Der Einsatz von Flssigboden, entsprechend der Anforderungen des RAL Gtezeichens 507 im Straenbau

(Die unkaputtbare Strae mit Flssigboden nach RAL GZ 507)

Dipl. Ing. (TU) Olaf Stolzenburg

Forschungsinstitut fr Flssigboden FiFB Wurzner Strae 139, 04318 Leipzig

Tel. 0341 244 69 27, Fax. 0341 244 69 32 E-Mail: o.stolzenburg@fi-fb.de

Die Straen, unter deren Oberflche der Einbau von Ver- und Entsorgungsleitungen erfolgten, zeigen in vielen Fllen bereits kurz nach ihrer Herstellung Schden der verschiedensten Art auf. Diese Schden sind bei der klassischen Herstellung von Einbauten unter Straen langfristig nicht vermeidbar, da sie nicht nur durch mgliche schlechte Verdichtung entstehen sondern haupt-schlich die Folge der Materialunterschiede sind, die zwischen dem jeweiligen Verfllmaterial und dem anstehenden Umgebungsboden bestehen und dessen Verhalten bei Vernderungen der ueren Bedingungen wie z.B. Bodenfeuchte, statischer Druck, dynamische Lasten, Tempe-ratur, hydrogeologische Situation usw. bestimmen. Diese Unterschiede in der Reaktion des Ver-fllmaterials und des Umgebungsbodens, knnen sicher vermieden werden und damit auch de-ren Folge, die Schden an unseren Straen. Das Mittel zu diesem Erfolg ist Flssigboden, der den Anforderungen des RAL Gtezeichens 507 entsprechen und ohne die Ausbildung eines Fremdkrpers im verfllten Bereich das Verhalten des Umgebungsbodens auf nderungen der vorgenannten ueren Bedingungen weitgehend abbilden kann.

1. Einleitung - typische Ursachen von Straenschden

Die typischen Straenschden entstehen nicht ausschlielich durch eine zu geringe (Setzungen) oder zu hohe Verdichtung (Durchstempelungen)! Sie sind die Ursache eines unterschiedlichen Verhaltens des Verfllmaterials und des Umgebungsbodens der jeweiligen Aufgrabung, denn solche Auffllungen stellen im bauphysikalischen Sinn pure Fremdkrper im Untergrund dar. Dies ist nicht neu und wurde schon in den bestehenden Vorschriften (s. ZTVA StB 12) versucht, zu bercksichtigen. Die Forderung nach der Wiederherstellung einer Aufgrabung im ursprngli-chen Zustand zeigt dies. Nur der ursprngliche, ungestrte Zustand einer Aufgrabung ermglicht es, ungewollte Vernderungen im Untergrund mit der Folge von ungeplanten spteren Schden, zu vermeiden. Solche Vernderungen knnen beispielsweise durch vernderte hydrogeologische Verhltnisse infolge des Einbaus von Material entstehen oder durch Reaktionen auf die Einflsse aus der Umgebung der jeweiligen Verfllung. Dies knnen z.B. sein: nderungen der Boden-feuchte (Unterschiede bei Quell- und Schrumpfverhalten), der dynamischen und statischen Las-ten (Nachverdichtung etc.), der Temperaturen (Dampfdruck und Diffusion), der Bodenzusam-mensetzung bei hydrogeologischen Einflssen (z.B. Aussplung von Feinkornanteilen durch Suf-fosionswirkungen) usw. All diese Mglichkeiten sind es, die mit viel wirksamerem Erfolg zu

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Straenschden fhren. Denn ein ungengender Verdichtungsgrad ist nur der Mastab fr eine spezielle Art der Schadensentstehung, die aber auf dem gleichen Wege geheilt werden kann, wie die vorher genannten Ursachen von Straenschden, nicht zu vergessen die Schden an im Untergrund verlegten Netzen.

