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1 Einleitung
Bankette sind Bestandteil des Straßendammes, haben aber auch große Bedeutung für die Verkehrssicherheit und den Schadstoffrückhalt. Sie müssen dauerhaft standfest sein, damit abkommende Fahrzeuge, insbesondere schwere Lkw, nicht einsinken und verunfallen. Zum Grundwasserschutz müssen Bankette aber auch die Schadstoffe aus dem Straßenabfluss, der dort versickert, zurückhalten. Der Schadstoffrückhalt im Bankett erfolgt vorwiegend durch mechanische Filtration. Die Filtration wird vor Allem durch die sandigen und schluffigen Kornfraktionen im Bankettmaterial bewirkt. Ist ihr Anteil aber zu hoch, nehmen die Standfestigkeit und die Tragfähigkeit ab. Es gilt, diese gegenläufigen Anforderungen an die Zusammensetzung von Bankettmaterial zu optimieren.
Mit den Feinpartikeln aus dem Straßenabfluss und der Vegetation ,,wachsen" Bankette im Laufe der Jahre auf. Damit der Straßenabfluss nicht behindert wird und Aquaplaning auftritt, müssen Bankette regelmäßig geschält werden. Das bei dieser Reprofilierung anfallende Bankettschälgut ist grundsätzlich als Abfall einzustufen. Die dadurch bedingten Einschränkungen bei der Verwendung oder Verwertung sind in der ,,Richtlinie zum Umgang mit Bankettschälgut" beschrieben.
Wenn das Bankettschälgut nicht innerhalb des Straßenbauwerkes verbleiben kann, sollte es im Sinne der Ressourcenschonung verwertet werden. Bankettschälgut besteht zu ca. 90 M.-% aus mineralischen Bestandteilen, die wieder für Bauzwecke genutzt werden können, wenn es durch eine geeignete Aufbereitung gelingt, die überwiegend pflanzlichen Anteile, wie Mähgutreste und Wurzeln, deutlich zu reduzieren. In einer Forschungsarbeit über Kosten und Nutzen der Aufbereitung von Bankettschälgut ist die derzeitige Vorgehensweise beschrieben worden. Daraus lassen sich Perspektiven für eine werterhaltende Nutzung von Bankettschälgut ableiten.
2 Anforderungen an den Bau von Banketten
2.1 Stand der Technik und dessen Weiterentwicklung
Im Bild 1 ist die Geometrie von Banketten dargestellt, wie sie sich aus den RAS-Ew in Verbindung mit den ZTV SoB-StB ergibt. Bei einer Dicke des frostsicheren Straßenaufbaus von 80 cm beträgt das Volumen des dargestellten Bankettbereiches 0,55 m³/m. Im Vergleich zu den sonstigen Massen, die im Erdbau bewegt werden, ist das verschwindend wenig. Aber dieser kleine Bereich hat sehr wesentliche Bedeutung für die Verkehrssicherheit und den Grundwasserschutz an Straßen und braucht deshalb besondere Aufmerksamkeit.
Bild 1: Geometrie von Banketten (RAS-Ew und ZTV SoB-StB)
Die Anforderungen an die Baustoffe und an den Aufbau von Banketten sind erstmals 2003 im ,,Merkblatt für die Verdichtung des Untergrundes und Unterbaues im Straßenbau" beschrieben worden. In den RAS-Ew 2005 wird darauf Bezug genommen und es werden ergänzende Anforderungen gestellt. Der aktuelle Stand ist in den ZTV E-StB 2009, Abschnitt 4.7, beschrieben. Danach sollen folgende Böden oder Baustoffe bzw. Baustoffgemische im Bankett verwendet werden:
(1) gemischtkörnige Böden der Bodengruppen GU, GT,
(2) Gemische aus gebrochenen Gesteinskörnungen, die den genannten Bodengruppen entsprechen,
(3) Schotterrasen mit einem Oberbodenanteil von 15 M.-%.
Hinsichtlich des Bankettaufbaus wird gefordert, dass
– 5 cm Oberboden auf den Schichten aus Materialien (1) oder (2) aufgebracht werden oder
– eine 20 cm dicke Schicht aus Schotterrasenmaterial (3) hergestellt wird.
Die Materialien (1) bis (3) müssen auf einen Verdichtungsgrad von 100 % verdichtet werden.
Der Begriff ,,Schotterrasen" wird in den verschiedenen Bausparten sehr unterschiedlich und in verwirrender Weise verwendet. Das im Bankett eingesetzte Material ist weder Rasen noch Schotter. Der AA 5.1 hat deshalb beschlossen, diesen Begriff zukünftig im Straßenbauregelwerk nicht mehr zu verwenden.
