Eine britische Fallstudie:

Während der ersten Entwurfsphase einer 1,6 km langen Verbindungsstraße für das britische Hauptstraßennetz beauftragte AECOM ORIS mit der Optimierung des Belagsdesigns unter Berücksichtigung der Umweltauswirkungen und des Wartungsbedarfs. Mit Hilfe der digitalen Projektfolgenabschätzung von ORIS war unser Kunde in der Lage, verschiedene Entwurfsoptionen zu bewerten, um die optimale Lösung zwischen Kostenreduzierung, Verringerung der Kohlenstoffauswirkungen und begrenztem Verbrauch natürlicher Ressourcen zu finden. Besonderes Augenmerk wurde auf den voraussichtlichen Instandhaltungsbedarf gelegt, um die langfristigen Kosten - über 60 Jahre - zu ermitteln.

Projektübersicht & Methodik

Mit Hilfe von ORIS wurden auf einer 1,6 km langen Verbindungsstraße für das britische Hauptstraßennetz verschiedene Entwurfsoptionen in Betracht gezogen, darunter auch vollständig flexible Belagsoptionen, die den DMRB-Normen entsprechen, wie z. B. das Dünnschichtsystem (TSCS), heißgewalzter Asphalt (HRA) und flexibler Belag (TSCS) auf einer Schicht aus hydraulisch gebundenem Mischgut (HBM Kategorie B). Starre Beläge wurden aufgrund des geringen Verkehrsaufkommens und des anfänglichen Kostenvergleichs verworfen.

AECOM nutzte die von der ORIS-Plattform-Analyse erstellte Gesamtkostenrechnung und die wichtigsten Leistungsindikatoren, um das bevorzugte Belagsdesign auszuwählen. Die Analyse umfasste auch die Erstellung eines Lebenszyklusplans für die Instandhaltung und die Berechnung des Kapitalwerts (Net Present Service Value). Zu den Instandhaltungsmaßnahmen gehörten Rissversiegelung und Oberflächenbehandlung, und Deckschichten wurden nicht berücksichtigt. Für die Fahrbahnbeläge wurde eine Lebensdauer von 12-40 Jahren berücksichtigt.

Was waren die wichtigsten Hebel zur Verbesserung?

• Lokale Materialien: Der Beschaffung lokaler Baumaterialien wurde Vorrang eingeräumt 
• Kreislaufwirtschaft: Ein Nebenprodukt (Stahlschlacke) aus der Stahlindustrie, das vor Ort verfügbar ist, wurde für den Belag der zugelassenen Fahrbahnbeläge verwendet, um 50 % der Zuschlagstoffe zu ersetzen und so den Verbrauch natürlicher Ressourcen weiter zu senken, ohne die Leistungsstandards zu beeinträchtigen.
  

Wichtigste Ergebnisse 

Baukosten der Fahrbahn

Der voll flexible TSCS-Entwurf war die kosteneffektivste Option in Bezug auf die direkten Baukosten (1,75 Mio. £), was eine signifikante Reduzierung von 7 % im Vergleich zum flexiblen HBM-B-Entwurf (1,88 Mio. £) und eine Reduzierung von 5,4 % im Vergleich zum voll flexiblen HRA-Entwurf (1,85 Mio. £) bedeutet.

Gesamtlebenskosten (WLC)

Bei der Bewertung der Gesamtlebenskosten wurden die für die verschiedenen Entwurfsoptionen erforderlichen Instandhaltungsmaßnahmen und die Zeiträume, in denen sie erforderlich sind, berücksichtigt. Auf der Grundlage des Net Present Service Value (NPSV) erwies sich das vollflexible TSCS mit einem NPSV von 3,23 Mio. £ als der wirtschaftlich günstigste Entwurf, gefolgt vom flexiblen HBM-B Entwurf mit einem NPSV von 3,23 Mio. £ (4 % höher). Die vollflexible HRA war die wirtschaftlich ungünstigste Variante (NPSV von 3,42 Mio. £), trotz des höheren Restwerts am Ende des 60-jährigen Analysezeitraums, der sich aus dem Austausch der Deck- und Bindemittelschicht im Jahr 60 ergibt. 

Materialverbrauch

Über den geforderten Analysezeitraum von 60 Jahren verursachte das voll flexible TSCS den geringsten Materialverbrauch, nämlich 83.400 Tonnen. Die flexible HBM-B-Konstruktion verbrauchte etwa 86.600 Tonnen und wies damit den höchsten Verbrauch auf, was auf den Materialbedarf für den Austausch der HBM-B-Schicht über den Analysezeitraum von 60 Jahren zurückzuführen ist. Allerdings wurden 50 % der für die Deckschicht der oben genannten Entwürfe verwendeten Zuschlagstoffe durch lokal verfügbare Stahlschlacke ersetzt, wodurch insgesamt 3,9 Tonnen an natürlichen Ressourcen eingespart wurden.

Kohlenstoff über die gesamte Lebensdauer

Im Hinblick auf die ökologische Nachhaltigkeit erwies sich das vollflexible TSCS als die günstigste Belagsvariante, die im Analysezeitraum insgesamt 2.810.000 eq. kg CO2-Äquivalent emittierte. Die Kohlenstoffemissionen der vollflexiblen HRA- und der flexiblen HBM-B-Variante waren mit 3.090.000 bzw. 3.120.000 eq. kgCO2-Äquivalent um 10% bzw. 11% höher. Darüber hinaus wurden etwa 58 % der Kohlenstoffemissionen den Instandhaltungsaktivitäten zugeschrieben, was unterstreicht, wie wichtig die Bewertung des gesamten Lebenszyklus eines Infrastrukturprojekts ist.

Wir unterstützen unsere Kunden bei der Entwicklung einer optimalen nachhaltigen Infrastruktur

ORIS ist ein leistungsstarkes Werkzeug, das eine nachhaltige und effiziente Infrastrukturentwicklung ermöglicht. Als erste Plattform für Baumaterialien mit geringem Einfluss auf die Infrastruktur bietet ORIS innovative Funktionen zur Bewertung der Auswirkungen, die auf die individuellen Bedürfnisse jedes einzelnen Projekts zugeschnitten werden können. Durch die Nutzung datengestützter Erkenntnisse und die Analyse mehrerer Kriterien hilft ORIS den Entscheidungsträgern, die kostengünstigsten, umweltfreundlichsten und langfristigsten Instandhaltungslösungen zu finden. Dieses Projekt ist ein perfektes Beispiel dafür, wie ORIS eingesetzt werden kann, um eine nachhaltige Infrastrukturentwicklung zu erreichen, die Kreislaufwirtschaft zu fördern und die Umweltauswirkungen von Bauprojekten zu reduzieren.