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FLIR-ITS-2016
ACO Tiefbau

 

 

 

 

 
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Webgestütztes Aufgrabungsmanagement kommunaler Verkehrsflächen

Web-based excavation management of municipal traffi c areas

StBDir. Dipl.-Ing. A. Buttgereit, Münster

Eine moderne und gut funktionierende Verkehrsinfrastruktur ist die Visitenkarte einer Stadt. Sie vermittelt dem
Nutzer bewusst oder unbewusst ein angenehmes Gefühl, vermittelt ihm Sicherheit und lädt zum Verweilen
ein. Ein wichtiger Faktor hierfür ist die Qualität der Straßenoberfläche bzw. deren Erhaltungszustand.
Diesen Erhaltungszustand kann der Straßenbaulastträger einerseits direkt durch eigene Maßnahmen positiv
beeinflussen. Andererseits hat er indirekt die Möglichkeit, durch Kontrolle der Arbeiten Dritter das Stadtbild,
den Benutzungskomfort und die Sicherheit der Verkehrsteilnehmer zu gewährleisten. Hierfür aber benötigt
er ausreichend qualifizierte und kompetente Mitarbeiter, die durch ständige Veränderungsprozesse und
kontinuierlichen Personalabbau häufig nicht mehr zur Verfügung stehen. Außerdem ist ein unterstützendes
Werkzeug in Form eines EDV-Programms erforderlich, um die Flut von Eingriffen in den Straßenaufbau zu
verwalten, damit die Nutzungsdauer der Straßen durch nicht fachgerecht geschlossene Aufgrabungen nicht
zu sehr herabgesetzt wird. Dies würde zu einem beschleunigten Wertverlust der öffentlichen Verkehrsflächen
führen. Dieser Beitrag zeigt eine Möglichkeit, wie diese Aufgabe „Aufgrabungsmanagement“ mithilfe moderner
Werkzeuge bewältigt werden kann.

A modern and well-functioning transport infrastructure is the flagship label of a city. It gives the user a
pleasant feeling, consciously or unconsciously, gives him security and invites you to linger. An important factor
for this is the quality of the road surface and their maintenance quality. The public construction agencies can
positively affect this maintenance on the one hand, directly through its own measures. On the other hand,
they have the opportunity to ensure indirectly through the work of third parties to control the cityscape, the
use of comfort and safety of road users. But for this purpose enough qualified and competent employees are
needed that are no longer commonly available through continuous processes of change and continuous staff
reductions. In addition, a supporting tool in the form of a computer programme is required to manage the
flood of interventions in the road structure, so that the useful life of the streets is not too much reduced by
not properly closed excavations. This would lead to an accelerated depreciation of the public traffic areas. This
article shows one way how the task “excavation management“ can be managed with the help of modern tools.

Fachkonzept der geplanten ErsatzbaustoffV (Artikel 2 der geplanten Mantelverordnung)

Functional specifi cations of the proposed Ordinance on Substitute Building Materials

Dr. rer. nat. B. Susset, Ostfi ldern
Dr. rer. nat. Dipl.-Min. M. Funkel, Tübingen

Der Beitrag basiert auf Weiterentwicklungen der Grenzwertableitungssystematik für die geplante Mantelverordnung des BMUB durch das Zentrum für Angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen (ZAG) im Rahmen der Anpassungen an Ergebnisse des laufenden Diskussionsprozesses und des für Anfang 2015 avisierten BMUB-Planspiels. Für verschiedene wasser- oder teilwasserdurchlässige Einbauweisen von mineralischen Ersatzbaustoffen (MEB) in technischen Bauwerken und für verschiedene Bodenszenarien (1 Meter Sand oder 1 Meter Lehm/Schluff/Ton) wurden maximal zulässige Konzentrationen relevanter Stoffe in Säulenkurzeluaten bei einem Wasser- zu Feststoffverhältnis (WF) von 2 Liter/Kilogramm nach DIN 19528 berechnet. Bei Einhaltung dieser Werte geht man nach dem aktuellen Stand des Wissens davon aus, dass die Geringfügigkeitsschwellenwerte bzw. die so genannten Bezugsmaßstäbe am Ort der Beurteilung im Sickerwasser oberhalb des Grundwassers unter Berücksichtigung der politischen Konventionen und in Übereinstimmung mit den Anwendungsregeln aus dem vorsorgenden Boden- und Grundwasserschutz mit hinreichender Sicherheit eingehalten werden können. In der geplanten Ersatzbaustoffverordnung wird dieses Konzept anhand von Materialwertetabellen zur Klassifikation der Materialqualität von MEB und anhand sogenannter Einbautabellen umgesetzt. Letztere demonstrieren die zulässigen Einbauweisen in technischen Bauwerken.

