen, Substanz- und Gebrauchswerte

- SN 640 944, Katalog für Strassendaten, Fahrbahnzustand, VSS Zürich

- SN 640 730b, Erhaltung von Fahrbahnen, Kopfnorm; Massnahmenkonzept, VSS Zürich, Dezember 1998

- Forschungsauftrag 09/95, Erfahrungsbilanz in der Anwendung der Norm 640 925, I. Scazziga, April 1997

- Forschungsauftrag 1999/297, Grundlagen zur Revision der Norm SN 925a inkl. Schadenkatalog, I. Scazziga, Februar 2002

- Forschungsauftrag Erhaltungsmanagement: Gesamtbewertung der Fahrbahnen, Substanz- und Gebrauchswert, A. Rafi, I. Scazziga, H.P. Lindenmann, März 2006

- Zustandserhebung und Indexbewertung, Tiefbauamt des Kantons Bern, 19.11.2007

- Fachhandbuch EMF_GR, Hans Bär, 30.11.2008

- ASTRA, ZEB-NS : Oberflächenschäden (Erfassung Index I₁), Beurteilung verschiedener Verfahren

- PPP für kommunale Strassen

- Synthesebericht zum Forschungspaket „Massnahmenplanung im Erhaltungsmanagement der Fahrbahnen, Institut für Verkehrsplanung und Transportsysteme (IVT) der ETH Zürich, 2009

- Arbeitspapier Nr. 9/V zur ZEB, Reihe V Visuelle Zustandserfassung, der Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen Deutschland

- Arbeitspapier Nr. 9/V zur ZEB, Reihe K, Kommunale Belange der Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen Deutschland

- Management der Strassenerhaltung, RPE-STRA 01 der Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen Deutschland

- MOBILE MPPING WITH A STEREO CAMERA FOR ROAD ASSESSMENT, C. van GEEM, Belgian Road Research, Brussels

- La méthode de l'indice de service: Inspection visuelle des chaussées aéronautiques. Service Technique de l'Aviation Civile - STAC, 31 Av. du Maréchal Leclerc, F - 94381 Bonneuil-sur-Marne

- Relevé des dégradations de surface des chaussées, Méthode d’essai LPC N°38, Mai 1997, LCPC, F - 75732 Paris

- PASER Manual Asphalt Roads, Transportation Information Centre, University of Wisconsin-Madison

- PAVEMENT DISTRESS IDENTIFICATION MANUEL, Federal Highway Administration, Department of Transportation, USA

- ROAD CONDITION MAPPING, Martin Herold, Dar Roberts, Omar Smadi, University of California, Santa Barbara, USA

- Condition Assessment Manual – Sealand Roads, Corowa Shire Council, Australia

- A GUIDE TO VISUAL ASSESSMENT OF FLEXIBLE PAVEMENT SURFACE CONDITIONS, Jabatan Kerja Raya, Malaysia

- Visuelle Zustandserfassung innerörtliche Verkehrsflächen, Seminar Strassenkataster und Strassenerhaltungsmanagement für die Kommunen (10.02.2004), Dipl.-Ing. G. Maerschalk, 80992 München