Multifunktionaler recyclinggerechter und ökologischer Straßenbau

Multifunktionaler recyclinggerechter
und ökologischer Straßenbau (2002)
veröffentlicht in: Straßen- und Tiefbau, Heft 6/2002, S. 18 – 21, Giesel Verlag, Isernhagen
Autoren: Clemens Heidger/Harald Kurkowski
Dr. rer. hort. Heidger, Clemens
Landschaftsarchitekt,
Ö.b.v. Sachverständiger für Gartenund Landschaftsbau,
Herstellung und Unterhaltung
Schwerpunkte der beruflichen Tätigkeit:
Die Lehre an mehreren Hochschulen und die umfangreichen Forschungs- und Entwicklungs­tätigkeiten
im Bereich der Vegetationstechnik und der Pflanzenverwendung bilden seit 1986 die Schwer­punkte der beruflichen
Tätigkeit und sind heute die Grundlage als öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger.
Gremienmitarbeit:
• L eiter des Arbeitskreises „Sanierung von Verkehrsflächen mit Baumbestand“ der Forschungs­gesellschaft
für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV), Köln, und der Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau
e. V. (FLL), Bonn
•M
itarbeiter im Arbeitsausschuss Landschafts­gestaltung und in den Arbeitskreisen Landschaftspflege in bebauten
Gebieten, Grünbrücken und Geokunststoffe für Erosions­schutz und als Begrünungshilfe der Forschungs­gesellschaft
für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV)
• Weiterhin tätig im Bereich der Deutschen Gesell­schaft für Geotechnologie (DGGT)
in der Fachsektion 6 „Deponien und Altlasten sowie in der DWA-Arbeitsgruppe ES-3.6 Bäume, Kanäle und Leitungen
der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA)
Kontakt:
Dr. Clemens Heidger
Mardalstraße 10
30559 Hannover
Tel. 0511 554330
Fax 0511 551321
E-Mail: [email protected]
Kurkowski, Harald
Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. (FH), Bauingenieur
Geschäftsführer der HK straße und grün GmbH, Soest
und der Bimolab GmbH, Soest
Schwerpunkte der beruflichen Tätigkeit:
Seit 1985 im Bereich der Baustoffproduktion und -verwendung, Güteüberwachung
sowie Forschung und Entwicklung von Asphalt, Beton, Gestein­körnungen und Vegetationssubstraten tätig
Gremienmitarbeit:
• S tellvertretender Obmann des Arbeitsausschusses Technik und Umwelt des Bundesverbandes der RecyclingBaustoffindustrie e. V. (BRB), Duisburg
• Wissenschaftlicher Beirat Forschungs­vereinigung Recycling und Wertstoffverwertung im Bauwesen e. V. (RWB), Bremen
• Mitarbeit in diversen Arbeitsgruppen und Arbeitsausschüssen der Forschungsgesellschaft für Straßenund Verkehrswesen (FGSV), Köln, zur Anwendung Industrieller Nebenprodukte und Recycling-Baustoffe im Erdund Straßenbau
• Mitarbeiter in Arbeitskreisen der Forschungs­gesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e. V. (FLL)
für Baumstandorte
Kontakt:
HK straße und grün GmbH
Am Kuhfuß 21
59494 Soest
Tel. +49 (0) 2921 9810300
Fax +49 (0) 2921 9810306
E-Mail: [email protected]
Clemens Heidger, Harald Kurkowski
Multifunktionaler recyclinggerechter
und ökologischer Straßenbau (2002)*
Im Straßenbau gibt es für den Bauingenieur eine Vielzahl von Regelwerken, die im Straßen- und Tiefbau bei Baumaßnahmen beachtet werden müssen. Auch Recycling-Baustoffe sind als güteüberwachter Mineralstoff für Erd- und
Straßen­baumaßnahmen vielfältig einsetzbar und in den Technischen Regelwerken verankert. Sie sind gleichwertig einsetzbar zu natürlichen oder künstlichen Mineralstoffen.
Geschildert werden die heutigen umfangreichen Möglichkeiten des Einsatzes von Recycling-Baustoffen im Erd-,
Straßen- und Tiefbau – und etwas ungewohnt für den Bauingenieur, die Möglichkeiten das „grüne Umfeld“ aus vegetationstechnischer Sicht zu optimieren.
