Alte Fahrbahndecken aus Beton werden nahezu vollständig wieder aufbereilet und einer hochwertigen Wiederverwendung zugeordnet. Von den in den Jahren 1997 bis 2001 im Mittel angefallenen Altbetonmengen aus Betonstraßenaufbruch von ca. 1,5 Mio t fanden nach Unterlagen der Gütegemeinschaft Verkehrsflächen aus Beton ca. 85 % eine Wiederverwendung als ungebundene bzw. gebundene Tragschicht im Betondeckenbau, während ca. 15 % einer direkten Verwertung bei der Herstellung der neuen Betondecke, vornehmlich beim Unterbeton, zugeführt wurden. Grundlagen für die Wiederverwendung alter Betondecken sind die gültigen Gesetzesvorschriften und Verordnungen sowie die einschlägigen DIN-Vorschriften und das Merkblatt der FGSV zur Wiederverwendung von Beton aus Fahrbahndecken. Die wissenschaftlichen Grundlagen für den Einsatz wieder aufbereiteter Betonzuschlagstoffe sind mit Untersuchungen an der TU München geschaffen worden. Die ökologischen Vorteile wieder verwendeter alter Betonfahrbahndecken sind im Wesentlichen die Schonung natürlicher Rohstoffe, die Einsparung wertvollen Deponierraumes, der Entfall aufwendiger Rekultivierungsmaßnahmen und eine deutliche Verringerung des Transportaufkommens durch ortsnahe Wiederverwendung des anfallenden Betonaufbruchs. Aus ökonomischer Sicht ergeben sich preisgünstigere Baustoffe, geringere Transportaufwendungen sowie der Entfall von Deponiegebühren. Die Wiederaufbereitung alter Betondecken hat in Deutschland einen sehr hohen Standard erreicht.

Der Fachvortrag zur Veranstaltung ist im Volltext verfügbar. Das PDF enthält alle Bilder.

1 Einleitung

Der Anfall an Bauschutt aus dem Bereich Hoch-, Ingenieur- und Straßenbau betrug im Jahre 1998 in Deutschland ca. 80 Millionen Tonnen, davon wurden ca. 70 %, entsprechend 55 Millionen Tonnen, aufbereitet und einer Wiederverwertung in unterschiedlichster Form zugeführt.

Alleine 40 Millionen Tonnen hiervon fanden Verwendung im Straßenbau. Der Anteil des höherwertig für die Betonherstellung gewonnenen RC-Betonzuschlags liegt laut Schmidt (Kassel) bei ca. 1,5 Millionen Tonnen. Dieser Anteil fand jedoch ausschließlich Verwendung als Zuschlag für die Herstellung von Konstruktionsbeton. Angaben über die Wiederverwendung von im Straßenbau aus alten Betondecken gewonnenen Recycling-Betonzuschlägen finden sich in der Literatur jedoch nicht.

Aus dem Zahlenmaterial der Gütegemeinschaft Verkehrsflächen aus Beton ergeben sich für die Wiederverwendung alter Betondecken bei jährlich differierenden Zahlen für die Jahre 1997 bis 2001 Mengen zwischen 1,2 und 1,6 Millionen Tonnen RC-Betonzuschlägen aus aufbereitetem Straßenbeton. Hiervon fanden Verwendung:

• ca 75 % als ungebundene Schottertragschicht bei der Bauweise Tragschicht ohne Bindemittel (TOB) mit 30 cm dicker Betondecke
• 10 % als gebundene Tragschicht unter Betondecken
• ca. 15 % zur Herstellung von Betondecken, vornehmlich beim 2-lagig/2-schichtigen Einbau, als Unterbeton.

2 Grundlagen

Grundlagen für die Wiederverwendung abgängiger Betondecken im Straßenbau sind:

2.1

Das Gesetz zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Beseitigung von Abfällen (Kreislaufwirtschaft – und Abfallgesetz KrW/AbfG), das am 6.10.1996 in Kraft gesetzt wurde.

