GEOKUNSTSTOFFE IM ERD- UND VEKEHRSWEGEBAU

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1 - ~.- \/^-1-,,-c Prof. Dr.-Ing. Jochen Müller-Rochholz GEOKUNSTSTOFFE IM ERD- UND VEKEHRSWEGEBAU 2. aktualisierte und erweiterte Auflage

2 Inhaltsverzeichnis Geleitwort zur 2. Auflage.' 1 Geleitwort zur 1. Auflage 2 1 Vorwort zur 2. Auflage Anwendungsbeispiele Müller-Rochholz bosterschelde-sturmflutwehr ' Schallschutzwall an Autobahn Damm auf wenig tragfähigem Untergrund Befahrbarmachen von weichem Untergrund Landgewinnung 15 3 Funktionen/Anwendungen Müller-Rochholz Trennen Filtern Bewehren Schützen Entwässern Oberflächenerosionsschutz Abdichten Europäische Anwendungsnormen 21 4 Produkte Müller-Rochholz Begriffe ' Polymere und Halbzeuge Textilfasern Polymere Faser-/Bändchenherstellung 30 / Folienbändchenherstellung 32 jf 4.3 Vliesstoffe Verfestigung von Vliesstoff- Grundeigenschaften Thermische Verfestigung Mechanische Verfestigung Andere Verfestigungsmethoden Gewebe.../ Gelege/Maschenwaren Extrusionsprodukte / Drahtwirrlagen Geonetze Geogitter Verstreckte extrudierte Geogitter Verbundstoffe Filter aus mehrlagigen Vliesstoffen * Geodrän-Verbundstoffe 51 '' Flächendrän Streifendrän/Vertikaldrän Bentonitmatten, Geokunststoff-Ton-Dichtungsbahnen Geozellen / Neue Produkte für Bewehren und Entwässern und gegen Verschlammen von Eisenbahnschotter 58 5 Kenngrößen, Prüfungen Müller-Rochholz Produktidentifikation (DIN EN ISO 10320: 1999).^ i Polymertyp Flächenmasse (DIN EN ISO 9864: 2005) Geometrische Charakterisierung Dicke (DIN EN ISO : 2005) Geogitteröffnung Mechanisches Verhalten 63 Seite

3 Geokunststoffe VI Zugkriechverhalten (DIN EN ISO 13431: 1999) Zeitstand-Verhalten Ermüdungs-/Schwingverhalten Druckbeanspruchung Kurzzeitdruckverhalten (EN ISO : 2007) ' Langzeit-Druck-Kriechverhalten; mit un'd ohne Schubspannung (EN ISO : 2007) Widerstand gegen Durchdrücken und Aufprall eines 1 Fallkegels Stempeldurchdrückwiderstand (CBR) (DIN EN ISO 12236: 2006) ' Kegelfallversuch (DIN EN ISO 13433:2006) Aufprall eines 67,5 kg schweren Fallgewichts (BAW-Methode) Verschleißwiderstand (DIN EN ISO 13427: 1998)..., Reibungseigenschaften Scherkastenversuch (DIN EN ISO : 1998) Schiefe Ebene-Versuch (DIN EN : 2005) Herausziehversuch ( DIN EN 13738: 2005) Schutzwirksamkeit Drucktopfversuch ( DIN EN 13719: 2002, Berichtigung 2005), Pyramidendurchdrückversuch (DIN EN 14574:2005) Schutzwirkung bei Stoßbeschädigung (DIN EN ISO 13428: 2005) Beschädigung beim Einbau Baustellenversuche Indexversuch (DIN EN ISO 10722, 2007) Festigkeit innerer Verbindungen von Verbundstoffen (EN ISO ,.2) Geotextilrobustheit Hydraulische Eigenschaften Wasserdurchgang senkrecht zur Geotextil-Ebene Konstante Druckhöhe mit Auflast (DIN : 2007) Konstante Druckhöhe ohne Auflast (DIN EN ISO 11058:, 1999) Fallende Druckhöhe ohne Auflast (DIN EN ISO 11058: 1999) Ableitvermögen in der Ebene Lineare Durchströmung nach DIN EN ISO 12958: Radiale Durchströmung nach DIN : Charakteristische Öffnungsweite (EN ISO 12956: 1999) Dauerhaftigkeit Bewitterung (DIN EN 12224: 2000) v Mikrobiologischer Abbau (DIN EN 12225: 2000/ Chemikalien (DIN EN 14030: 2003) :' Hydrolyse (DIN EN 12447: 2002)...' Thermooxidativer Abbau (DIN EN ISO 13438: 2005) Ermittlung von Abminderungsfaktoren bei Bewehrungen A] - Langzeitverhalten A 2 - Beschädigung beim Einbau A 3 - Verbindungen A 4 Umgebungseinflüsse A 5 - Einfluss zyklischer Belastung Abminderungsbeiwerte EBGEO 99 Straßenbau Wilmers / Allgemeines - Regelwerk : Geotextilien als Trennschicht unter Schüttungen Beispiele Hinweise zu Auswahl, Verarbeitung und Ausschreibung Hinweise zur Auswahl ** Hinweise zur Verarbeitung Hinweise zur Ausschreibung Geotextilien als Filter bei Entwässerungsaufgaben Beispiele Filter bei Entwässerungsaufgaben Trennschichten und Filter in Erdbauwerken Hinweise zu Auswahl, Verarbeitung und Ausschreibung 110 / Hinweise zur Auswahl i.~. 110