This paper explores progress by the University of Tübingen’s Centre for Applied Geosciences (ZAG) in developing a system for establishing threshold values within the proposed Master Ordinance on Groundwater, Substitute Building Materials and Soil Protection (Mantelverordnung) of the Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation, Building and Nuclear Safety (BMUB). These modifications are a result of ongoing discussions and a BMUB simulation exercise in early 2015. The maximum permissible concentrations of the relevant substances in short-term column eluates with a liquid-to-solid ratio (L/S) of 2 l/kg were calculated according to DIN 19528 for different water-permeable or semi-permeable methods of using recycled mineral building materials (RMBs) in technical structures and for different soil scenarios (1 metre of sand or 1 metre of loam/silt/clay). Providing these values are observed, current knowledge suggests that it is possible to meet the insignificance threshold or background values in the seepage water above the groundwater at the assessment point with an adequate degree of certainty in compliance with political conventions and the rules governing precautionary soil and groundwater protection policy. The proposed Ordinance on Substitute Building Materials implements the above approach by using material value tables to classify the material qualities of RMBs, together with “construction tables” that set out the permissible installation techniques for different technical structures.

Was macht die Straßenböschung in der Halle?

What is an embankment doing indoors?

Dr.-Ing. C. Kellermann-Kinner,
Dipl.-Ing. T. Marks, Bergisch Gladbach

Ersatzbaustoffe, wie Recyclingbaustoffe, industrielle Nebenprodukte oder aufbereitetes Bodenmaterial, können
verwendet werden, um natürliche Ressourcen zu schonen. Neben der bautechnischen Eignung der Ersatzbaustoffe
spielt der Schutz von Boden und Grundwasser mittlerweile bei der Auswahl der Baustoffe eine wesentliche
Rolle. Um diesen zu gewährleisten, ist bei Ersatzbaustoffen zu prüfen, ob umweltrelevante Inhaltsstoffe mit dem
Sickerwasser in relevanten Mengen in Boden und Grundwasser ausgetragen werden können. In dem Projekt
„Effizienz technischer Sicherungsmaßnahmen im Erdbau – Lysimeteruntersuchungen unter Laborbedingungen“
wird der Forschungsansatz der großmaßstäblichen Versuche verfolgt, mit dem Ziel, die Wirksamkeit von technischen
Sicherungsmaßnahmen (TSM) zu beurteilen. Hierzu wurden Lysimeter und eine zugehörige Beregnungseinheit
entwickelt. Mit der Anlage wurde ein Instrument geschaffen, um unter vergleichbaren, kontrollierten und
zeitgerafften Bedingungen verschiedene Kombinationen aus TSM und Ersatzbaustoffen am Ausschnitt einer
Böschung im Maßstab 1:1 zu prüfen. Um klimatische Einflüsse weitestgehend auszuschließen, wird die Anlage in
einer Versuchshalle aufgestellt, sodass Lysimeteruntersuchungen unter Laborbedingungen durchgeführt werden
können. In einer ersten, abgeschlossenen Versuchsreihe wurden zwei Böden und drei TSM untersucht. Eine weitere
Versuchsreihe mit industriellen Nebenprodukten und RC-Baustoffen ist in der Bearbeitung. Die Ergebnisse
erlauben eine erste Einschätzung der Wirksamkeit der untersuchten TSM. Ziel der Forschungsarbeiten zum Thema
Durchsickerung von Straßenböschungen ist es, eine belastbare Datengrundlage zur Sickerwassermenge zu schaffen.
Daraus werden Instrumente entwickelt, um die Wirksamkeit der unterschiedlichen technischen Sicherungsmaßnahmen
zu beurteilen. Durch die ökonomisch und ökologisch optimierten Bauweisen soll das Potenzial für
den Einsatz von Ersatzbaustoffe im Erdbau des Straßenbaus erhöht werden.

