Die Staatsstraße 2047 - Vermessung und Planung für den neuzeitlichen Ausbau zwischen Klingen und Xyger Diplomarbeit von Wolfgang Betzl und Daniel Schmidt
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Diplomarbeit
(Kurzfassung)
Die Staatsstraße 2047-
Vermessung und Planung für den neuzeitlichen
Ausbau zwischen Klingen und Xyger
Ausgearbeitet von Wolfgang Betzl und Daniel Schmidt
im Wintersemester 2009/2010
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Inhaltsverzeichnis
1. Allgemeines ............................................................................................................ 3
2. Die Vermessung ..................................................................................................... 5
3. Die Planung ............................................................................................................ 9
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1. Allgemeines
Die Diplomarbeit wurde für das Staatliche Bauamt Augsburg erstellt. Es handelte sich
hierbei um einen Vorentwurf für den Ausbau eines Abschnittes der Staatsstraße
2047 zwischen der Ortschaft Klingen und Xyger (Landkreis Aichach - Friedberg).
Seitens der Hochschule Augsburg wurde die Arbeit durch Herrn Prof. Dr. Ing.
Reinhold Weber, Fachbereich Bauingenieurwesen betreut.
Die Diplomarbeit beinhaltet den Vorentwurf für den bestandsnahen Ausbau der
Staatsstraße 2047 zwischen Klingen und Xyger, beginnend an der nördlichen
Ortseinfahrt von Klingen bis zur Bauamtsgrenze bei Xyger.
Im Zuge des Ausbaues wird ein kombinierter Rad- Wirtschaftsweg auf Länge der ge-
samten Ausbaustrecke angelegt der am Bauanfang und Bauende an das
bestehende Geh- und Radwegenetz angeschlossen wird. Die Staatsstraße 2047 ist
eine regionale Verbindungsachse. Die Maßnahme verbessert die regional
bedeutsame Erschließung des Raumes südöstlich von Aichach und die Verbindung
zur Bundesstraße 300 und BAB A 8 und stärkt die Weiterentwicklung der Stadt
Aichach.
Der Ausbau der Staatsstraße 2047 Klingen – Xyger ist im derzeit gültigen
6. Ausbauplan 2001 für die Staatsstraßen in der 1. Dringlichkeitsstufe enthalten.
Die Notwendigkeit für den Ausbau der St2047 zwischen Klingen und Xyger ergibt
sich hauptsächlich aus der unzureichenden Trassierung des Bestandes. Dies ist in
der Abbildung auf der Titelseite ersichtlich. Darüber hinaus werden Überhol- und
Haltesichtweiten nicht eingehalten. Deswegen ist aus Gründen der
Verkehrssicherheit ein erheblicher Handlungsbedarf geboten.
Zudem weist die Ortsdurchfahrt Klingen erhebliche Schäden in der Fahrbahn auf.
Dazu gehören verschobene Bordsteine, abgesenkte Entwässerungsschächte und
Längs- und Querrisse in der Fahrbahn. Auch außerorts wies die Fahrbahn an
manchen Stellen Schollenbildung auf.
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Zusätzlich zum Vorentwurf, also der Planung des Ausbaus der St2047, an dieser
Stelle, wurde eine umfangreiche Vermessung notwendig. Diese bezog sich auf die
Punkt- und Bestandsaufnahme im freien Feld, sowie die Aufnahme der
Ortsdurchfahrt in Klingen. Die Gerätschaften hierfür wurden seitens der Hochschule
Augsburg zur Verfügung gestellt.
Die Planung wurde Anhand des Entwurfs der RAL (Richtlinie für die Anlage von
Landstraßen) vom 1. März 2008 erarbeitet. Diese Richtlinie wird in naher Zukunft die
geltenden Bestimmungen zur Planung ablösen. Die Planung nach RAL sollte die
Unterschiede zu den noch gültigen Richtlinien aufweisen und Neuerungen darstellen.