4 Inhaltsverzeichnis Hinweise zur Verarbeitung Hinweise zur Ausschreibung Geotextilien und Verbundstoffe zur Entwässerung Beispiele Entwässerung im Erdbau Bauwerksentwässerung.' * Hinweise zu Auswahl; Verarbeitung und Ausschreibung Hinweise zur Auswahl Hinweise zur Verarbeitung.' Hinweise zur Ausschreibung Geotextilien und Geogitter als Bewehrung in Erdbauwerken Al Beispiele ' Bewehrung unter Dämmen Maßnahmen ohne Eingriff in den Untergrund (Konsolidationsverfahren) Bodenersatzverfahren Konstruktive Gründungsverfahren Bewehrung über Erdfällen und Bergsenkungsgebieten Bewehrung in Straßen mit ungebundenem Oberbau und bei Bodenaustausch Bewehrung der Böschung von Erdkörpern Bewehrung von Stützkonstruktionen Bewehrte Gründungspolster Bewehrung böschungsparalleler Gleitflächen Hinweise zu Auswahl, Verarbeitung und Ausschreibung Hinweise zur Auswahl Hinweise zur Verarbeitung Hinweise zur Ausschreibung Geotextilien und Verbundstoffe beim Erosionsschutz Beispiele Schutz von Böschungsflächen Erosionsschutz von Böschungen an Gewässern mit geotextilen Schutz- und Filterschichten Hinweise zu Auswahl, Verarbeitung und Ausschreibung Hinweise zu Auswahl, Verarbeitung und Ausschreibung: Schutz I von Böschungsflächen Hinweise zur Auswahl Hinweise zur Verarbeitung Hinweise zur Ausschreibung Hinweise zu Auswahl, Verarbeitung und Ausschreibung: Erosionsschutz an Gewässern Hinweise zur Auswahl : Hinweise zur Verarbeitung Hinweise zur Ausschreibung Schutz von Bauelementen Beispiele Schutz von Dichtungsbahnen Schütz der Dichtungsaufstrjche an Bauwerken Hinweise zu Auswahl, VerarbeitungyOnd Ausschreibung Hinweise zur Auswahl Hinweise zur Verarbeitung Hinweise zur Ausschreibung Abdichtungen mit Kunststoffdichtungsbahnen (KDB) und Tondichtungsbahnen (GTD)» Beispiele Hinweise zu Auswahl, Verarbeitung und Ausschreibung Hinweise zur Auswahl Hinweise zur Verarbeitung Hinweise zur Ausschreibung Anwendung im Erdbau 146 «VII