Aus Gründen der Verkehrssicherheit ist der Tragfähigkeit der Bankette oberste Priorität einzuräumen. Die Optimierung des Aufbaus und der Baustoffe im Hinblick auf ein gutes Schadstoffrückhaltevermögen steht dem aber nicht grundsätzlich entgegen.
Nach Auffassung der Straßenbauverwaltungen der Länder haben sich die genannten Bauweisen nicht immer bewährt. Außerdem muss damit gerechnet werden, dass die Anforderungen an den Grundwasserschutz in Zukunft steigen. Diese Entwicklungen voraussehend sollen durch Forschungsarbeiten belastbare Grundlagen geschaffen werden, um für die Zukunft Lösungen zu generieren.
Bisher wurde die Reinigungsleistung von Bauwerken der Straßenentwässerung an der Einhaltung der Grenzwerte der Trinkwasserverordnung und der Sickerwasser-Prüfwerte der Bundesbodenschutzverordnung gemessen. Umfassende Untersuchungen zeigen, dass diese von den gängigen Verfahren zur Reinigung von Straßenabflüssen auch an hoch verkehrsbelasteten Straßen eingehalten werden, z. B. bei der breitflächigen Versickerung der Abflüsse über die Bankette.
Nach dem 2. Arbeitsentwurf der Mantelverordnung vom 31. 10. 2012 sollen aber mit der Änderung der Grundwasserverordnung die Geringfügigkeitsschwellenwerte der LAWA verrechtlicht werden. Die Geringfügigkeitsschwellenwerte liegen für viele Parameter deutlich niedriger als die bisherigen Bezugsgrößen und umfassen sehr viel mehr Parameter. In einigen Untersuchungen zeigt sich, dass sie direkt unter Banketten nicht ohne Weiteres eingehalten werden können.
Vor diesem Hintergrund sind zwei Forschungsprojekte beauftragt worden, mit denen das Optimierungspotenzial bei Banketten hinsichtlich Standsicherheit und Schadstoffrückhalt untersucht werden soll. Bei den Forschungsprojekten handelt es sich um die Vorhaben
– 05.0160/2010/MGB ,,Untersuchungen zur Optimierung von Schadstoffrückhalt und Standfestigkeit von Banketten", TU Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Standortkunde und Bodenschutz mit Unterstützung des Landesbetriebs Straßenwesen, Brandenburg, und
– 05.0177/2012/MRB ,,Baustoffe für standfeste Bankette, TU München, Zentrum Geotechnik.
2.2 Untersuchungen zur Optimierung hinsichtlich Schadstoffrückhalt
Bei früheren Untersuchungen von Bodenfilteraufbauten wurde nachgewiesen, dass ein Aufbau aus reinem Sand ohne Humusanteil eine mindestens ebenso gute Reinigungsleistung für Straßenabfluss aufwies wie Aufbauten mit Oberbodenauflage. Bei der Forschungsarbeit an der TU Berlin soll nun geprüft werden wie diese Erkenntnis an Straßenbanketten umgesetzt werden kann. Straßenabflüsse weisen durch ihr unregelmäßig intermittierendes Auftreten wechselnde Mengen sowie wechselnde Zusammensetzungen auf. Außerdem wirken Trockenheits- und Frosteinflüsse auf die Bankettaufbauten. Deshalb soll der Nachweis der Wirksamkeit einer vorwiegend physikalischen Reinigung von Straßenabflüssen unter Frei-landbedingungen erbracht werden.
Dazu sind an der BAB A 115 drei verschiedene, befahrbare Bankettaufbauten hergestellt worden, die seit Ende 2012 über 18 Monate auf ihren Schadstoffrückhalt untersucht werden. Zu jedem Lysimeter gehört ein Null-Lysimeter, in dem Menge und Qualität des Straßenabflusses bestimmt werden. Die Untersuchungen zur Optimierung des Schadstoffrückhaltes in Banketten umfassen
– Großmaßstäbliche Säulenversuche (Vorversuche zur Materialauswahl für die Lysimeter),
– Untersuchungen von Bankettaufbauten unter realen Bedingungen an der BAB A 115,
● in drei Null-Lysimetern und drei ausgewählten Bankettaufbauten,
● Beprobung von Menge und Qualität der Straßenabflüsse, der Zwischenabflüsse und des Sickerwassers über 18 Monate,
● monatliche Entnahme von Mischproben unterschiedlicher Niederschlagsereignisse sowie ereignisabhängige Proben zusätzlich,
● Untersuchungsgegenstand sind die Schwermetallkonzentrationen,
● Tiefen- und entfernungsorientierte Beprobung der Bankettmaterialien auf zurückgehaltene Schadstoffe.