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2. Die Vermessung
Vor der Planung des Vorentwurfs der St 2047 ist ein Digitales Geländemodell zu
erstellen. Da bis zum Zeitpunkt der Diplomarbeit jedoch keinerlei Vermessungsdaten
vorhanden waren, wurde eine umfangreiche Vermessung notwendig. Für die
anschließende Erzeugung des Digitalen Geländemodells wird der Bestand an der
Staatsstraße und das bestehende Gelände im Gauß- Krüger- Koordinatensystem
aufgenommen. Die folgenden Schritte geben die Vermessung in kurzen Worten
wieder.
Die geltende Richtlinie RAS-Verm – Richtlinien für die Anlage von Straßen Teil:
Vermessung regelt alle Maßnahmen die mit einer Vermessung einhergehen
Schritt 1: Suche von Katasterfestpunkten:
Für die Punktaufnahme ist es wichtig bereits bestehende Vermessungspunkte
heranzuziehen. Diese sind notwendig für die Stationierung von Geräten (z. B.
Tachymeter, GPS Referenzstation). Dafür ist es wichtig sich einen Überblick zu
verschaffen. Dies erfolgt anhand einer Digitalen Flurkarte. Mithilfe dieser Karte ist es
möglich Katasterfestpunkte schnell vor Ort ausfindig zu machen und zu identifizieren.
Innerorts war dies recht einfach möglich da die Punkte ersichtlich in Bordsteinen und
in der Asphaltdecke zu finden waren. Außerorts war eine genauere Suche nach
Katasterfestpunkten erforderlich. Hierfür wurde das System SAPOS- HEPS mit den
passenden Gerätschaften herangezogen. Mit diesem System war es möglich in
angenzenden Wiesen und Äckern vergrabene Punkte ausfindig zu machen.
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Schritt 2: Kontrolle der Katasterfestpunkte:
Die gefundenen Punkte müssen auf ihre Lagegenauigkeit im Gauß- Krüger
Koordinatensystem überprüft werden. Erst danach ist die Punktaufnahme möglich.
Innerorts erfolgte die Überprüfung mit Hilfe von Spannmaßen und der Messung von
Winkeln. In einer anschließenden Berechnung konnten dann Schlüsse auf die
Genauigkeit der Punkte gezogen werden. Zum Einsatz kam hierbei das Leica
Tachymeter TCR 805 Ultra. Außerorts erfolgte die Kontrolle gleichzeitig mit dem
System SAPOS- HEPS. Dieses System kam auch zum Schlagen eines Neupunktes
zum Einsatz.
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Schritt 3: Anlegen und Berechnen eines Polygonzuges
Auf Höhe des Waldes waren kaum Festpunkte vorhanden. Hier wurde ein
Polygonzug angelegt um damit weitere 7 Punkte zu schaffen, die für Stationierungen
herangezogen wurden.
Schritt 4: Nivellements
Um die gefundenen Punkte mit Höhen
zu versehen wurden mehrere
Nivellementzüge erforderlich. Diese
wurden an das bestehende
Höhenfestpunkfeld angeschlossen. Das
Gerät für die Durchführung dieses
Arbeitsschrittes war das digitale
Nivelliergerät DNA 10 der Firma Leica.
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Schritt 5: Punkt- und Geländeaufnahme:
Die Aufnahme des Bestandes und des
bestehenden Geländes erfolgte mit Hilfe
des Tachymeters TCR 805 Ultra von Leica.
Ebenso kam ein GPS 500 von Leica zum
Einsatz. Insgesamt wurden auf der
gesamten Strecke in etwa 8000 Punkte
aufgenommen.
Weil während der gesamten Vermessung
unter laufendem Verkehrsbetrieb gearbeitet
wurde, war zu jeder Zeit eine ausreichende
Absicherung mit Warnschildern, Pylonen
und Warnwesten sicher zu stellen.
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3. Die Planung
Nach dem Einlesen der aufgenommenen Punkte in das Programm STRATIS 11 der
Firma RIB Software AG, wurde das Digitale Geländemodell erstellt. Auch alle
weiteren Planungsaufgaben wurden mit diesem Programm bearbeitet.