5 Geokunststoffe Anwendung im Erdbau als Trenn- und Filterschicht Filter bei Entwässerungsaufgaben...: Entwässerungselemente Dränmatten bei Entwässerungsaufgaben Bewehrung von Erdbauwerken Erosionsschutz an Böschungen.' Schutz von Dichtungsbahnen f 179,6.2.7 Abdichtung zum Schutz von Boden und Grundwasser Literatur zu Abschnitt 6.2 ' Anwendung im Asphaltoberbau Aufgabenstellung...' : Abdichtung ; Überbauen von Betonfahrbahnen Überbauen von gerissenen Asphaltdecken (Bewehrung) Überbauen von Bereichen unterschiedlicher Steifigkeit im Auflager (Verbreiterungen, Aufgrabungen) Hinweise zum Einbau und zur Wiederverwertung Literatur Anwendung im Betondeckenbau Problemstellung Dränung von Fugen ' Vollflächige Verlegung von Vliesstoffen Folgerungen Literatur Vertragsgestaltung Aufgabenstellung Produktauswahl '. 221, Ausschreibung Hilfe bei Bauvorbereitung und Ausführung: Checklisten Produktbeschreibung, -lieferung, -kennzeichnung Qualitätssicherung Literatur Eisenbahnbau Göbel, Lieberem Einführung Anwendung als Filter in Entwässerungsanlagen des Bahnkörpers Anwendungsbereich Aufgaben und Aufbau des Filters '..'.'' Anordnung / Nachweis der Filterstabilität Grundlagen Ablauf und Filterregeln für Geokunststoffe Berechnungsbeispiel Güteanforderungen an Filter- und Sickermateriälien Anwendung im Tragsystem Anwendungsbereich Aufgaben...., Anordnung Bemessung der Dicke der Schutzschicht mit Geokunststoffen Grundlagen ' Bemessung auf Frost Bemessung auf Tragfähigkeit Bemessungsbeispiel Beispiel mit Geokunststoff als tragfähigkeitserhöhendem Element Einbau von Schutzschichten mit Geokunststoffen ** Gleisloser Einbau Gleisgebundener Einbau Güteanforderungen " Schutzschichtmaterialien Geokunststoffe Anwendung als.bewehrungselement in Erdbauwerken / Anwendungsbereich ,4.2 Aufgaben 262 VIII

6 Inhaltsverzeichnis Aufbau und Konstruktion Dammverbreiterungen Einschnittserweiterungen,.' System DYNATEX" Berechnung Begrünung ' Güteanforderungen Anwendung bei geokunststoffbewehrten Erdbauwerken über pfahlähnlichen 'Traggliedern bei gering trägfähigem Untergrund ' Grundlagen..' System mit tiefliegender Bewehrung System mit hochliegender Bewehrung Anwehdung von geokunststoffbewehrten Schichtsystemen über Weichschichten Anwendungsbereich Aufgaben und Anordnung Literaturverzeichnis Verkehrswasserbau Maisner, Heibaum Einführung Marktübliche Geokunststoffprodukte im Wasserbau Bauausführung Anforderungen und Regelwerke Hydraulische Einwirkungen Mechanische Anforderungen Regelwerke BAW Prüfverfahren nach RPG Mechanische Filterwirksamkeit mit dem Turbulenzverfahren Mechanische Filterwirksamkeit mit dem Durchströmverfahren 291, ' Hydraulische Filterwirksamkeit Abriebsprüfung : Durchschlagprüfung Prüfungen für geosynthetische Tondichtungsbahnen (GBR-C) Literatur Tunnelabdichtungen Mähner, Retzlaff Allgemeines Dränierte und druckwasserhaltende Tunnel Genereller Aufbau des Abdichtungssystems Abdichtungsträger./' Schutzschichten Kunststoffdichtungsbahnen Fugenausbildung/Abschottung Entwässerungsleitungen Ausfuhrungsvorschriften anderer Länder Besonderheiten des Einsatzes von Geokunststoffen im Tunnelbau Brandverhalten Versinterung Clogging / Kolmation Prüfungen für die Eignung von Geokunststoffen im Tunnelbau Untersuchungen zur Eignung von Geokunststoffen in Abdichtungs- und Entwässerungssystemen derneat Alterungsbeständigkeit Dauerdruckverhalten/Druckkriechen Druck-/Schubverhalten Zusammenfassung und Ausblick ^ Deponien Müller-Rochholz Schutz der Kunststoffdichtungsbahn Bewehrung der Böschung Dränschichten im Oberflächenabdichtungssystem Bemessung von Geokunststoffbewehrten Erdkörpern - EBGEO Bräu, Retzlaff Allgemeines Entwicklung der Empfehlungen 329 / IX

