Lösungen zur Straßenentwässerung der Zukunft

Es wird eng auf Deutschlands Straßen: So wird gegenüber 2010 die Verkehrsleistung von Pkw und Motorrädern bis 2030 um 9% zunehmen, die im öffentlichen Straßenverkehr um 6% und die der Lkw um 39%. Doch nicht allein die Zunahme des Verkehrsaufkommens zwingt Bund, Städte und Gemeinden zum Handeln. Eine Vielzahl unterschiedlicher, teils selbst auferlegter, teils unbeeinflussbarer Zwänge bedingen Veränderungen im Straßenbau und der damit im Zusammenhang stehenden Straßenentwässerung. Dazu zählen u.a. die Entwicklungen in der Logistik, wie der mögliche Regelbetrieb der so genannten Gigaliner auf deutschen und europäischen Straßen. XXL-Laster also, die, wenn beschlossen, mit einer Länge von bis zu 25,25 m und bis zu 60 t Gewicht erhebliche Belastungen erzeugen. Zu nennen ist aber auch der privatfinanzierte Straßenbau, so genannte ÖPP-Projekte, die im Interesse der privaten Investoren schnell abgewickelt und vom ersten Tag an wirtschaftlich betrieben werden müssen.

Massive Belastungen für die Straße

Das 2009 umfassend aktualisierte „Nationale Verkehrslärm-Schutzpaket“, das die Belästigung der Bevölkerung mit Verkehrslärm, ausgehend vom Jahr 2008, bis zum Jahr 2020 im Straßenverkehr um 30% reduziert werden soll, erfordert ebenfalls Veränderungen im Straßenbau. Oder, und dabei sind unsere Einflussmöglichkeiten sehr begrenzt, die zunehmenden Starkregenereignisse in Deutschland, bei denen mehr als 40 l/m² Niederschlag in kurzer Zeit keine Seltenheit sind. Hier kommen die oft sanierungsbedürftigen und für diese Niederschlagsereignisse nicht ausgelegten Kanalnetze in Deutschland an ihre Grenzen.

Letztlich sind hier die vom Land Nordrhein-Westfalen bereits 2004 eingeführten Rahmenbedingungen zur Schadstoffminderung bei der Niederschlagsentwässerung über öffentliche und private Kanalisationen im Trennverfahren nach § 57 Abs. 1 Landeswassergesetz (LWG) – dem so genannten Runderlass „Anforderungen an die Niederschlagsentwässerung im Trennverfahren“ – ein Beispiel für veränderte Anforderungen.

Die Liste der auf den Straßenbau und die Straßenentwässerung einwirkenden Faktoren ließe sich weiter fortsetzen. Gefordert sind jetzt und zukünftig durchweg der Bund, die Städte und Gemeinden, aber auch Planer, Bauausführende und die Industrie. Gefragt sind Lösungen für die Zukunft. Sich dieser Verantwortung bewusst, mit innovativen Lösungen auf die neuen Anforderungen und Umwelteinflüsse reagieren zu müssen, gehört die Aco-Gruppe seit Jahren zu den Weltmarktführern in der Entwässerungstechnik. Mit einem ganzheitlichen Ansatz steht der Hersteller für professionelle Entwässerung, wirtschaftliche Reinigung und kontrollierte Ableitung bzw. Wiederverwendung von Wasser. Mit der Entwicklung zukunftsfähiger und sicherer Systemlösungen für Verkehrsinfrastrukturen reagiert die Aco Tiefbau Vertrieb GmbH auf steigende Verkehrsbelastung und die veränderten Umweltbedingungen.

Starkregenereignisse und Lärmbelastung erfordern gezielte Maßnahmen

Die Häufung der Starkregenereignisse hat statistisch gesehen in den letzten Jahren zugenommen. Die Folgen: örtliche Überschwemmungen, eine Überlastung der Kanalisation usw. Nur gezielte Maßmahnen wie z.B. die Schaffung von Hochwasserausgleichsflächen und die Anpassung der Dimensionierung von Kanalisationen können vor weitreichenden Schäden schützen. Auch die Sicherheit der Autofahrer auf den Straßen ist bei großen Niederschlagsmengen immer wieder beeinträchtigt. Denn wird das anfallende Regenwasser nicht schnell und sicher abgeleitet, kann es zu einer Gefährdung durch Aquaplaning kommen.