All das ist nicht neu. Fachleute wie z.B. die Herren Zeller und Kottmann haben die Ergebnisse ihrer Untersuchungen zu diesem Thema bereits 1987 und 1988 in der Fachpresse (3R) vorge-stellt. Nur gab es bisher keine echte Lsung mit einfacher Nachnutzbarkeit.

Bild 1 Bild 2

2. Die Lsung zu Vermeidung der typische Ursachen von Straenschden

Flssigboden nach RAL Gtezeichen 507 kann alle vorgenannten Schadensursachen vermeiden helfen, vorausgesetzt, sein Einsatz wird kompetent geplant und ausgefhrt. Denn seine Eigen-schaften mssen relevanten Eigenschaften des Umgebungsbodens entsprechen und drfen nicht wieder zur Entstehung eines Fremdkrpers im Straenuntergrund fhren.

Daher beginnt die Planung und Gtesicherung des Einsatzes von Flssigboden nach RAL GZ 507 bei der Untersuchung und Ermittlung der Baugrundverhltnisse, der Eigenschaften des an-stehenden Bodens und der Ermittlung mglicher Probleme des anstehenden Untergrundes. Die Ergebnisse dieser Vorarbeiten mssen vom Planer genutzt werden, um die Zieleigenschaften des einzusetzenden Flssigbodens vorzugeben.

Denn Flssigboden nach RAL GZ 507 ist aus dem vor Ort anfallenden Bodenaushub herstellbar und kann erstmalig wichtige Eigenschaften des Ausgangsbodens weitgehend hnlich bis gleich wiederherstellen, wie sie fr den anstehenden Boden charakteristisch sind. Das ist die Grundlage der Vermeidung der vorgenannten Fremdkrper unter der Strae und damit der Vermeidung der bekannten Straenschden.

Verfllbereich mit: bodenfremdem Verhalten Verfllbereich mit: bodenartigem Verhalten

Klassische Bauweise

Um diesen hohen Anspruch korrekt erfllen zu knnen bedarf es einer hochwertigen Gtesiche-rung. Und diese beginnt mit der Planung bzw. eigentlich mit der Ausbildung der Planer und tech-nischen Entscheidungstrger, fr die eine solche Herangehensweise in vielen Fllen noch recht neu ist.

Mit Hilfe der Planung knnen alle ntigen Sicherheiten und Voraussetzungen fr den Einsatz von Flssigboden nach RAL GZ 507 geschaffen werden, die dann in die Gtesicherung der jeweili-gen Baustelle einflieen und von den einzelnen Anwendungen abhngen.

Beispielsweise ist die Frage zu klren, wann nach dem Einbau von Flssigboden in seiner zeit-weise fliefhigen Form, eine weitere berbauung mglich ist. Die Antwort geht mit in der Pla-nungsphase durchzufhrenden Untersuchungen und Nachweisen einher, die das rezepturab-hngige Rckverfestigungsverhalten des geplanten Flssigbodens den technologischen Forde-rungen der jeweiligen Baustelle weitestgehend anpassen kann und muss. Dafr ist die Korrelati-on zwischen im Labor ermittelbaren Gren und den vor Ort auf der Baustelle gemessenen Gr-en relevant. Ein solches Beispiel stellt die Tragfhigkeit dar.

Die im Allgemeinen nicht miteinander korrelierenden Gren qu, Ev2, Evdyn knnen, dann aller-dings nur gltig fr eine bestimmte Bodenart und die gewhlte Rezeptur, im Rahmen der Rezep-turermittlung des jeweiligen Flssigbodens in ein Verhltnis zueinander gebracht werden.