Einsatzmöglichkeiten von RCBaustoffen im Erd- und Straßenbau
Die Produktion von Recycling-Baustoffen ist heute bis auf ca. 60 Mio. t/a
in Deutschland angestiegen. Vom Gesamtbedarf an Gesteinsbaustoffen decken Re­­cycling-Baustoffe heute ca. 10 %
– mit voraussichtlich weiter steigendem Anteil und gleichzeitig berücksich­
tigten konjunkturellen Rückgang – entsprechend ab. [1]
Recycling-Baustoffe werden auch
heute noch überwiegend im Erd- und
Straßenbau (ca. 95 %) eingesetzt [1, 2].
Inzwischen gibt es ein geschlossenes
Regelwerk für deren Anwendungen im
öffentlichen Straßenbau. Für den Straßenoberbau bilden die RStO 2001 [3]
in Verbindung mit den TL Min-StB 2000 Einsatzmöglichkeiten von RC-Baustoffen im Straßenbau
[4], den RG Min-StB 93 [5] und der RuAStB 2001 [6] heute die wesentlichen Voraussetzungen für hier auch weiterhin die Anforderungen als Gesteinskörnung
für Beton nach DIN 1045 und weiteren verwandten Einsatzden Einsatz als güteüberwachter Mineralstoff.
Auch die u. a. ZTVT-StB 95 [7] und die ZTV Asphalt-StB gebieten für rezyklierte Mineralstoffe anwendungsbezogen
2001 [8] enthalten seit längerer Zeit die Regelungen für den zusammengestellt.
Damit ergeben sich heute und zukünftig vielfältige AnEinsatz von RC-Baustoffen. Für den Einsatz im Erdbau sei an
dieser Stelle auf die ZTVE-StB 94/97 entsprechend [9] ver- wendungsmöglichkeiten für Recycling-Baustoffe im Erdund Straßenbau sowie im allgemeinen Ingenieurbau. Im
wiesen.
Damit, sollte man denken, gibt es eigentlich keine Regel- Straßenbau ist die Entwicklung für den Einsatz von Recycwerkslücke mehr für die Anwendung von güte­überwachten ling-Baustoffen am weitesten fortgeschritten:
Von der Asphaltdeckschicht – unter Zugabe von geeigRecycling-Baustoffen – zumindest für den öffentlichen Stranetem (aufbereiteten) Asphaltfräsgut – über die wasserßenbau.
Es gibt aber noch eine Viel­zahl von Regelungen der Bun- durchlässige Tragschicht bis zum Verfüllbaustoff oder der
desländer, mit bau- und umwelttechnischen Anforderun- mechanischen Bodenverbesserung im Erdbau sind die Angen, die im jeweiligen Bundesland Bedeutung haben. Die- wendungsmöglichkeiten von der RC-Baustoffindustrie konser Problematik stellte sich die Recycling-Industrie und sequent erschlossen worden. Der Straßen­querschnitt kann
fasste die Regelungen in der „Richtlinie für die Verwendbar- heute vollständig aus rezyklierten Baustoffen oder der teilkeit von rezyklierten mineralischen Bauprodukten“ – BRB weisen Zugabe von Rezyklaten im jeweiligen Baustoff erRichtlinien Recycling-Baustoffe [10] entsprechend zusam- baut werden!
Hochwertige Anwendungsmöglichkeiten für Re­cyclingmen.
Hier werden im Regelfall keine neuen An­forderungen Baustoffe werden durch die möglichst sortenreine stoffligestellt, die einzelnen zu beachtenden Vorschriften mit An- che Annahme und Aufbereitung der Rückbaustoffe und/
oder entsprechender Verfahrens­weise erzielt. Durch die geforderungen sind im Gütesystem aufgeführt.
Neben den Einsatzfeldern im Erd- und Straßenbau sind trennte Annahme von Asphalt, Beton, Naturstein, Ziegel-
* Dr. Clemens Heidger, ö.b.v. Sachverständiger für Garten- und Landschaftsbau – Herstellung und Unterhaltung, Hannover
Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing (FH) Harald Kurkowski, Geschäftsführer der HK straße und grün GmbH, Soest,
veröffentlicht in: Straßen- und Tiefbau, Heft 6/2002, S. 18 – 21, Giesel Verlag, Isernhagen
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mauerwerk usw. und einer entsprechenden
Aufbereitung und Güteüberwachung können
rezyklierte Produkte her­gestellt werden mit
besonderen Eigenschaften.
Die Anforderungen an z. B. eine Schottertragschicht nach ZTVT-StB 95 [7] werden aus
Erfahrung nur solche RC-Baustoffe erfüllen, die
hohe stoffliche Anteile an Naturstein und Beton enthalten. Nur so können ins­besondere die
Anforderungen an die Festigkeit und Frostbeständigkeit entsprechend erfüllt werden.