Ziel einer inner- und außerstädtischen Straßenführung muss es heute sein, den Verkehr schnell und sicher zu leiten und gleichzeitig die Lärmbelästigung zu minimieren. Lärmschutzwände sind hier ein bewährtes Mittel, können jedoch nicht immer in unbegrenztem Maße und unbegrenzter Höhe eingesetzt werden. Um die Ursache des Straßenlärms bereits am Entstehungsort, d.h. im Bereich zwischen Autoreifen und Fahrbahn zu verringern, werden vermehrt neue Asphaltdeckschichten, wie der Offenporige Asphalt (OPA) eingesetzt. Offenporiger Asphalt mit vielen Hohlräumen („Flüsterasphalt") habe sich "mit Blick auf die lärmmindernde Wirkung als sehr effizient erwiesen", heißt es in einem Papier des Bundesverbandes der deutschen Industrie e.V. Das Abrollgeräusch kann damit um vier bis acht dB (A) gesenkt werden.

Das Prinzip ist recht einfach: Der hohe Anteil von groben Gesteinskörnungen im OPA hat einen hohen Gehalt an zusammenhängenden Hohlräumen zur Folge. Durch diese kann nicht nur das Oberflächenwasser nach unten auf die Gussasphaltschicht abgeleitet werden, die Hohlräume sorgen auch dafür, dass der durch die Rollgeräusche entstehende Schall vom Asphalt absorbiert bzw. die Entstehung der Fahrgeräusche durch Luftableitung teilweise verhindert wird. So verringert die Deckschicht aus Offenporigem Asphalt (z.B. PA 8) die Sprühfahnenbildung und die Aquaplaning-Gefahr und trägt zu einer verminderten Lärmentstehung auf Straßen bei.

OPA und Aco-DRAIN-Monoblock RD 200 V DF – eine gute Kombination

Bei der Verwendung eines OPA als Deckschicht ist der Einbau einer Spezialrinne erforderlich, die das Oberflächenwasser des Straßenbelags seitlich aufnehmen kann. Der Offenporige Asphalt bietet nicht nur den Vorteil der Schallabsorption, er ist auch in der Lage, durch seine offenporige Struktur das Oberflächenwasser auf die abdichtende Schicht zwischen Binder- und Deckschicht abzuleiten. Offenporiger Asphalt wird ein- oder zweischichtig (OPA/ZWOPA) als oberster Teil des Oberbaus eingesetzt, wenn besondere Anforderungen an die Minderung des Verkehrslärms gestellt werden. Der OPA/ZWOPA ist somit als aktive Lärmschutzmaßnahme zu verstehen. Für die Entwässerung der Fahrbahnen wurden die Aco-DRAIN-Entwässerungsrinnen vom Typ Monoblock RD 200 V DF aus Polymerbeton entwickelt. Die Verlegung der 2-m-Rinnenelmente kann aufgrund des geringen Fertigteilgewichts von nur 88 kg pro Meter mit geringem maschinellem und körperlichem Einsatz erfolgen. Sowohl die Baulänge und das geringe Gewicht, als auch die Passgenauigkeit und die bereits werksseitig integrierte Lippendichtung am Rinnenelement führen zu einer sehr hohen Verlegeleistung.