Der gesamte Vorentwurf bezog sich auf den Entwurf der RAL von 2008. Dies
bedeutete Änderungen bei der Trassierung im Lage und Höhenplan, sowie
Änderungen bei der Querschnittswahl und der Knotenpunktplanung. Die noch
geltenden Richtlinien wie zum Beispiel die RAS- L, RAS- K und RAS- Q wurden für
den Vergleich herangezogen.
Die Gesamtlänge der Ausbaumaßnahme der Staatsstraße 2047 beträgt 3,690 km.
Sie erhielt den Regelquerschnitt RQ 11 mit einer Fahrbahnbreite von 8,00 m. Parallel
mit dem Ausbau der Fahrbahn wurde auf der Nordseite ein Wirtschaftsweg angelegt.
Er erhielt eine Breite von 3,00 m. Die begleitenden öffentlichen Feld- und
Waldwegeinmündungen sowie der Anschluß der GV - Straße Richtung
Obermauerbach mussten lage- und höhenmäßig angepaßt werden. Bei der
Linienführung war zu berücksichtigen bestandsnah zu planen. Der Radienzug sollte
gemäß der Relationstrassierung im „guten Bereich“ liegen. Überhol- und
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Haltesichtweiten waren
aufgrund des Aspekts der
Verkehrssicherheit ebenso
einzuhalten. Die Knoten-
punktplanung erfolge nach
Empfehlung der RAL nach
dem Linksabbiegetyp 2.
Entwässerungseinrichtungen
wurden durch Mulden und
Versickerung realisiert.
Busbuchten und Halte-
buchten wurden anhand der
RAS – Ö ausgeführt.
Der Vorentwurf setzte sich zudem aus folgenden Bestandteilen zusammen:
- Erläuterungsbericht: Zusammenstellung aller Aspekte für Notwendigkeit und
der Ausführung der Baumaßnahme
- Übersichtspläne: Im Maßstab 1:5000, 1:25000, 1:100000 wird die
Baumaßnahme übersichtlich dargestellt
- Straßenquerschnitte: Informationen für die Ausführung des
Straßenquerschnitts in Damm und Einschnitt
- Lageplan: detaillierte Darstellung der Vorentwurfsplanung über Verlauf,
Böschungen, Entwässerung, Knotenpunkte und Anschlüsse von Wald und
Feldwegen
- Höhenplan: Information über die Gradiente der geplanten Straße sowie zu
bewegende Erdmassen
- Bemessung des frostsicheren Oberbaus
- Nachweis der Verkehrsqualität
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Ziel der Arbeit war es aber vornehmlich die Unterschiede zwischen der neuen
Richtlinie RAL und den bestehenden zu erarbeiten. Im folgenden wird kurz auf die
Änderungen eingegangen, die in der Planung aufgefallen sind.
Unterschiede der RAL zur RAS-L:
1. Lageplan:
- Änderung der Straßenkategorien von A bis E zu den Straßenkategorien LS I
bis LS IV
- Änderung der Bauklassen I bis SV zu Entwurfsklassen EKL 1 – EKL 4
- Änderung der Entwurfsgeschwindigkeit ve zur planerisch angemessenen
Geschwindigkeit, die abhängig von der Entwurfsklasse ist
- Die v85 wurde ganz aus dem Regelwerk entfernt
- Die Empfohlenen Radien und Mindestlängen von Kreisbögen wurden auf die
Entwurfsklassen angepasst
- Die Einsatzbereiche von verschiedenen Klothoidenarten wurden explizit
aufgelistet
2. Höhenplan:
- Die ehemalige Abhängigkeit der Höchstlängsneigung von der
Entwurfsgeschwindigkeit wurde durch die Abhängigkeit der Entwurfsklassen
ersetzt
- Die Differenz zwischen Längsneigung und Anrampungsneigung wurde von
0,2% auf 0,4% angehoben
- Die Empfohlenen Werte der Kuppen- und Wannenhalbmesser und
Mindestlängen von Tangenten wurden auf die Entwurfsklassen angepasst
- Um die Sicherheit zu verbessern wurden im Bereich der räumlichen
Linienführung zusätzliche Elemente eingefügt
- Die erforderlichen Halte- bzw. Überholsichtweiten wurden auf die
Entwurfsklassen angepasst.