Bei dem Bau oder der Erhaltung einer Straße
sind viele Einflussgrößen entsprechend der jeweiligen Nutzung zu optimieren. Vom Straßennutzer, dem Baulastträger und den Anliegern
gehen entsprechende Bedürfnisse aus, die insbesondere die Oberflächen­eigenschaften der
Straße, deren Dauerhaftigkeit und deren Pflegebedarf betreffen [12]. Im Rahmen unserer
Volkswirtschaft sind heute aber auch ökonomisch sinnvolle recyclinggerechte und ökologisch ausgeprägte Eigenschaften zu berücksichtigen. Vom „grünen Umfeld“ werden daher
zukünftig stärker auch weitere Anförderungen
an das Bauwerk Straße und seine recyclingge- Eigenschaftsanforderungen an das Bauwerk Straße und das grüne Umfeld
rechten Baustoffe gestellt. Zusätzlich sind ve- (in Anlehnung an [12])
getationstechnische Anforderungen bei der
Opti­mierung der Eigenschaften einer Straße und seinem sondern darüber hinaus der gesamte Verkehrsraum muss in
diese Betrachtung mit einbezogen werden. Neben den FläUmfeld zu berücksichtigen.
chen für den Rad- und Fußgängerverkehr betrifft das den
Seiten­streifen (Bankette) und letztlich auch die Flächen für
Einsatzmöglichkeiten von RC-Baustoffen
das Verkehrsbegleitgrün.
im grünen Umfeld
Abgesehen von den Rad- und Fußwegen handelt es sich
Eine Anwendung von RC-Baustoffen im „grünen Umfeld“,
das in etwa dem Tätigkeitsfeld des Land­schaftsbaus ent- dabei hauptsächlich um begrünbare Ver­kehrs­flächen. Und
selbst die Baumscheiben der Großbäume können gemäß
spricht, ist seit langem bekannt.
Nicht nur die ökonomischen Vorteile sondern vielmehr ihrer Funktion mit zu den begrünbaren Deckenbefestigundie spezifischen Stoffeigenschaften sind es, die bei der Wahl gen gezählt werden. Man spricht in diesem Zusammenhang von „offenen“ Bauweisen – denn nur solche sind für
der Baustoffe eine übergeordnete Rolle spielen.
Aufgrund dieser besonderen stofflichen Eigen­schaften eine Begrünung geeignet.
Sie grenzen sich von den nicht offenen Bauweisen dabesteht in den letzten Jahren ein großes Interesse an offenporigen Gesteinen und Gesteins­körnungen, die vorran- durch ab, dass das Niederschlagwasser nicht wie im Stragig in der Vegetationstechnik, z. B. bei der Anwendung als ßenbau üblich seitlich abfließt, sondern durch die vorgePflanzsubstrat für Dachbegrünungen vermehrt zum Einsatz sehenen Öffnungen und Fugen in das Bauwerk eindringt
und dort den Pflanzen zur Verfügung steht. Korrekt ausgekommen.
Für den Einsatz dieser speziellen rezyklierten Mineral­ drückt, handelt es sich um wasser­durchlässige Verkehrsflästoffe im Straßenbau mangelt es dagegen immer noch an chenbefestigungen.
Bautechnisch betrachtet führt eindringendes Sickerwasder nötigen Bereitschaft.
Beim Versuch einer Erklärung wird man sehr bald fest- ser immer zu Problemen. Nämlich dann, wenn die Tragfästellen, dass für Straßenbaustoffe „erschwerte Bedingun- higkeit des Bauwerks oder der Unterlage auf dem das Baugen“ gelten. Es kommen nur hochwertige Materialien zum werk ruht nicht mehr gegeben ist oder wenn mit einer
Einsatz, deren Qualitäten sich in der Hauptsache durch Ei- Frostgefährdung durch eindringendes Niederschlagwasser
genschaften wie Kornfestigkeit und Frostbeständigkeit her- zu rechnen ist.
Die Funktion des Bauwerks wird dadurch ein­geschränkt,
vorheben. Mineralstoffe müssen ausreichend hart sein und
ein dichtes mineralisches Gefüge aufweisen. Solche und mitunter sogar vollständig aufgehoben.
Aus der Tatsache, dass die Tragfähigkeit und Frost­
ähnliche Anforderungen an die Materialbeschaffenheit sind
beständigkeit eines Bauwerks mit den Gehalten an Bodendurch die TL-Min-StB 2000 [4] vorgegeben.
Für Gesteine, die eine innere Porenstruktur auf­weisen wasser in den Schichten korreliert, ist ein störungsfreier
und dadurch erhöhte wasserspeichernde Eigenschaften be- Wasserabfluss oberstes Gebot im Straßenbau.