Die Lysimeter sind jeweils 60 cm tief, um die Wirkung unterschiedlicher Bankettaufbauten ohne Beeinflussung durch das darunterliegende Erdbaumaterial untersuchen zu können. In Lysimeter 1 ist auf der Dränschicht reiner Oberboden eingebaut worden. Er wurde wegen der Befahrbarkeit mit einem Stützskelett aus Rasengittersteinen versehen. In Lysimeter 2 ist ein Baustoffgemisch für Schottertragschichten 0/32 mm mit 15 M.-% Oberboden gemischt und eingebaut worden. Das entspricht der Variante (3) der ZTV E-StB. Lysimeter 3 enthält das reine Baustoffgemisch 0/32 mm (Bild 2).
Bild 2: Schematische Darstellung der Lysimeter mit Füllungsvarianten
Bild 3: Einbau der Lysimeter an der BAB A 115
Zu jedem Lysimeteraufbau gehört ein Nulllysimeter. Im Bild 3 ist der Einbau der Lysimeter zu sehen.
Der fertig eingerichtete Versuchsabschnitt an der BAB A 115 ist im Bild 4 zu sehen. Die Anlage ist seit Ende 2012 in Betrieb. Die Beprobung wird voraussichtlich bis 6/2014 durchgeführt.
Bild 4: Betrieb der Lysimeteranlage an der BAB A 115
2.3 Untersuchungen zur Optimierung hinsichtlich Standfestigkeit
In dem Forschungsprojekt an der TU München zur Optimierung der Baustoffe für standfeste Bankette werden mit drei Ausgangsböden systematische Reihenuntersuchungen durchgeführt. Die Ausgangsböden sind:
(1) Drei Baustoffgemische 0/32 mm aus ungebrochenen, gebrochenen und rezyklierten Gesteinskörnungen,
(2) Feinkorn < 0,063 mm zur Beimischung in (1),
(3) Oberboden (kieskorn- und steinfreier Humus) zur Beimischung in (1).
Die Ausgangsböden werden wie wie in der Tabelle 1 angegeben zunächst mit zwei unterschiedlichen Feinkornanteilen von 6 % bis 8 % und von 13 % bis 15 % gemischt. Diesen Gemischen wiederum wird jeweils 5 % und 10 % von dem Oberboden zugemischt. So entstehen insgesamt 18 Versuchsböden, deren Grobgerüst aus ungebrochenem, gebrochenem bzw. rezykliertem Baustoffgemisch 0/32 mm besteht.
Tabelle 1: Matrix der Versuchsböden
An den Versuchsböden werden jeweils die Kornverteilungen, die Proctordichte und der optimale Wassergehalt bestimmt. Die Wasserdurchlässigkeit im gesättigten Zustand und der CBR-Wert als Maß für die Tragfähigkeit werden bei unterschiedlichen Wassergehalten und Luftporenanteilen bestimmt. Ziel der Reihenuntersuchungen ist es, eine Abhängigkeitsmatrix der untersuchten Bankettmaterialien nach Art, Zusammensetzung und Verdichtungszustand im Hinblick auf deren Tragfähigkeit und Wasserdurchlässigkeit aufzustellen.
Die systematischen Reihenuntersuchungen werden durch Untersuchungen im TechnikumsMaßstab ergänzt. Dafür sind einschließlich der Bankettmaterialien, die bei der TU Berlin auf optimalen Schadstoffrückhalt untersucht werden, insgesamt neun Versuchsböden vorgesehen. Kriterium für die Tragfähigkeit ist bei den Versuchen im Technikums-Maßstab der Ev2-Wert (Verformungsmodul). Mit den Untersuchungen sollen die Ergebnisse der Laboruntersuchungen mit denen unter Praxisbedingungen verifiziert und eine Verknüpfung der Ergebnisse zum Schadstoffrückhalt mit denen zur Tragfähigkeit hergestellt werden.
Damit soll eine belastbare Grundlage für Anforderungen an Bankettmaterialien und den Bankettaufbau geschaffen werden. Die Erkenntnisse sollen in den oben genannten Regelwerken umgesetzt werden.