Das Wissen um diese Korrelationen und den zeitlichen Verlauf der Rckverfestigung dient dann der Beurteilung der erreichbaren Tragfhigkeiten, bereits in der noch weichplastischen Phase des eingebauten Flssigbodens. (s. Ergebnisse von Gro- und Laborversuchen des FiFB fr das Mistere des travaux publics, Administration des Ponts et Chaussees, Luxemburg)

Bild 3 - Versuchsfeld in Esch Belval

Bild 4 - Korrelation zwischen verschiedenen Prfverfahren (bodenart- und rezepturabhngig)

3. Bisherige Einsatzmglichkeiten von Flssigboden nach RAL GZ 507 im Straenbau

- lastverteilende Schichten z.B. Flchenstabilisierungen auf Parkpltzen bis Autobahnen - Untergrundstabilisierung bis hin zu pontonartigen Bodenplatten (Bilder 5 & 6) - Schwingungsdmpfung und -entkopplung als aktiver Gebudeschutz (Bild 7) - Einsatz als seitlich die Strae stabilisierende Schwergewichtsmauer - Reduzierung der Strke des Straenunterbaus - Hohlraumverfllungen - Einsatz fr den Kanal- und Rohrleitungsbau unter der Strae - Vergleichmigung des Untergrundverhaltens bei mineralisierenden Untergrnden - Vermeidung von Bergfllen und Schadensbeseitigung - Schadensbeseitigung bei Untersplungen von Straen - Schutz gegen Untersplungen durch seitliche und soffosionsresistente Schlitze bis Dmme - Immobilisierung bei kontaminierten Aushubmaterialien - Hang- und Bschungsstabilisierung - Lrmschutzwlle bis Deiche - Bauen von Straenfundamenten im Grundwasser und Vermeidung von Aussplungen und - Restabilisierungen auch ber sehr lange Zeitrume - Bauen in engen Altstadtbereichen - Bauen unter Zeitdruck usw.

Bilder 5 & 6 - Untergrundstabilisierung bis hin zu pontonartigen Bodenplatten

Bild 7 - Schwingungsdmpfung und -entkopplung als aktiver Gebudeschutz

3.1 Mglichkeiten der Herstellung und des Einbaus

Die Herstellung von Flssigboden nach RAL GZ 507 ist nach dem Verfahren mixed in place und mixed in plant, je nach Bedarf und Aufgabe, mglich.

Dabei sind es vor allem Baufirmen und Bodenrecycler, die sich des Verfahrens immer hufiger bedienen. Die dafr bentigte Spezialtechnik ist inzwischen nicht nur kuflich sondern auch als Miettechnik verfgbar.

Hinzu kommt eine zunehmende Anzahl mobiler Firmen, die ihre Dienste bei der Herstellung an jedem Ort potentiellen Bedarfes anbieten.

Bild 8 - Stationre Anlage mit Bunkerband Bild 9 - mobile Anlage mit Hakenlift

Bild 10 Schaufelseperator mit Bild 11 RSS Rohrverlegehilfe mit Seilaufhngung RSS Dosiereinheit zur fr die Verlegung mehrerer Medien Bodenaufbereitung in einem Arbeitsgang

4. Umweltschutz und Kreislaufwirtschaft knnen dennoch Kosten sparen helfen

Das Flssigbodenverfahren ist ein Verfahren, das es ermglicht, fast alle Arten von Boden wieder zu verwenden und somit als wertvollen Baustoff nutzbar zu machen, statt den Aushub teuer ent-sorgen und mit allen Belastungen fr die Umwelt, die Straen und die Anwohner transportieren und gegen oft auch noch teures Austauschmaterial auswechseln zu mssen.

Infolge der mit diesem Verfahren verbundenen neuen technologischen Mglichkeiten muss Um-weltschutz dabei nicht teurer sein, als die herkmmlichen Bauweisen. Im Gegenteil treten inte-ressanten wirtschaftliche Effekte durch neue Technologien auf, die dann auch meist mit anderen Kostenstrukturen verbunden sind. So entfallen Arbeitsschritte samt dazugehriger Ressourcen. Doch auch die Lebensdauer der im Flssigboden erfolgenden Einbauten nimmt infolge der E