Ein zweites Problem ergibt sich aus der Verdichtung.
sitzen, besteht aus bautechnischer Sicht im Straßenbau jeZum Erreichen einer ausreichenden Trag­fähigkeit ist der
doch nur ein untergeordneter Verwendungszweck.
Wie aber sieht das für das straßenbauliche Umfeld aus? Untergrund und alle darüber liegenden Schichten solange
Nicht nur die Straße selbst, d. h. die eigentliche Fahrbahn, zu verdichten, bis die jeweils nutzungsbedingte Tragfähig-
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keit gegeben ist. Der zu erreichende Verdichtungsgrad ist bauklassenabhängig im Regelwerk der RStO
2001 [3] vorgegeben.
Was aber geschieht bei der Verdichtung? Das
Feststoffvolumen bleibt immer konstant, es ändert
sich je nach Stärke der Verdichtung das Porenvolumen. Damit ändert sich:
• die Lagerungsdichte, mit zunehmender Verdichtung nimmt die Lagerungsdichte zu
und
• die Wasserdurchlässigkeit, mit zunehmender
Verdichtung nimmt die Wasserdurchlässigkeit
ab.
Einerseits werden aus gestalterischen und ökolo- Beispiel für den Schichtenaufbau eines Baumstandortes
gischen Gründen offene Bauweisen als begrünbare mit Pflanzgrube und Baumsubstrat nach DIN 18916
Decken­befestigungen gefordert, in die das Niederschlagwasser eindringen kann und unter Umständen die Trag­fähigkeit der Schichten beeinflusst, gleichzeitig
Die Tatsache, dass die RStO 2001 [3] die begrünbaren Deaber auch von den Pflanzen benötigt wird.
Um es für die Pflanzen verfügbar zu machen, muss die ckenbefestigungen den Einfachbauweisen und damit den
Wasserdurchlässigkeit zu Gunsten einer höheren Wasser- Bauklassen V und VI zuordnet – d. h. den Zulassungsbereich
speicherfähigkeit in den Schichten vermindert werden, da- auf die wenig befahrenen Verkehrs­flächen beschränkt – ervon wiederum wird aber die Tragfähigkeit nachteilig beein- möglicht bei Anpassung der Bauweise eine Abänderung
der zu erbringenden Verdichtungsleistung/Tragfähigkeit
flusst.
Auf der anderen Seite wird eine hohe Tragfähigkeit ver- für den Baugrund von 45 MN/m2 auf mind. 25 MN/m2 zu
langt, die nur über eine hohe Dichte zu erreichen ist und Gunsten verbesserter vegetationstechnischer Eigenschafeine hohe Verdichtungsleistung erfordert. Im Ergebnis exis- ten.
tieren bereits bei der Betrachtung der bautechnischen AnDas wurde bereits bei der Schotterrasenbauweise prakforderungen unterschiedliche Vorgaben:
tiziert und hat in den „Empfehlungen für Bau und Pflege
• das eindringende Sickerwasser müsste eigentlich stö- von Flächen als Schotterrasen“ [11] seinen Einfluss gefunrungsfrei abfließen
den. Mit der Erschließungsmöglichkeit des Baugrundes bie• es kann aber nicht problemlos abfließen, da eine mit tet sich für die Vegetation eine Vergrößerung des Bodenrauder Verdichtung einhergehende Veränderung des Po- mes und damit eine Steigerung der ästhetischen Qualität.
renraumes stattgefunden hat.
Vegetationstragschichten bzw. Tragschichten, die über
optimierte vegetations­technische Eigenschaften verfügen,
Hinzu kommen noch die vegetationstechnischen Eigen- sind in Anlehnung an die ZTVT-StB 95 aus kornabgestufschaften.
ten Gesteinskörnungen herzustellen. Diese Stoffgemische
In der Gegenüberstellung der bautechnischen und der müssen sowohl tragfähig als auch wasserdurchlässig und
vegetationstechnischen Anforderungen wird die Problema- gleichzeitig noch wasser­speicherfähig sein. Von entscheitik deutlich. Es handelt es sich um zwei Fachrichtungen mit dender Bedeutung für das Pflanzenwachstum ist der ausvollkommen konträren An­forderungen. Vegetationstechni- reichende Porenraum. Um den vegetationstechnischen Ansche Anforderungen für ein gutes Pflanzenwachstum erfor- forderungen zu genügen, müssen derartige Stoffgemische
dern einen großen Porenanteil, der in Verbindung mit einer selbst im verdichteten Zustand über ein Gesamtporenvolugeringen Dichte und Tragfähigkeit steht.
men (GPV) von ≥ 40 Vol.-% verfügen. Eine derartige VorgaWas aber ist zu tun? Bevorzugen wir die Bautechnik, ris- be ist nur durch geeignete Mineralstoffe mit offenporiger
kieren wir ein schlechtes Pflanzenwachstum; gibt man der Struktur zu erbringen.