- Die Querneigung der Straßen ist nicht mehr abhängig von der v85
- Die Querneigung in Kreisbögen wurde reduziert
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- Die Grenzwerte der Anrampungsneigung wurden von der
Entwurfsgeschwindigkeit auf die Entwurfsklassen geändert.
- Es gibt keine Unterscheidung mehr zwischen der maximalen
Anrampungsneigung bei Straßenbreiten von > bzw. < 4 m
Unterschiede der RAL zur RAS-Q:
- Anpassung der Regelquerschnitte auf die Entwurfsklassen
- Der größte mögliche Querschnitt wurde von RQ 35,5 auf RQ 21
heruntergesetzt.
- Der ehemalige RQ 15,5 kann jetzt auf RQ 15,5 oder RQ 11,5+ aufgeteilt
werden
- Der ehemalige RQ 10,5 wurde auf RQ 11 verbreitert
- Der ehemalige RQ 9,5 wurde auf RQ 9 verkleinert.
- Der RQ 7,5 wurde komplett entfernt
- Das Anlegen von Geh- und Radwegen wurde standardisiert.
- Die Böschungsneigungen bei Dämmen wurde von 1:1,5 auf 1:2 bei einer
Dammhöhe von >2m angehoben
Unterschiede der RAL zur RAS-K:
- Die baulichen Grundformen wurden gändert
- Regeleinsatzbereiche für Knotenpunktarten mit drei- und vierarmigen
Knotenpunkten wurde eingeführt.
- Die Formen für benachbarte Knotenpunkte wurden entfernt
- Die Führung der Verkehrsströme in plangleichen Teilknotenpunkten
teilplanfreier Knotenpunkte wurde eingefügt
- Die Knotenpunktarten und Rampentypen mit den empfohlenen
Radienbereichen wurden geändert
- Die Rampenquerschnitte wurden verändert
- Die Linksabbiegertypen wurden von vier auf drei reduziert.
- Die Längen der Verziehungsstrecken, Verzögerungsstrecken und der
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Aufstellstrecken wurden verändert
- Die Einsatzbereiche der Linksabbiegertypen wurden auf die Entwurfsklassen
angepasst
- Die Rechtsabbiegetypen wurden komplett geändert
- Den Rechtsabbiegetypen wurden bestimmte Zufahrtstypen zugeordnet
- Die Einsatzbereiche der Rechtsabbiegertypen wurden an die Entwurfsklassen
angepasst
Während der Planung kamen folgende Richtlinien und Regelwerke zum Einsatz:
- RAL - Richtlinie für die Anlage von Landstraßen (Entwurf Stand 01.03.2008)
- RASt - Richtlinien für die Anlage von Stadtstraßen 2007
- RStO - Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen
- RAS-L - Richtlinien für die Anlage von Straßen Teil: Linienführung
- RAS-Q - Richtlinien für die Anlage von Straßen Teil: Querschnitte
- RAS-K - Richtlinien für die Anlage von Straßen Teil: Knotenpunkte
- RAS-Ö - Richtlinien für die Anlage von Straßen Teil: Öffentlicher
Personennahverkehr
- DWA Regelwerk DWA-A 138 Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur
Versickerung von Niederschlagswasser
- HBS 2001 Handbuch zur Bemessung von Straßen
Zum Ende bedanken wir uns nochmals recht herzlich für die uns entgegengebrachte
Unterstützung während der gesamten Diplomarbeit seitens unseres Professors Dr.
Ing. Reinhold Weber und den Beteiligten im Staatlichen Bauamt Augsburg.
Augsburg, März 2010 Wolfgang Betzl und Daniel Schmidt