Grundlagen der Umweltgeotechnik

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1 Ruhr-Universität Bochum Lehrstuhl für Grundbau, Boden- und Felsmechanik Prof. Dr.-Ing. habil. Tom Schanz Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre Eigenschaften von bituminösen Baustoffen Thermoplastizität hohes Relaxationsvermögen Unlöslichkeit in Wasser hohe Wasserundurchlässigkeit Beständigkeit gegenüber den meisten Chemikalien Vorteile gegenüber mineralischen Dichtungen Robustheit Funktionsfähigkeit bis zu Neigungen von ~ 1:1,5 hohe Flexibilität bzw. Verformbarkeit als ganze Dichtung Unempfindlichkeit gegenüber Wassergehaltsschwankungen mögliche Folgenutzungen ohne besondere Schutzschichten für technische Zwecke, z.b. Parkplatz-, Lagerfläche etc. Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 2 Asphalt Asphalt: heiß hergestelltes, verdichtetes Gemisch aus: Bitumen Bindemittel, Dichtigkeit Mineralstoffen Stabilität, Tragfähigkeit Anwendung: Straßenbau Hochbau Wasserbau Deponiebau Was ist Bitumen? Destillationsrückstand bei Erdölfraktionierung Gemisch von Kohlenwasserstoffen mit vorwiegend langgestreckten Molekülformen und Kohlenwasserstoffverbindungen Hauptbestandteile: Asphaltene, Maltene, Asphalt- und Erdölharze Eigenschaften werden bestimmt durch: Eigenschaften der Asphaltbestandteile Mischungsverhältnis Güte der Verdichtung Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 3 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 4 1

2 Was ist Bitumen? Was ist Bitumen? kolloides System: Kontinuierliche Phase aus Maltenen: helle, ölige Verbindungen, in n-heptan löslich rel. Molekülmasse Disperse Phase aus Asphaltenen: dunkelfarbig, halbfest bis fest, ringförmige Molekülkomplexe, rel. Molekülmasse Stabilisierung durch Schutzschicht aus Öl- und Asphaltharzen Maltene Eigenschaften: nichtflüchtig hochviskos bräunlichschwarz glänzend thermoplastisch gute Klebefähigkeit Asphaltene Schutzschicht Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 5 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 6 Prüfung der Bitumeneigenschaften Prüfung der Bitumeneigenschaften Nadelpenetration nach DIN 52010: Eindringtiefe einer Nadel von 100 g bei 25 C während 5 sec angegeben in 0,1 mm Maß für die Weichheit Erweichungspunkt Ring und Kugel nach DIN / DIN 1995: Temperatur in C, bei der eine Kugel durch einen Bitumen gefüllten Ring rutscht: Grenze zwischen zähplastischem und weichplastischem Bereich Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 7 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 8 2

3 Prüfung der Bitumeneigenschaften Mischgutzusammensetzung von Deponieasphalt Brechpunkt nach Fraas nach DIN 1995 DAD DAT Temperatur in C, bei der eine auf ein Stahlblech aufgeschmolzene Bitumenschicht bei vorgeschriebener Abkühlungsgeschwindigkeit bei Biegebeanspruchung reißt: Grenze zwischen plastischem und sprödem Bereich Plastizitätsspanne: Temperaturspanne zwischen Erweichungspunkt und Brechpunkt möglichst groß ~ C Körnungsbereich 0/11 mm 0/16 mm Körnung < 0,09 mm (Füller) > 2,0 mm (Splitt) Überkorn Masse-% Masse-% 8 Masse-% (>11 mm) 9 14 Masse-% Masse-% 8 Masse-% (>16 mm) Bindemittelgehalt B 65 oder B 80 6,5 7,5 Masse-% 5,2 6,5 Masse-% Hohlraumgehalt h lt im Marshallkörper der verlegten Schicht 2 Vol-% 3 Vol-% 3 Vol-% 5 Vol-% Deponieasphalt-Dichtungschicht (DAD); Deponieasphalt-Tragschicht (DAT) Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 9 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 10 Anforderungen an Abdichtungssysteme nach DepV Funktionserfüllung für mindestens 100 Jahre Anforderungen an Abdichtungssysteme nach DepV Dichtigkeit Verformungsvermögen, um Setzungen aufzunehmen Dichtigkeit Dichtigkeit von Asphalt Widerstandsfähigkeit gegen hydraulische Einwirkungen (Suffosion, Erosion) Beständigkeit gegenüber chemischen und biologischen EInwirkungen Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen Beständigkeit gegenüber g alterungsbedingten, g nachteiligen Materialveränderungen gesicherte, reproduzierbare und qualitätsüberwachte Vorfertigung von Abdichtungskomponenten (bei mineralischen Abdichtungskomponenten: Materialzusammensetzung, Einbautechnik und Einbindung im Abdichtungssystem, um eine sehr niedrige Durchlässigkeit zu erreichen und die Gefahr einer Trockenrissbildung zu vermeiden) Faustregel: Wenn Hohlraumgehalt < 3 % konvektionsdicht, nur noch geschlossene Hohlräume z.b. bei i = 10³, k = m/s, Systemdurchlässigkeit nur Mineralstoffgerüst: t k = m/s Schadstofftransport: in Abhängigkeit von der Löslichkeit und Diffusion im Bindemittel Bitumen Eindringen von Wasser entlang der Grenzflächen Zuschlag/Bindemittel Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 11 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 12 3