Alternative construction materials, such as recyclable building materials, industrial by-products or processed soil,
can be used in order to conserve natural resources. In addition to the suitability of alternative construction materrials
for use in constructions, the protection of soil and ground water plays an important role in the selection of
construction materials. In order to guarantee this, alternative construction materials are checked to determine
whether environmentally relevant substances could be transmitted to the soil and ground water in substantial
quantities through seepage. The conduction of large-scale tests is the adopted research approach for this project,
titled ‘Efficiency of technical safeguards within earthwork – lysimeter investigations conducted under laboratory
conditions', which aims to assess the effectiveness of technical safeguards (TSMs). Lysimeters and an appropriate
measurement unit of irrigation were developed to this effect. The test system developed was used to create an
instrument to test different combinations of TSMs and alternative construction materials on a section of embankment
under comparable, controlled and accelerated conditions on a 1:1 scale. In order to eliminate climatic influences
as far as possible, the test system was set up in a testing facility to enable lysimeter investigations to be
conducted under laboratory conditions. In this first completed test series two soils and three TSMs were investigated.
Another test series with industrial by-products and recyclable building materials is in process. The results
allow assessing the effectiveness of the different TSMs. The aim of the research projects focused on the percolation
of road embankments is to create a reliable database for quantity measurements of percolating water. This
allows for the development of instruments to assess the effectiveness of the different TSMs. The potential use of
alternative construction materials within earthwork can be raised through the economical and ecological optimization
of construction methods.

Simulationsberechnungen zur Durchsickerung von Erdbauwerken bei Bauweisen mit technischen Sicherungsmaßnahmen

Numeral simulations of the water flow in earth constructions with technical safeguards

Dr.-Ing. E. Birle, München

Bei Verwendung von Böden und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen (BumI) in Erdbauwerken
sind aus Gründen des Boden- und Gewässerschutzes gegebenenfalls technische Sicherungsmaßnahmen
zu ergreifen, um eine Durchsickerung der Böden und Baustoffe mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen und
damit einen möglichen Austrag von Schadstoffen auf ein verträgliches Maß zu minimieren. Das Merkblatt
über Bauweisen für technische Sicherungsmaßnahmen beim Einsatz von Böden und Baustoffen mit
umweltrelevanten Inhaltsstoffen im Erdbau (FGSV 2009) stellt verschiedene Bauweisen für Straßendämme
vor. Anhand von numerischen Berechnungen wurde untersucht, inwieweit Erdbauwerke, die gemäß dieser
Bauweisen errichtet wurden, durchsickert werden. In einer ersten Phase wurden Berechnungen mit einer
zeitlich konstanten Infiltrationsrate durchgeführt. Diese Berechnungen belegen, dass die Bauweisen mit
Abdichtungen und die Kernbauweise geeignet sind, um die Sickerwassermengen zu minimieren. Für die
Bauweise mit gering durchlässigen Böden bzw. Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen, bei der auf
eine zusätzliche Dichtungsschicht verzichtet wird, ergeben sich in Abhängigkeit vom Durchlässigkeitsbeiwert
der Böden bzw. Baustoffe mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen gegenüber den anderen Bauweisen rechnerisch
zum Teil deutlich höhere Sickerwassermengen. Für diese Bauweise wurden deshalb ergänzende Berechnungen
durchgeführt, bei denen zeitlich variable Klimarandbedingungen zum Ansatz kamen, wobei auf Messdaten des
Deutschen Wetterdienstes zurückgegriffen wurde. Diese Berechnungsergebnisse zeigen, dass der Ansatz von
Klimarandbedingungen in Form von Tageswerten zu einer deutlich geringeren rechnerischen Durchsickerung
führt, als wenn mit einer zeitlich konstanten Infiltrationsrate gerechnet wird.

Slightly contaminated soils and recycled materials can be used for earth works (e. g. embankments and noise
protection barriers) if specified concentrations of contaminants are not exceeded and if technical safeguards
are considered in the design. Technical safeguards are necessary for reasons of soil and groundwater protection.
The German Road and Transportation Research Association (FGSV) developed various construction methods
for the use of such materials and published these in an information sheet (M TS E). The design principle of
such earth structures is to minimize the seepage of water from the contaminated soils or recycled material. By
means of numerical simulations the rainfall-induced flow of water in such earth structures was investigated. In
a first phase, simulations of the water flow were performed considering a constant infiltration rate on the soil
surface. The results of these simulations show that the seepage flow is significantly reduced by the construction
methods with sealings (methods A, B and C according to M TS E) and the construction method D, where
the slightly contaminated soil or recycled material is placed only in the core of an embankment beneath an
impermeable pavement. For the construction method E according to M TS E, where slightly contaminated soils
of low permeability are used and no additional sealing layer is provided, the simulations show a comparatively
large seepage flow. For this construction method in a second phase more realistic simulations in consideration
of variable climate conditions were carried out. Therefore, daily climate data provided by the German Weather
Service (DWD) were considered. The results show that simulations with variable climate conditions lead to a
much smaller seepage flow than simulations with a constant infiltration rate on the soil surface.