7 Geokunststoffe W1 G 5 \ Äcc BeTftdcmOTYsj WA {>vxv*ietiä \\A.\ "Dämme aut wemg tragfatagem VSiAeYgrvmd lyi Stützkonstruktionen Bewehrte Erdkörper auf punkt- oder linienförmigen Traggliedern Gründungssystem mit geokunststoffummantelten Säulen Überbrückung von Erdeinbrüchen Ausblick V.6 Literatur Geokunststoff-Anwendungsbeispiele 12.1 Stabilisierung von mineralischen Tragschichten mit Geozeilen bei Straßensanierungen Meyer 34; Einleitung 34 j Versuchsstrecken StraßensanierungK Belastungsversuche und Vertikalspannungsmessung FWD Messungen Straßenausbau K Zusammenfassung Literatur Kunststoffbewehrte Böschung - KBE Herold Aufgabenstellung Statische Berechnungen Füllboden Bemessungsgeometrie Belastung / Lastfälle ' Baugrund Nachweise 358 j N-l: Geländebruchsicherheit GZ IC 359 / N-2: Gleitsicherheit GZ IC 360 / N-3: Grundbruchsicherheit GZ IC N-4: Kippen / Lage der Sohldruckresultierenden N-5: Setzungen / Verformungen GZ N-6: Bemessungswiderstand der Bewehrung GZ 1B N-7: Versagen auf inneren Gleitfugen GZ IC '2.3.8 N-8: Nachweis der Verankerungslänge GZ 1B / GZ IC Empfehlung für die Begrünung / Brandschutz../.* Bauausführung ' Literatur Geokunststoffbewehrte Baustraße Herold Aufgabenstellung Statische Berechnungen Ermittlung der erforderlichen Kurz_zeitfestigkeit der Bewehrung Erforderliche Geotextilrobustheitsklasse Abschätzung der Verformungen Mechanische Filterwirksamkeit Erforderliche Wasserdurchlässigkeit Verankerungslänge Bauausführung Geotextil und Kunst... Alexiew, Fenneker, Fiene, Müller-Rochholz, Straßendamm Langenleuba-Niederhain, betroffen vom Jahrhunderthochwasser im Jahre 2002 Naciri Veranlassung '.^ Beschreibung der Konstruktion Statische Berechnung Situation beim Hochwasser im August Bewehrte Lärmschutzwand Sinzheim (Tensar Wall) Naciri Veranlassung Beschreibung der Konstruktion /Statische Berechnung * Art und Anordnung der Geogitter 387 X /.

