Climate protection in road planning

Dipl.-Ing. S. Köhler, Hannover

Der globale Klimawandel erfordert unbestreitbar konsequentes Handeln auf allen Ebenen. Dies betrifft einerseits Anstrengungen zum direkten Klimaschutz, also die Reduktion der Treibhausgas (THG)-Emissionen, andererseits Anstrengungen, sich an die bereits stattfindenden und zukünftig noch zunehmenden Veränderungen des Klimas anzupassen. Ebenso sind mögliche Klimawandelfolgen in den Blick zu nehmen. Für diese Zielsetzungen ist in den letzten Jahren eine Vielzahl von gesetzlichen und untergesetzlichen Regelungen geschaffen worden, zuletzt durch das Klimaanpassungsgesetz. Um die Klimaschutzziele zu erreichen, wurden im Oktober 2019 das Klimaschutzprogramm 20301 sowie das Bundes-Klimaschutzgesetz (KSG) verabschiedet. Das Bundes-Klimaschutzgesetz verpflichtet mit § 13 Abs. 1 KSG alle Träger öffentlicher Aufgaben, den Klimaschutz bei allen relevanten Planungen und Entscheidungen angemessen zu berücksichtigen. Der Arbeitskreis 2.9.9 „Klimaschutz in der Straßenplanung“ der FGSV hat in einer interdisziplinären Arbeitsgruppe das Ad-hoc-Arbeitspapier „Klimaschutz Straße“ erarbeitet. Der Beitrag fasst die wesentlichen beim Klimaschutz von Straßenplanungen zu beachtenden Regelungen zusammen. Drei Betrachtungsebenen sind dabei maßgebend: Maßgebend für die Berücksichtigung der THG-Emissionen bei neuen Vorhaben ist die Veränderung der Fahrleistungen zwischen Prognose-Planfall und Prognose-Nullfall. Die Abschätzung der Lebenszyklusemissionen hat zum Ziel, für Straßenbaumaßnahmen eine summarische Aussage zu den THG-Gesamtemissionen zu treffen, die im Lebenszyklus einer Maßnahme entstehen. Hier kann bis auf Weiteres der Ansatz aus dem BVWP genutzt werden. Entscheidend wird die Speicher- und Senkenfunktion der Böden von deren Gehalt an organischer Substanz und dem Wassergehalt bestimmt. Sie gehört zur Leistungs- und Funktionsfähigkeit des Naturhaushalts im Sinne des § 1 Abs. 1 Nr. 2 BNatSchG sowie des § 14 Abs. 1 BNatSchG und ist somit Teil der naturschutzrechtlichen Eingriffsregelung. Eine Änderung unseres Konsumverhaltens und Geschwindigkeitsbeschränkungen können künftig dazu beitragen, die THG-Emissionen zu verringern.

Global climate change undeniably requires consistent action at all levels. This involves efforts for direct climate protection, the reduction of greenhouse gas emissions (GHG), as weil as efforts to adapt to the already occurring and future increasing changes in the climate. Possible consequences of climate change must also be considered. For these objectives, a multitude of legal and sub-legal regulations have been created in recent years, most recently through the Climate Adaptation Act. To achieve climate protection goals, the Climate Protection Program 2030 and the Federal Climate Protection Act (Klimaschutzgesetz) were adopted in October 2019. Section 13 (1) obliges all public task bearers to adequately consider climate protection in all relevant planning and decisions. The Working Group 2.9.9 "Climate Protection in Road Planning" of the FGSV has developed the ad-hoc working paper "Climate Protection Road" in an interdisciplinary working group. The article summarizes the essential regulations to be observed in climate protection for road planning. Three levels of consideration are decisive here: Decisive for the consideration of GHG emissions in new projects is the change in vehicle mileage between the forecast planning case and the forecast zero case. The estimation of life cycle emissions aims to provide a summary statement on the total greenhouse gas emissions that arise in the life cycle of a measure. The approach from the BVWP can be used here for the time being. The storage and sink function of soils is determined by their content of organic matter and water content. lt is part of the performance and functionality of the natural balance in the sense of Section 1 (1) No. 2 BNatSchG and Section 14 (1) NatSchG and is thus part of the nature conservation regulation. A change in our consumption behavior and speed limits can contribute to reduce GHG emissions in the future.

doi.org/10.53184/STA9-2025-3

Integrating environmentally relevant indicators into a Pavement Management System (PMS)

A. Wachsmann, M. Eng., Karlsruhe

Der Beitrag stellt einen Vorschlag zur Integration umweltrelevanter Indikatoren in ein Pavement-Management-System (PMS) vor. Angesichts der wachsenden Bedeutung von Nachhaltigkeit und der damit verbundenen ökologischen Aspekte im Infrastrukturbereich streben viele Organisationen danach, umweltbezogene Kriterien auch in der Straßenerhaltung systematisch zu berücksichtigen. Um sicherzustellen, dass diese Aspekte von Beginn an in die Entscheidungsfindung einfließen, präsentiert der Beitrag eine Methode zur nahtlosen Einbindung umweltrelevanter Indikatoren in bestehende Managementsysteme. Dadurch wird eine umfassendere Bewertung der ökologischen Auswirkungen von Straßenerhaltungsmaßnahmen ermöglicht. Die Betrachtungen konzentrieren sich auf die Auswahl einer geeigneten Methode zur Ermittlung umweltrelevanter Indikatoren, deren Integration in das PMS sowie die Auswirkungen auf den Entscheidungsprozess bei Erhaltungsmaßnahmen. Ein zentrales Ergebnis der Integration besteht in der Möglichkeit, den bislang vorherrschenden rein techno-ökonomischen Ansatz künftig zu erweitern und so nachhaltigere Strategien für die Straßenerhaltung zu entwickeln.