3 Anforderungen an den Umgang mit Bankettschälgut
3.1 Richtlinie zum Umgang mit Bankettschälgut
Die Richtlinie gilt für den Umgang mit Bankettschälgut an Außerortsstraßen und beschreibt den umweltgerechten Umgang mit Bankettschälgut. Sie wurde von der Länderfachgruppe Straßenbetrieb Arbeitskreis Bankettschälgut erarbeitet und vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung herausgegeben. Im Hinblick auf eine werterhaltende Nutzung von Bankettschälgut interessieren insbesondere die Verwertungsmöglichkeiten innerhalb von Straßenbaumaßnahmen oder durch Dritte. Grundsätzlich bestehen nach der Richtlinie folgende Einsatzmöglichkeiten:
– Verbleib des Bankettschälgutes innerhalb von Straßenbauwerken
● Umlagerung in dünnen Schichten zum Zweck der Reprofilierung,
● Einbau im Rahmen straßenbaulicher Maßnahmen,
– Abgabe an Dritte zur
● Aufbereitung und Verwertung oder
● Beseitigung.
Bankettschälgut wird grundsätzlich als Abfall eingestuft. Gemäß Abfallverzeichnis-Verordnung (AVV) handelt es sich um
– 170503* Boden und Steine, die gefährliche Stoffe enthalten, oder
– 170504 Boden und Steine mit Ausnahme derjenigen, die unter 170503 fallen.
Mit dem Stern hinter der Abfallschlüsselnummer sind nach AVV ,,gefährliche Abfälle" gekennzeichnet. Im Regelfall wird Bankettschälgut in den Abfallstatus ,,nicht gefährlicher Abfall" eingestuft.
In der Richtlinie zum Umgang mit Bankettschälgut sind bei der Abgabe an Dritte folgende Verwertungsbeispiele genannt:
– bei Rekultivierungsmaßnahmen in oder auf einer durchwurzelbaren Bodenschicht oder zur Herstellung einer durchwurzelbaren Bodenschicht,
– bei Verfüllungen unterhalb der durchwurzelbaren Bodenschicht in bodenähnlichen Anwendungen,
– bei Verfüllungen von Abgrabungen und Gruben sowie bei der Begrünung von Halden,
– auf Deponien in der Rekultivierungsschicht oder als Deponieersatzbaustoff.
Bei der Verwertung durch Dritte ist die Aufbereitung des Bankettmaterials zu dem Zweck, es in Erdbauwerken einzusetzen, derzeit nicht vorgesehen.
3.2 Kosten und Nutzen der Aufbereitung von Bankettschälgut
Um zu klären, in welchem Umfang Bankettschälgut aufbereitet und in Erdbauwerken verwertet wird, z. B. als Oberbodenanteil in Bankettmaterial oder als Baustoff in Schutzwällen, wurde das Forschungsprojekt FE 03.0492/2011/LRB ,,Kosten und Nutzen der Aufbereitung von Bankettschälgut" vergeben. Forschungsnehmer war das Institut für Abfall, Wasser, Site und Facility Management e.V., Ahlen. Ziel des Forschungsprojektes ist es, das Potenzial einer hochwertigen Verwertung von Bankettschälgut zu ermitteln. Dazu wurden vom Forschungsnehmer Recherchen bei Dienstleistern für Bankettschälmaßnahmen, bei Aufbereitungsanlagen mit den Abfallschlüsselnummern 170503*, 170504 und 200303 (Straßenkehricht) und bei Straßenbauverwaltungen durchgeführt.
Die Rückmeldungen der Dienstleister für Bankettschälmaßnahmen können wie folgt zusammengefasst werden:
– Ca. 150 Dienstleister bieten Bankettschälmaßnahmen an, aber nicht alle führen tatsächlich Maßnahmen durch.
– Je Dienstleister werden jährlich zwischen 300 km und 1000 km Bankett geschält, in der Regel mit Bankettfräsen.
– Das meiste Bankettschälgut verbleibt zur Reprofilierung im Straßenseitenraum.
– Sonstige Verwertungswege ohne oder mit sehr einfacher Aufbereitung sind der Deponiebau, Verfüllungen und Rekultivierungen.
In Deutschland existieren ca. 900 Aufbereitungsanlagen für Boden. Von Betreibern von Aufbereitungsanlagen konnte in Erfahrung gebracht werden, dass nur wenige Anlagen Bankettschälgut annehmen. Die angenommenen Mengen liegen zwischen 300 Mg/a und 10.000 Mg/a. Die Aufbereitung erfolgt überwiegend mechanisch durch Vorzerkleinerer, Siebung (Bild 5) und gegebenenfalls Metallabscheider. Die Qualität von Bankettschälgut wird wegen der ,,Störstoffe" als schlecht eingestuft.