8 Inhaltsverzeichnis Verlege- und Einbauhinweise '! Sicherung Straßendamm durch mit Geogitter rückverankerte Gabionen Naciri Veranlassung Beschreibung der Konstruktion Statische Berechnung, Baukosten. ' *"' Geogitterbewehrte Dämme auf pfahlähnlichen Elementen: Grundlagen und Projekte Alexiew Einleitung v Grundidee, Prinzipien und einige Grundsätze der geosynthetischen Bewehrung Kurzer Überblick über die Berechnungsverfahren Überblick über einige interessante Projekte Projekt: Werder-Brandenburg, Deutsche Bahn, : Projekt Bahnhof Rathenow (Körgraben), Deutsche Bahn, Tankstelle Shell", Bulgarien, Sofia Projekt Überquerung des Flusses Laje bei Chapadao, Ferronorte Rail, Brasilien Projekt Harper Mühlenbach, Deutsche Bahn, Projekt Selby Bypass, Britische Straßen- und Autobahnverwaltung, UK Abschließende Bemerkungen Literatur : Dichtungssysteme mit Geokunststoffen im Grundwasserschutz am Beispiel einer Regenwasserbewirtschaftungsanlage Vollmert ; Einleitung Bauvorhaben Gewerbegebiet Treider Berg Größe und Lage des Gebietes Anbindung an einen vorhandenen Vorfluter Konzept zur Bewirtschaftung des Oberflächenwassers Diskussion der Dichtungssysteme : Klei-Dichtung Geosynthetische Tondichtung (Bentonitmatte) Kunststoffdichtungsbahn Konstruktive Durchbildung des gewählten Dichtungssystems Geometrie der Böschungen Aufbauten Kunststoffdichtungsbahn Geotextile Schutz- und Dränschichten Geotechnische Nachweise Notwendigkeit ' Standsicherheit des Dichtungssystems im Böschungsbereich Standsicherheit im Bereich des Schachtbauwerks und der Rampen Nachweis des geosynthetischen Dränsystems Schlusswertung Literatur Geogitterbewehrte Böschung Gänsbergspange" Saathoff Einleitung Gänsbergspange" Wahl der Bauweise/ Absturzsicherung Bewehrte Böschung Kosten Resümee Literatur.,* Überbrückung von Erdeinbrüchen mit geosynthetischen Bewehrungen Sobolewski Einleitung Bemessung von Erdfallüberbrückungen : Berechnungsverfahren Belastungsansätze, Lastfälle und Grenzzustände Beispiel einer Bemessungsmethode: Verfahren BS 8006:1995, [2] ' Hinweise zur Gestaltung, Bauausführung und Qualitätssicherung 438 * Überblick über ausgeführte größere Projekte im Straßenbau in XI

9 Geokunststoffe Deutschland ( ) Überblick über ausgeführte größere Projekte im Bahnbau in Deutschland ( ) Schlussfolgerungen. -., Literatur '..' Sicherung eines geordneten Abraumfeldes im Steinbruch Gundelsheim Retzlaff, Obermeyer Problemstellung Das Modell Umsetzung Bemessung.: Neubau Schwerlaststrecke Stadt Aalen (Bauzeit ) Naciri Planung und Ausführung einer 19 m hohen, begrünten Steilwand als kunststoffbewehrte Erde - Projektbericht Magnus Problemstellung Entwurf und Bemessung der kunststoffbewehrten Erde Bauverfahren und Materialien Ausbildung der Böschungsfront und Begrünung ' Bemessung Bauausführung : Literatur Schutzwälle mit Geogitterbewehrung gegen Steinschlag - Erprobung und FEM-Berechnung Peila, Oggeri, Castiglia, Recalcati, Rimoldi, Oehrl Einleitung Tests im natürlichen Maßstab Testprogramm Testergebnisse Test Test Test Test ' Test Numerische Modelle Diskussion und Bemessungsvorschläge Literatur Geokunststoffbewehrte Erdkonstruktionen - eine bewährte Alternative Naciri Entwässerungssystem der neuen Eisenbahn-Alpentransversale Duzic / Einleitung / Zunehmende Anforderungen an Abdichtungssysteme Wahl des Abdichtungssystems Prüfverfahren zur Bestimmung der Abdichtungs- und Entwässerungsleistung Eigenschaften und Funktion des Dränsystems Fazit : Entwicklung von PW-Geosand als Lösung bei Pumperosionen in Gleisbettungen Sharley, Thomas Einleitung Produktentwicklung und Prüfungen Funktionsprüfung j Schlussbemerkung / Erfahrungen mit der Unterwasserverlegung von Bentonitmatten unter erschwerten Bedingungen in einem Fließgewässer Reuter Allgemeines Festgestellte Durchsickerungen Durchführung der Baumaßnahme ** Neue Erkenntnisse zu verbesserten Deichquerschnitten mit Geokunststoffen Heerten, Werth Einleitung Geosynthetische Tondichtungsbahnen (GTD, Bentonitmatte) Allgemeines Deichdichtung.' Lippedeiche (Aufgrabung GTD nach Liegezeit ) 500 u /. XII