Dieses Gesetz räumt der Wiederverwendung sowie der Vermeidung von AbfalI absolute Priorität ein. Nach diesem Gesetz gilt die Umweltverträglichkeit wieder aufbereiteter alter Betondecken als nachgewiesen. Beton aus alten Fahrbahndecken ist danach nicht gemäß Kreislaufwirtschaftsgesetz zu erfassen; der Anhang 2 der Verordnung über Abfallwirtschaftskonzepte und Abfallbilanzen vom September 1996 nimmt wieder aufbereiteten Beton aus Straßenaufbruch ausdrücklich von den Auflagen dieser Verordnung aus. Praktische Hinweise zur Umsetzung des Gesetzes sind in den Anforderungen an die stoffliche Verwertung von mineralischen Reststoffen und Abfüllen (LaGa) niedergelegt.

2.2

Die Festlegungen der DIN 18299 regeln den Einsatz von RC-Gesteinskörnungen wie folgt:

„Stoffe und Bauteile, die der AN zu liefern und einzubauen hat, die also in das Bauwerk eingehen, müssen ungebraucht sein. Wieder aufbereitete (RC-)Stoffe gelten als ungebraucht, wenn sie dem Abschnitt 2.1.3 entsprechen“. In diesem Abschnitt ist festgelegt: „Stoffe und Bauteile müssen für den jeweiligen Verwendungszweck geeignet sein.“

Die Eignung von RC-Betonbaustoffen hat Springenschmid in seinem Vortrag anlässlich der Betonstraßentagung 1995 in Potsdam „Möglichkeiten und Grenzen für die Verwendung von Beton aus Fahrbahndecken“ umfassend nachgewiesen. Springenschmid gelangt abschließend zur der Feststellung:

Beton alter Straßendecken kann zu hochwertigen Zuschlägen verarbeitet werden. Diese sowie die Erkenntnisse weiterer Forschungsarbeiten haben ihren Niederschlag im Merkblatt der FGSV zur Wiederverwendung von Beton aus Fahrbahndecken, Ausgabe 1998 gefunden. In diesem Merkblatt sind alle Kriterien für die sachgerechte Wiederverwendung von alten Betonfahrbahndecken niedergelegt.

3 Randbedingungen

Gegenstand dieses Berichtes soll nicht die Darlegung ins Einzelne gehender technischer Abläufe sein, hier soll vielmehr der Blick auf die ökologischen und ökonomischen Aspekte der Wiederverwendung alter Betonfahrbahndecken gelenkt werden. Zuvor seien jedoch die wesentlichen Randbedingungen der Wiederaufbereitung alter Betondecken aufgezeigt. Hauptforderung muss sein, dass die Wiederverwendung von Altbaustoffen grundsätzlich gleichwertig im Vergleich zu ungebrauchten Gesteinskörnungen im Hinblick auf den jeweiligen Verwendungszweck sein muss. Bei der Anwendung von RC-Betonzuschlägen muss daher der Grundsatz gelten:

Beton mit Recycling-Zuschlägen erhält keinen Qualitätsbonus.

Er muss somit die Anforderungen für Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit in gleicher Weise wie Beton mit neu angelieferten Zuschlägen erfüllen.

Hinsichtlich der Einsatzmöglichkeit wieder aufbereiteter Fahrbahndecken aus Beton sind drei Fälle zu unterscheiden:

3.1

Die auszubauende alte Betonfahrbahndecke ist ausschließlich aus konstruktiven Dimensionsgründen schadhaft und weist als Mindest- bzw. Mittelwert der Druckfestigkeit Werte von 45 bzw. 50 N/mm² auf.

In diesem Falle ist der RC-Betonzuschlag >2 mm sowohl zur Herstellung von Ober- sowie Unterbeton geeignet. Die Korngröße < 2 mm muss hierbei aus ungebrauchtem Material bestehen. Bei Verwendung von RC-Betonzuschlagstoffen im Oberbeton darf der AnteiI an Ausbauasphalt max. 0,5 % betragen. Bei der Herstellung von Unterbeton ist ein Anteil an Altasphalt von max. 10 % zulässig.

3.2

Die auszubauende Betonfahrbahndecke weist Schäden in Folge Frost-/Tausalzeinwirkung auf.

Bei diesen Randbedingungen ist eine Wiederverwendung zur Herstellung von neuem Straßenbelag nur auf Grundlage umfangreicher Voruntersuchungen möglich. Die Verwendung des RC-Betonzuschlages in Tragschichten mit und ohne hydraulischen Bindemitteln ist dagegen uneingeschränkt möglich.