Von der Straßenbauverwaltung in Nordrhein-Westfalen waren zum Abfragezeitpunkt im Jahr 2012 88 Schälmaßnahmen ausgeschrieben, davon 11 mit Entsorgung. Von den Schälmaßnahmen sollten 78 Maßnahmen im Rahmen von Baumaßnahmen und 10 Maßnahmen im Rahmen der Erhaltung stattfinden. Hinsichtlich der umweltrelevanten Inhaltsstoffe lagen umfassende Kenntnisse vor, aber hinsichtlich der erdbautechnischen Kennwerte waren kaum Erfahrungen vorhanden. Über die einaxiale Druck- und Scherfestigkeit lagen einige Kenntnisse vor, da diese für die Verwertung auf Deponien benötigt werden.
Bild 5: Siebtrommel zur Aufbereitung von Bankettschälgut
In dem Diagramm im Bild 6 ist die Entwicklung der Bankettschälgut-Mengen in NRW zwischen 2002 und 2010 dargestellt, getrennt nach Straßenmeistereien (blau) und Autobahnmeistereien (hellblau). Ein Schnitt stellt das Jahr 2005 dar, denn seit 1. 6. 2005 ist die Ablagerung unvorbehandelter Abfälle nicht mehr zulässig.
Die durchschnittlichen Kosten für die Entsorgung von BSG aus Straßenmeistereien in NRW betrugen 2002 bis 2004 7,75 /Mg und 2005 bis 2010 11 /Mg. Das ist ein Zuwachs von 40 %. Die Entsorgung von BSG von BAB ist wegen der höheren Schadstoffbelastungen wesentlich teurer und kann in Ausnahmefällen bis 180 /Mg kosten.
Ein weiterer Grund für die Abnahme der BSG-Mengen seit 2004 ist die angespannte Haushaltslage der Straßenbauverwaltung. Es werden nur noch die notwendigsten Schälmaßnahmen durchgeführt. Außerdem fällt BSG zunehmend im Rahmen von Baumaßnahmen an und wird innerhalb der Baumaßnahmen verwendet. Die Art der Verwendung dort konnte nicht ermittelt werden.
Bild 6: Entwicklung der Bankettschälgutmengen im Bereich der Straßenbauverwaltung Nordrhein-Westfalen (2002 bis 2010)
4 Fazit und Ausblick
Bankettschälgut fällt zur Zeit meistens im Rahmen von Baumaßnahmen an und wird dabei vor Ort wieder verwendet oder entsorgt. Bankettschälgut, das zur Entsorgung an Dritte abgegeben wird, wird beim Deponiebau, bei Verfüllungen oder bei Rekultivierungsmaßnahmen eingesetzt. Die Aufbereitung von Bankettschälgut für eine hochwertige Verwertung wird derzeit praktisch nicht durchgeführt. Die grundlegenden Werkzeuge dafür sind aber vorhanden.
Im Hinblick darauf, dass die derzeitigen Entsorgungswege langfristig nicht mehr oder nur in geringem Umfang zur Verfügung stehen werden, sollte der Ansatz der Aufbereitung von Bankettschälgut weiter verfolgt werden.
Literaturverzeichnis
H a m s, S.; E w e r i n g, B.; W e p p e l, J.; B r e e r, J.: Kosten und Nutzen der Aufbereitung von Bankettschälgut, FE-Vorhaben im Auftrag der BASt, Bearbeiter INFA-ISFM e. V.
H e y e r, D. et al.: Baustoffe für standfeste Bankette, FE-Vorhaben im Auftrag der BASt, in Bearbeitung durch die TU München
W e r k e n t h i n, M.; K l u g e, B.; W e s s o l e k, G.: Untersuchungen zur Optimierung von Schadstoffrückhalt und Standfestigkeit von Banketten, FE-Vorhaben im Auftrag der BASt, in Bearbeitung durch die TU Berlin
Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2010): Richtlinie zum Umgang mit Bankettschälgut, Ausgabe 2010, Köln, FGSV 417
Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau (ZTV E-StB), Ausgabe 2009, Köln, FGSV 599
Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Richtlinien für die Anlage von Straßen (RAS), Teil: Entwässerung (RAS-Ew) mit den RAS-Ew-Bemessungshilfen auf CDROM, Ausgabe 2005, Köln, FGSV 539
Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Schichten ohne Bindemittel im Straßenbau (ZTV SoB-StB 04), Ausgabe 2004/Fassung 2007, Köln, FGSV 698 |