Zwei weitere Eigenschaften der Monoblock RD 200 V DF sprechen für den Einsatz: Durch das bewährte V-Profil und die damit verbundene optimierte hydraulische Leistung kann das Oberflächenwasser schnell und zuverlässig abgeleitet werden, sodass Aquaplaning vermieden wird. Ein weiterer Vorzug: Die Materialeigenschaften des Aco-Polymerbetons. Die sehr hohe Druck- und Biegefestigkeit, geringe Oberflächenrauigkeit, Frost- und Tausalzbeständigkeit sowie die Dichtigkeit und Chemikalienbeständigkeit lassen Polymerbeton zu einem bevorzugten Baustoff bei Neubau- und Sanierungsvorhaben im Tiefbau, wie z.B. beim Einsatz als Entwässerungsrinnen, werden. Infolge der Chemikalienbeständigkeit auch ohne zusätzliche Beschichtungen, können Polymerbetonprodukte u.a. in Tunnelbauwerken, Tankstellenbereichen und auf Flughäfen bis zur höchsten Belastungsklasse F 900 nach DIN EN 1433 eingesetzt werden.

Combipoint PP – mehr Sicherheit und weniger Gewicht

Die Anforderungen an Mensch und Maschine sind bei Straßenbaumaßnahmen in jeglicher Hinsicht bekanntermaßen sehr hoch. Dass von Beginn an, d.h. von der Planung bis zur Ausführung jedoch Entlastung für alle Beteiligten möglich ist, zeigen die Erfahrungen aus umfangreichen Straßen- und Kanalisationsarbeiten mit Einsatz des Straßenablaufsystems Combipoint PP. Die nach dem Baukastenprinzip von Betonbauteilen nach DIN 4052 entwickelten Ablaufkörper erleichtern bereits den Planern durch ihre flexible Einsetzbarkeit die Arbeit. Egal welche örtlichen Gegebenheiten auf der Baustelle zu berücksichtigen sind, ob Kurzform, Langform oder Nassschlamm, fast jede Bauform ist mit dem Combipoint PP umsetzbar. Dabei spielt der Verzicht auf die Mörtelfuge in Sachen Langlebigkeit eine wesentliche Rolle. Ist beim Einbau herkömmlicher Betonteile für Straßenabläufe die Mörtelfuge der entscheidende Nachteil, kommt das widerstandsfähige Straßenablaufsystem Combipoint PP ohne eine solche, besonders durch den Schwerlastverkehr hoch belastete Fuge aus. Auch in Puncto Sicherheit ist der Ablauf Produkten mit Mörtelfuge voraus, denn die integrierte, verschiebbare Lippendichtung aus EPDM gewährleistet selbst bei einer Abwinklung der einzelnen Elemente von bis zu 8% die gewünschte Dichtigkeit. So kann infiltrierendes und exfiltrierendes Abwasser vermieden werden.

Leichte Ausführung: Straßenabläufe mit geringem Gewicht

Positiv sind die Erfahrungen bezüglich des geringen Gewichts. Sind für den Einbau herkömmlicher Betonteile für Straßenabläufe mehrere Arbeitskräfte und schweres Gerät notwendig, können die leichten Module aus Kunststoff mühelos verarbeitet werden. Dieser Aspekt ist für die ausführenden Unternehmen auch aus arbeitsmedizinischer Sicht nicht zu unterschätzen. Denn die zumutbaren Lasten, die Männer und Frauen über einen längeren Zeitraum bewältigen können, sollten nicht mehr als 30 kg betragen. Im Gegensatz zu funktional vergleichbaren Betonteilen mit durchschnittlich 70 bis 80 kg, sind die Combipoint Elemente aus PP mit 2,3 bis 2,8 kg Gewicht wahre Leichtgewichte.

Separations-Straßenablauf erfüllt die Trennerlass-Anforderungen in NRW

Mit der Zunahme versiegelter Flächen im urbanen Bereich und Erweiterungen des Straßennetzes kommt es zu einer Erhöhung der Einleitung von Niederschlagswasser in die Kanalisation bzw. die Oberflächengewässer. Damit steigt der Anteil verschiedener Schadstoffe, die durch Straßenabläufe aufgenommen und über das Bodengrundwassersystem bei Versickerungen bzw. in die Gewässer eingeleitet werden. Um möglichst alle mit dem Straßenabfluss in den Straßenablauf gelangenden absetzbaren Feststoffe sowie Schadstoffe zurückzuhalten, wurde von der Aco Tiefbau Vertrieb GmbH der Separations-Straßen-Ablauf (SSA) entwickelt.