This article presents a proposal for integrating environmentally relevant indicators into a pavement management system (PMS). In view of the growing importance of sustainability and the associated ecological aspects in the infrastructure sector, many organizations are striving to systematically take environmental criteria into account in road maintenance as well. To ensure that these aspects are incorporated into decision-making from the outset, the article presents a method for seamlessly integrating environmentally relevant indicators into existing management systems. This enables a more comprehensive assessment of the environmental impact of road maintenance measures. The considerations focus on the selection of a suitable method for determining environmentally relevant indicators, their integration into the PMS and the effects on the decision-making process for maintenance measures. A central result of the integration is the possibility of expanding the purely techno-economic approach that has prevailed to date in the future and thus developing more sustainable strategies for road maintenance.

doi.org/10.53184/STA9-2025-4

Literaturverzeichnis

A l - S a a d i , I.; Wa n g , H.; C h e n , X.; L u , P.; J a s im, A. (2020): Multi-objective optimization of pavement preservation strategy considering agency cost and environmental impact. International Journal of Sustainable Transportation, 1–11. https://doi.org/10.1080/15568318.2020.1821413

A n d e s , L. (2019): Methodensammlung zur Nachhaltigkeitsbewertung: Grundlagen, Indikatoren, Hilfsmittel

B r y c e , J. (2014): Applying Pavement Life Cycle Assessment Results to Enhance Sustainable Pavement Management Decision-Making. https://vtechworks.lib.vt.edu/handle/10919/64335

C h a n , P.; T i g h e , S. (2010): Quantifying Pavement Sustainability: Final Report Task 1–7. University of Waterloo. https://www.pavementpreservation.org/wp-content/uploads/2012/06/Quantifying-Pavement-Sustainability-Locked.pdf

C h e n , W.; Z h e n g , M. L.; D i n g , X. Y.; Z h a n g , W. W.; W a n g , F. (2022): Multiobjective Optimization Model to Coordinate between Segment and Network Level for Managing Pavement and Sustainability. JOURNAL OF TRANSPORTATION ENGINEERING PART B – PAVEMENTS, 148(1). https://doi.org/10.1061/JPEODX.0000336

C y p r a , S.; H o l l d o r b , C. (2023): Nachhaltiger Straßenbau – Bewertung ökologischer, ökonomischer und sozialer Aspekte. In F. Schäfer (Hrsg.), 3. Kolloquium Straßenbau in der Praxis: Fachtagung zum Planen, Bauen, Erhalten, Betreiben unter den Aspekten von Nachhaltigkeit und Digitalisierung (S. 31–36). expert verlag GmbH; Technische Akademie Esslingen e. V.

DIN – Deutsches Institut für Normung e. V. (2021): Nachhaltigkeit von Bauwerken – Allgemeine Rahmenbedingungen zur Bewertung von Gebäuden und Ingenieurbauwerken (DIN EN 15643:2021). Beuth Verlag

DIN – Deutsches Institut für Normung e. V. (2022): Nachhaltigkeit von Bauwerken – Umweltproduktdeklaration – Grundregeln für die Produktkategorie B a u p r o d u k t e ( D IN EN 15804:2012+A2:2019+AC:2021). Beuth Verlag 

FGSV – Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e. V. (2001): FGSV-Arbeitspapier Nr. 9/R 1 zur Erhaltungsplanung: Reihe R: Rechnergestützte Erhaltungsplanung für Fahrbahnbefestigungen, Abschnitt R 1: Standardwerte der Programmkenngrößen (AP 9/R 1). FGSV Verlag, Köln

FGSV – Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e. V. (2006/2018): Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien zur
Zustandserfassung und -bewertung von Straßen (ZTV ZEB-StB) (FGSV 489). FGSV Verlag, Köln

FGSV – Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e. V. (2009/2013): Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Bauliche Erhaltung von Verkehrsflächenbefestigungen – Asphaltbauweisen (ZTV BEA-StB 09/13) (FGSV 798). FGSV Verlag, Köln

FGSV – Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e. V. (2020): Begriffsbestimmungen für das Straßen- und Verkehrswesen (BBSV). FGSV Verlag, Köln

F i n k b e i n e r, M.; S c h a u , E. M.; L e h m a n n , A.; T r a v e r s o , M. (2010): Towards Life Cycle Sustainability Assessment. Sustainability, 2(10), 3309–3322. https://doi.org/10.3390/su2103309