Bild 1: Betondeckenaufbruchgut mit Stahleinlagen

Bild 2: Aufbereiteter Altbeton, Körnung 8/16 mm zur Herstellung von neuem Fahrbahndeckenbeton

3.3

Der Altbeton weist durch Alkalizuschlagreaktionen bedingte Gefügeschäden auf.

In diesem Falle dürfen die RC-Gesteinskörnungen nicht zur Herstellung neuer Fahrbahndecken aus Beton verwendet werden. Sie finden sinnvolle und sachgerechte Verwendung bei der Herstellung von Schottertragschichten ohne Bindemittel.

Hinsichtlich der weiteren betontechnologischen Kriterien sowie der Aufbereitungstechnik sei auf die umfangreiche Fachliteratur verwiesen (s. Literaturverzeichnis).

4 Ökologie und Ökonomie

Im Folgenden werden die ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkte der Wiederverwendung alter Betondecken beschrieben:

Zunächst ist festzuhalten, dass die gesamte Bauwirtschaft auf Grund der eingangs zitierten Gesetze und Verordnungen zur weitgehenden Wiederverwendung anfallender Baustoffabfälle verpflichtet ist. Zusätzlich gewinnt der Gedanke des Umweltschutzes immer größere Bedeutung und nimmt ständig breiteren Raum ein. Über den reinen Umweltgedanken hinaus gebieten jedoch noch weitere Gesichtspunkte die Umsetzung der Forderungen nach

• Vermeiden vor Verwerten vor Entsorgen
• Rückführung wertvoller Stoffe in den Wirtschaftszyklus
• selektiver Rückbau von Altbestand
• Trennung von Wertstoff und Abfall.

Dies sind im Wesentlichen die immer knapper werdenden natürlichen Rohstoffe, aufwendige Rekultivierungsmaßnahmen sowie die immer anspruchsvollere Deponietechnik mit ständig weiter steigenden Deponiegebühren.

lnnerhalb der Bauwirtschaft ist der Straßenbau zweifellos der Gewerbe- und Industriezweig, der die Wiederverwendung von Altstoffen nahezu vorbildlich betreibt. Zwei Zahlen belegen dies eindrucksvoll. Gemäß Schmidt (Kassel) betrug der im Jahr 1998 anfallende gesamte Straßenaufbruch ca. 15 Millionen Tonnen, gleichzeitig fanden ca. 40 Millionen Tonnen RC-Baustoffe eine Wiederverwendung im Straßenbau. Dies bedeutet, dass der Straßenbau ca. 25 Millionen Tonnen RC-Material mehr aufnahm als er selbst an Aufbruch verursachte. Verständlicherweise ergibt sich darüber hinaus ein besonderes Interesse der Straßenverwaltung wie der Bauindustrie an einer hochwertigen Verwendung der anfallenden Altstoffe. Werden hierdurch doch große Mengen an altem Straßenbeton mit gleichmäßiger Ausgangsqualität direkt oder in unmittelbarer Nähe der späteren Einbaustellen aufbereitet und weiter verarbeitet. Hierbei entfällt ein erheblicher Teil für Transporte ungebrauchter Gesteinskörnungen, die das bestehende Straßennetz und die betroffenen Anwohner nicht unerheblich belasten. Werden beispielsweise 10 km bestehende Richtungsfahrbahn aufgenommen und zu RC-Betonzuschlag aufbereitet, entfallen je nach Breite und Dicke der alten Betonfahrbahndecke Transporte im örtlichen und überregionalen Netz für über 30 000 t Zuschlagstoffe. Dies entspricht einem Transportaufkommen von ca. 1 100 Sattelzügen.

Bild 3: Magnetabscheider zur Metallabtrennung – Trennung Wertstoff/Abfall

Zusammenfassend lassen sich aus ökologischer und ökonomischer Sicht folgende Schlüsse ziehen:

4.1 Ökologische Vorteile

Durch Wiederverwendung des gesamten Oberbetons bei der Erneuerung von Autobahnen ergibt sich eine Schonung der natürlichen Ressourcen sowie von wertvollem Deponieraum.

Es entfällt der größte Teil der üblicherweise entstehenden Gesteinskörnungstransporte. Hieraus resultiert eine Schonung des Straßennetzes sowie eine Verringerung des Treibhauseffektes durch Verringerung der CO₂ -Emission.