Mit dem Runderlass „Anforderungen an die Niederschlagsentwässerung im Trennverfahren“ (nachfolgend Trennerlass genannt) hat das Land Nordrhein-Westfalen Rahmenbedingungen zur Schadstoffminderung bei der Niederschlagsentwässerung über öffentliche und private Kanalisationen im Trennverfahren nach § 57 Abs. 1 Landeswassergesetz (LWG) als allgemein anerkannte Regeln der Abwassertechnik eingeführt und bekannt gemacht.

Im Zusammenhang mit der Empfehlung verschiedener Verfahren zur Behandlung des Niederschlagswassers wurden auch Straßenabläufe mit Schlammraum (SS) im Trennerlass aufgeführt. Dass der SS die gestellten Anforderungen nicht erfüllen kann, konnte nach Auswertung der Ergebnisse einer mehrjährigen In-situ-Untersuchung in der Stadt Herne nachgewiesen werden. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde von der S amp; P Consult GmbH, Bochum, und der Aco Tiefbau Vertrieb GmbH, Büdelsdorf, der Separations-Straßen-Ablauf (SSA) entwickelt. Nach Laborversuchen und mehrjährigen In-situ-Untersuchungen konnte nun bekräftigt werden, dass der SSA die im Trennerlass gestellten Anforderungen sicher erfüllt. Mit der Verleihung des IKT-Siegels (Institut für unterirdische Infrastruktur) wurde die Einhaltung der hohen Ansprüche des Trennerlasses durch ein unabhängiges Prüfinstitut bestätigt.

Funktionsweise des SSA

Im Gegensatz zum konventionellen Straßenablauf mit Schlammraum (SS) ist der SSA – dank seiner drei Separationsstufen – in der Lage, mit dem Straßenabfluss transportierte Schwimmstoffe und sedimentierbare Feststoffe mit den partikulär gebundenen Schadstoffen sicher zurückzuhalten und Mobilisierungen der bereits im Schlammraum abgelagerten Feststoffe auch bei Starkregenereignissen zu unterbinden.

Die 1. Separationsstufe bildet der Aufsatz Aco-Combipoint für Straßenabläufe. Er besteht aus einem Begu-Rahmen und Gussrost nach DIN EN 124 und soll die Funktion eines Rechens für den Rückhalt von Grobstoffen, wie z.B. Laubblättern, Ästen usw., auf der Straßenoberfläche übernehmen. Die 2. Separationsstufe bildet ein im Aufsatz eingehängter Eimer der Form A 4 nach DIN 4052-4. Er soll in der Funktion eines Siebes durch die vorgegebenen Schlitzöffnungen Partikel gt; 8 mm zurückhalten. Als dritte Separationsstufe dient ein Schlammraum. Alle zuvor noch nicht zurückgehaltenen absetzbaren Feststoffe sollen dort selbst bei Starkregenereignissen sedimentieren.

Die Kernkomponente des SSA bildet die Einsatzkonstruktion „Prallplatte“ zur Weiterleitung des Straßenabflusses zwischen den Separationsstufen 2 und 3 und zum kontrollierten Energieabbau außerhalb des Bereiches abgesetzter Feststoffe im Schlammraum.

Einsatz des SSA

Der SSA ist generell prädestiniert für die dezentrale Niederschlagswasserbehandlung in den Herkunftsbereichen, in denen das Verschmutzungspotenzial überwiegend aus sedimentierbaren partikulären Feststoffen besteht. Der SSA kommt als ausschließliche Maßnahme zur Niederschlagswasserbehandlung im Sinne des Trennerlasses dann in Betracht, wenn der Anteil der verschmutzten Fläche am gesamten kanalisierten Einzugsgebiet gering ist.