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M. Hoffmann:
"Instandsetzung von Straßen - Ein Beitrag zur Lebenszykluskostenrechnung und effizienten Instandsetzungsstrategien für Landes- und Gemeindestraßen";
Supervisor, Reviewer: W. Gobiet, G. Sammer; Institut für Straßen- und Verkehrswesen, 2006; oral examination: 2006-04.

Many street administrations face the problem of rapid deterioration on road-networks due to higher traffic loading, less dimensioning of the roads and insufficient investments for preservation in the
past. During the last decade only a small number of scientific publications appeared in the germanspeaking scientific community for the preservation of regional and local road networks. Thus there is
a lack of appropriate information on how to deal with this new challenges. The presented work contains the necessary basics for a preservation management system of the country and municipality streets in Austria. The primary object of this research was the development of a comprehensive repair strategy for flexible pavements using a probability based modified remaining service life concept in combination with a life cycle costing analysis. The conducted research
contains new approaches and methods for the determination of the most effective repair measures,the optimal timing and place for the application as well as the optimal entire strategy under the condition
of restricted budgets. The comparison between the empirical derived distress types and the official dimensioning rules in
Austria shows that the expected service life can hardly be reached in practice. Since these deviations and the probability distributed development of the road conditions are not considered sufficiently
in many of the preservation management systems as for example VIAPMS, it results in a clear underestimation of the actual preservation demands.In addition to this the Austrian dimensioning model does not show the necessary congruence with the last state of the knowledge on distress types and design concepts. Therefore the weaknesses
of the existing model are shown along with the basics to the essential proofs to be led for lasting designs. The results of the research prove that a moderate stronger design will last longer and lead to much lower life cycle costs considering the necessary rehabilitation measures. Thus the efficient and effective rehabilitation strategy is tied to the previous fact and the optimal timing of preventive maintenance treatments. In order to develop a model of a cost-efficient repair strategy the previous Styrian investments in road-networks were examined from 1990 to 2005. With a detailed breakdown of the costs for wages,planning, building, rehabilitation and maintenance expenses the basis is put furthermore for an EU-consistent way of charges. In addition the proof was found that the previous investments in the rehabilitation were far from beeing adequate for holding the network condition on its current status. Going on investigations to application of funds and state of the local roads, the damage costs of the toll avoiding-traffic and damage-equivalent deliveries for special transportation show the diverse applicability of the created methods and derived data. Essential parts of the research are already found applicable in practice and form a basis for budget negotiations, the allocation of the resources and the preparation of the building programs in Styria. Thus the utilization of the presented efficient and effective rehabilitation strategies for flexible pavements can assure a cost efficient preservation of the country and municipality streets in Austria.

Viele Straßenverwaltungen stehen vor dem Problem einer rapiden Verschlechterung des Straßenzustandes aufgrund steigender Verkehrsbelastungen, zu geringer Dimensionierung des Oberbaus und
nicht ausreichenden Investitionen in die Erhaltung der Straßenanlagen. Erschwerend kommt hinzu, dass im letzten Jahrzehnt nur eine geringe Zahl wissenschaftlicher Publikationen im deutschsprachigen Raum über die Methoden zur Erhaltung regionaler und lokaler Straßennetze erschienen ist. In der vorliegenden Arbeit werden daher die notwendigen Grundlagen für ein Erhaltungsmanagementsystem der Landes- und Gemeindestraßen in Österreich dargelegt. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt jedoch auf der Entwicklung einer umfassenden Instandsetzungsstrategie für den Straßenoberbau auf Basis eines empirisch - probabilistischen Restlebensdauerkonzeptes in Verbindung mit einer Lebenszykluskostenrechnung. Sie setzt damit dort an, wo die bekannten Publikationen aufhören und legt neue Ansätze und Methoden dar, die geeignet sind, die wirksamste Instandsetzungsmaßnahme,
den richtigen Einsatzzeitpunkt und -ort sowie die optimale Gesamtstrategie bei begrenzten Mitteln zu finden bzw. den jeweiligen Instandsetzungsbedarf zu ermitteln. Die Gegenüberstellung der empirischen Zustandsentwicklung der einzelnen Schadensmerkmale mit
den auf Straßen A,S, B,L verwendeten Normierungsfunktionen zeigt, dass die Bemessungslebensdauer der RVS in der Praxis kaum erreicht werden kann. Da diese Abweichungen und die wahrscheinlichkeitsverteilte Zustandsentwicklung jedoch nicht ausreichend in den Erhaltungsmanagementsystemen wie z.B. VIAPMS berücksichtigt sind, kommt es zu einer deutlichen Unterschätzung
des tatsächlichen Erhaltungsaufwandes. Der Vergleich des österreichischen Bemessungsmodells mit dem letzten Stand des Wissens zu den Beanspruchungen des Oberbaus zeigt, dass die bisher geführten Nachweise nicht die erforderliche Kongruenz aufweisen. Für die Überarbeitung des verwendeten Bemessungskonzeptes werden daher
die wesentlichen zu führenden Nachweise skizziert und Grundlagen für dauerhaftere Bauweisen erarbeitet. Davon ausgehend kann der Nachweis erbracht werden, dass eine bessere Anpassung der Bemessung an die regionalen Verhältnisse und eine um mindestens eine Lastklasse höhere Dimensionierung zu deutlich geringeren Lebenszykluskosten führt.
Um das entwickelte Modell einer effizienten Instandsetzungsstrategie anwenden und überprüfen zu können, wurden die bisherigen Investitionen des Landes Steiermark in das Netz der Straßen B+L für
den Zeitraum von 1990 bis 2005 untersucht. Mit der detaillierten Aufschlüsselung der Ausgaben für Personal, Planung, Neubau, Instandsetzung und Betrieb wird zudem die Basis für eine EU-konforme
Wegekostenrechnung gelegt und der Nachweis erbracht, dass die bisherigen Investitionen in die Instandsetzung bei weitem nicht genügen, um den Netzzustand zu halten. Weitergehende Untersuchungen zu Mittelverwendung und Zustand der Gemeindestraßen, den Schadenskosten des Mautausweichverkehrs und schadensäquivalenten Abgaben für Sondertransporte zeigen die vielfältige Anwendbarkeit der entwickelten Methoden und Grundlagen. Wesentliche Teile
der Arbeit haben schon während der Entstehung Eingang in die Praxis gefunden und bilden eine Basis für Budgetverhandlungen, die Allokation der Ressourcen und die Erstellung der Bauprogramme im Land Steiermark. Die Anwendung der vorgelegten effizienten Instandsetzungsstrategien kann daher dafür sorgen, dass auch mit begrenzt vorhandenen Ressourcen eine bestmögliche Erhaltung der Landes- und Gemeindestraßen in Österreich sichergestellt wird.