Bild 4: Mobile Aufbereitungsanlage zur Einzelkornaufbereitung direkt an der Gewinnungs- und Einbaustelle

Die neu erstellte Betonfahrbahndecke kann nach Ablauf ihrer Lebensdauer zum späteren Zeitpunkt erneut recycelt werden; sie stellt somit zu diesem späteren Zeitpunkt einen erneuten Wertstoff dar. Ein Problem in diesem Zusammenhang bedeutet zum jetzigen Zeitpunkt die Vorgabe der RStO-01, Zeilen 1.1 bis 1.3, die zwingend eine Verwendung von Vliesstoff vorsehen. Zum heutigen Zeitpunkt ist noch kein zielsicheres Aufbereitungsverfahren zur vollständigen Nennung von Altbeton und Vliesstoff vorhanden oder erkennbar. Wenn hier ein Verfahren gefunden werden sollte, dürfte dieses einen aufwendigen Herstellungsprozess erforderlich machen.

Durch die Wiederverwendung des Altbetons bei der Erneuerung von Autobahnen entsteht durch den Entfall der Aufbereitung von Neubaustoffen eine günstige Energiebilanz (der Energieaufwand für die Herstellung der RC-Gesteinskörnung ist deutlich geringer als derjenige bei der Gewinnung und Aufbereitung natürlicher Rohstoffe).

4.2 Ökonomische Vorteile

Der RC-Baustoff ist preisgünstiger als die Verwendung natürlicher Gesteinskörnungen.

Bild 5: Austrag von aufbereiteter Einzelkörnung

Es entstehen deutlich geringere Transportkosten.

Es entfallen aufwendige Deponiegebühren. Gleichzeitig entfallen durch die Nichtinanspruchnahme von natürlichen Ressourcen aufwendige Rekultivierungsmaßnahmen.

Durch die hochwertige Wiederverwertung des Altbetons auf hoher Qualitätsstufe

• von Altbeton zu Neubeton (Unterbeton),
• von Altbeton zu hydraulisch gebundener Tragschicht,
• von Altbeton zu ungebundener Schottertragschicht

ergeben sich insgesamt deutliche wirtschaftliche Vorteile.

5 Schlussbemerkung

Es kann als gesicherter Stand der Technik in Deutschland angesehen werden, dass die Wiederaufbereitung von Fahrbahndecken aus Beton bei 100 %iger Verwendung der Zuschläge > 2 mm für die Herstellung von neuen Betonfahrbahndecken, vornehmlich im Unterbeton, bei zweischichtiger Bauweise geeignet ist.

Zwischenzeitlich liegen für diese Erfahrungen mit weit über 2 Mio m² Fahrbahndecken aus Beton vor. RC-Betonzuschläge, die nicht im neuen Straßenbeton Verwendung finden, können in Tragschichten mit und ohne Bindemittel im gleichen Bauvorhaben Verwendung finden.

Literaturverzeichnis

1. von Wilcken, A.: Moderne Verkehrsflächen aus Beton, Beton (1995), H. 8, S. 547–552
2. Sommer, H.: Beton aus Altbeton und lärmarme Betonoberflächen auf Autobahnen in Österreich, Straße + Autobahn 43 (1992), H. 3., S. 160–167
3. Franke, H.-J.: Recycling von Betondecken im Autobahnbau, Straße + Autobahn 44 (1993), H. 10, S. 615–621
4. Franke, H.-J.: Recycling von Betondecken im Autobahnbau, Beton (1994), H. 9, S. 504–509
5. Springenschmid, R.: Möglichkeiten und Grenzen der Wiederverwendung von Beton aus Fahrbahndecken, Straße + Autobahn (1996), H. 4, S. 203–208
6. Sommer, H.: Beton aus Altbeton, Zement & Beton (1990), H. 4, S. 10–14
7. Springenschmid, R.; Fleischer, W.: Zur Technologie der Wiederverwendung von altem Straßenbeton, Straße + Autobahn 44 (1993), H. 10, S.715–718
8. Fleischer, W.; Bermel, H. J.: Verwendung von Recycling Zuschlägen aus alten Betondecken, Instandsetzung und Erneuerung von Straßen und Autobahnen, VII. Internationale Budapester Straßenkonferenz 1996, Band 2, S. 183–193