Vegetationstechnik den Vorzug, riskiert man ein defektes
Aufgrund der spezifizierten stofflichen Eigen­schaften
Bauwerk, das den Anforderungen nicht standhält. Die Opti- bestimmter Recyklate, wie beispielsweise dem Ziegel-RCmierungsarbeit besteht nun darin, die gegenteiligen Anfor- Baustoff, steht dem Straßenbau für das grüne Umfeld ein
derungen beider Disziplinen miteinander in Einklang für die multifunktionaler Baustoff zur Verfügung, der sowohl den
Nutzung zu bringen. Die wesenlichen Einflussfaktoren und bautechnischen als auch den vegetationstechnischen AnAnsatzpunkte sind:
forderungen in gleichem Maße gerecht wird und dessen
vermehrte Anwendung z. B. als unterbaufähiges Substrat
• die Verdichtung,
mit guten vege­tationstechnischen Eigenschaften im Stra• die Korngrößenzusammensetzung
ßenbau anzustreben ist.
der Stoffgemische
Für güteüberwachte, rezyklierte Mineralstoffe – mit beund
sonderen Eigenschaften – sind daher die Möglich­keiten der
• die Materialbeschaffenheit
Anwendung noch immer nicht voll erschlossen. Aufgrund
der natürlichen und künstlichen Gesteine.
der begrenzten verfügbaren Menge sind hochwertige Anwendungen zu begrüßen und zuzulassen, bei denen die
Als Lösung kommt nur ein Kompromiss in Frage!
Produkteigenschaften optimal genutzt werden.
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Literatur
[1]Kreislaufwirtschaftsträger Bau KWTB:
Monitoring-​Bericht Bauabfälle an den
Bundesumweltminister, Berlin/Duisburg, 20.03.2000
[2]Kohler, Guntram; Kurkowski, Harald:
Recycling-Produkte und neue Einsatzgebiete,
Straßen- und Tiefbau, Heft 7-8/2001
[3]Richtlinien für die Standardisierung
des Oberbaues von Verkehrsflächen – RStO
2001, Forschungsgesellschaft für Straßenund Verkehrswesen, Köln, Ausgabe 2001
[4]Technischen Lieferbedingungen für
Mineralstoffe im Straßenbau – TL Min-StB
2000, Forschungsgesellschaft für Straßenund Verkehrswesen, Köln, Ausgabe 2000
[5]Richtlinien für die Güteüberwachung
von Mineralstoffen im Straßenbau –
RG Min-StB 93, Forschungsgesellschaft
für Straßen- und Verkehrswesen, Köln,
Ausgabe 1993 mit Ergänzungen 2000
[6]Richtlinie für die umweltverträgliche Anwendung
von industriellen Nebenprodukten und
Recycling-Baustoffen im Straßenbau – RuAStB 2001, Forschungsgesellschaft für Straßenund Verkehrswesen, Köln, Ausgabe 2001
[7]Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und
Richtlinien für Tragschichten im Straßenbau –
ZTVT-StB 95, Forschungsgesellschaft für Straßenund Verkehrswesen, Köln, Ausgabe 1998
[8]Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und
Richtlinien für den Bau von Fahrbahndecken aus
Asphalt – ZTV Asphalt-StB 94, Forschungs­gesellschaft
für Straßen- und Verkehrswesen, Köln, Ausgabe 1998
[9]Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen
und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau –
ZTVE-StB 94, Forschungsgesellschaft für Straßenund Verkehrswesen, Köln, Ausgabe 1997
[10]Richtlinie für die Verwendbarkeit von rezyklierten
mineralischen Bauprodukten, BRB Richtlinien
Recycling-Baustoffe, Bundesverband der
Deutschen Recycling-Baustoff-Industrie
e.V. (BRB), Duisburg, Ausgabe 2001
[11]Empfehlungen für Bau und Pflege von Flächen
als Schotterrasen, Forschungsgesellschaft
Landschaftsentwicklung Landschaftsbau
e.V. (FLL), Bonn, Ausgabe 2000
[12]Asphalt – der Baustoff für kommunale
Verkehrsflächen, Deutscher
Asphaltverband (Hrsg.), Bonn
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