G i u s t o z z i , F.; C r i s p i n o , M.; F l i n t s c h , G. (2012): Multi-objective decision support system for large-scale network pavement maintenance and rehabilitation management to enhance sustainability. The International Journal of Life Cycle Assessment, 17(4), 409–419. https://doi.org/10.1007/s11367-011-0375-6

H e s s , R.; S c h w e i b e n z , B.; S t ö c k n e r, M.; Z a n d e r , U. (2018): Infrastrukturmanagement Straße: Erhaltung, Maßnahmenkoordination, Wirtschaftlichkeit, Vermögensbewertung. Kirschbaum Verlag, Bonn

H o u , Y.; Q i a n , X.; Z h a n g , R.; G u , F.; F e n g , P. (2022): Study on an Integrated LCA-LCC Model for Assessment of Highway Engineering Technical Schemes. Buildings, 12(7). https://doi.org/10.3390/buildings12071050

J i a n g , R.; W u , P.; W u , C. (2021): Selecting the optimal network-level pavement maintenance budget scenario based on sustainable considerations. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 97, 102919. https://doi.org/10.1016/j.trd.2021.102919

M e a d o w s , D. L.; M e a d o w s , D. H.; Z a h n , E.; Mi l l i n g , P. (1972): Die Grenzen des Wachstums: Bericht des Club of Rome zur Lage der Menschheit. Deutsche Verlags-Anstalt

Mo r e i r a , A. V. (2017): Development of an optimization methodology for pavement management systems. Universidade do Minho, Escola de Engenharia

N a s e r i , H.; E h s a n i , M.; G o l r o o , A.; M o g h a d a s N e j a d , F. (2021): Sustainable pavement maintenance and rehabilitation planning using differential evolutionary programming and coyote optimization algorithm. https://doi.org/10.1080/10298436.2021.1873331

P u f é , I. (2017): Nachhaltigkeit (3., überarbeitete und erweiterte Auflage). UVK Verlagsgesellschaft mbH; UVK Lucius. https://doi.org/10.36198/9783838587059

R e g e r, D.; M a d a n a t , S.; H o r v a t h , A. (2015): The effect of agency budgets on minimizing greenhouse gas emissions from road rehabilitation policies. Environmental Research Letters, 10(11). https://doi.org/10.1088/1748-9326/10/11/114007

R o c k s t r ö m , J.; S t e f f e n , W.; N o o n e , K.; P e r s s o n , Å.; C h a p i n , F. S.; L a m b i n , E. F.; L e n t o n , T. M.; S c h e f f e r , M.; F o l k e , C.; 
S c h e l l n h u b e r, H. J.; N y k v i s t , B.; W i t , C. A. d e ; H u g h e s , T.; v a n d e r L e e u w, S.; R o d h e , H.; S ö r l i n , S.; S n y d e r , P. K.; C o s t a n z a , R.; S v e d i n , U.; F o l e y, J. A. (2009): A safe operating space for humanity. Nature, 461(7263), 472–475. https://doi.org/10.1038/461472a

S a n t o s , J.; F e r r e i r a , A.; F l i n t s c h , G. (2017): A multi-objective optimization-based pavement management decision-support system for enhancing pavement sustainability. Journal of Cleaner Production, 164, 1380–1393. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.07.027

T o r r e s - M a c h í , C.; O s o r i o - L i r d , A.; C h a m o r r o , A.; V i d e l a , C.; T i g h e , S. L.; Mo u r g u e s , C. (2018): Impact of environmental assessment and budgetary restrictions in pavement maintenance decisions: Application to an urban network. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 59, 192–204. https://doi.org/10.1016/j.trd.2017.12.017

T o r r e s - M a c h í , C.; P e l l i c e r , E.; Ye p e s , V.; C h a m o r r o , A. (2017): Towards a sustainable optimization of pavement maintenance programs under budgetary restrictions. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.01.100

T o r r e s - M a c h í , C.; C h a m o r r o , A.; P e l l i c e r , E.; Y e p e s , V.; V i d e l a , C. (2015): Sustainable Pavement Management: Integrating Economic, Technical, and Environmental Aspects in Decision-Making. https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.3141/2523-07

W a c h s m a n n , A. (2023): Wegweiser zu einem ökologischeren und zukunftsfähigen Straßenoberbau. In F. Schäfer (Hrsg.), 3. Kolloquium Straßenbau in der Praxis: Fachtagung zum Planen, Bauen, Erhalten, Betreiben unter den Aspekten von Nachhaltigkeit und Digitalisierung (Vol. 1, S. 71–80). expert verlag GmbH; Technische Akademie Esslingen e. V.

W a n g , T.; H a r v e y , J.; K e n d a l l , A. (2014): Reducing greenhouse gas emissions through strategic management of highway pavement roughness. Environmental Research Letters, 9(3), 34007. https://doi.org/10.1088/1748-9326/9/3/034007

Z h a n g , H.; K e o l e i a n , G. A.; L e p e c h , M. D.; K e n d a l l , A. (2010): Life-Cycle Optimization of Pavement Overlay Systems. Journal of Infrastructure Systems, 16(4), 310–322. doi.org/10.1061/(ASCE)IS.1943-555X.0000042