4 Anforderungen an Abdichtungssysteme nach DepV Verformungsvermögen, um Setzungen aufzunehmen Anforderungen an Abdichtungssysteme nach DepV Verformungsvermögen, um Setzungen aufzunehmen Verformbarkeit von Asphalt Einstellbar über optimale Mischgutzusammensetzung Hochviskose Flüssigkeit extrem hohe Steifigkeit Flexibilität Standfestigkeit Befahrbarkeit Verschleißwiderstand Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 13 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 14 Anforderungen an Abdichtungssysteme nach DepV Verformungsvermögen, um Setzungen aufzunehmen Verformbarkeit von Asphalt von Haas modifizierter Modellversuch nach van Asbeck Anforderungen an Abdichtungssysteme nach DepV Verformungsvermögen, um Setzungen aufzunehmen Verformbarkeit von Asphalt von Haas modifizierter Modellversuch nach van Asbeck maßgebende Verformungsart: 3 Verformungsvorgänge: Längendehnung in alle Richtungen, Biegungen, Querdehnung durch Stauchung r r Kalottenförmige Setzungsmulde Flächenvergrößerung Krümmungsradius A K A A u u 2 s h r 8h 2 2 h 4 s s/2 s/2 h Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 15 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 16 4

5 Anforderungen an Abdichtungssysteme nach DepV Anforderungen an Abdichtungssysteme nach DepV Verformungsvermögen, um Setzungen aufzunehmen Widerstandsfähigkeit gegen hydraulische Einwirkungen (Suffosion, Erosion) Verformbarkeit von Asphalt Deponieasphalte sollen bei h/s von 1:10 plastoviskos ohne Beeinträchtigung der Dichtfunktion reagieren bei s = 30 cm Flächenvergrößerung 4 % Krümmungsradius r = 39 cm!! Kritisch: abrupte Verformungen Material Bentokies leichtpl. Tom Leichtplast. Schluff mittelpl. Ton Asphaltbeton 0/16mm/B 80 Asphaltbeton 0/11mm/B 80 Polymer modifiziert Krümmungsradius [m] ,93 0,50 Richtlinie Nr.18 LUA NRW 200 Bitumen hält Körner zusammen kein Austragen von Körnern durch hydraulische Einwirkungen keine Gefahr von Suffosion oder Erosion Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 17 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 18 Anforderungen an Abdichtungssysteme nach DepV Beständigkeit gegenüber chemischen und biologischen Einwirkungen Durchwurzelung: resistent bei glatter Oberflächenstruktur (Mastixschicht) Tiere, Mikroorganismen, Pilze: keine Beeinträchtigung durch Tiere, Pilze im anaeroben Milieu mikrobieller Abbau max. 0,2-0,6 g/m² pro Jahr chemischer Angriff: durch polare Lösungsmittel, z.b. CKW s, Benzol, Benzin, Schwefelkohlenstoff Eindiffundieren, Aufsättigung entsprechend Verteilungskoeffizienten abhängig von Konzentration der Permeenten bei normalen Sickerwasserkonzentrationen tragbar Selbstheilung Anforderungen an Abdichtungssysteme nach DepV Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen Erfahrungen aus Wasserbau: widerstandsfähig gegen Niederschläge temperaturbeständig (bis 80 C) frostbeständig Alterungserscheinungen auf Grund von UV-Einstrahlung möglich ( Abdeckung) Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 19 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 20 5

6 Anforderungen an Abdichtungssysteme nach DepV Beständigkeit gegenüber alterungsbedingten, nachteiligen Materialveränderungen Regelwerke: Asphaltdichtung Verhärtung Alterung von Bitumen DVWK-Merkblatt 237/1996: Deponieabdichtungen in Asphaltbauweise Veränderung der verarbeitungs- und gebrauchsrelevanten Bitumeneigenschaften Bildung von Asphaltenen für thermisch induzierte Spannungen Anstieg des Erweichungspunktes RuK DIBt-Merkblätter: Qualitätssicherung bei Asphaltdichtungen für Deponien Herstellung, Lagerung, Transport und Einbau von Deponieasphalt heiße Bitumenverhärtung kalte Langzeitalterung allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des DIBt vom : Deponieasphalt für Deponieabdichtungen der Deponieklasse II Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 21 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 22 Standardbauweise für Basisabdichtungssystem: Abfall Abfall Rechnerischer Gleichwertigkeitsnachweis Deponieklasse II: Kombinationsdichtung Entwässerungsschicht Mineralische Trag- und Dichtungsschicht hi Geologische Barriere 30 cm 6 cm 6 cm 8 cm 20 cm 20 cm Asphaltdichtungsschicht (DAD) Hohlraumgehalt 3 Vol.-% Asphalttragschicht (DAT) Hohlraumgehalt 5 Vol.-% MTD: k m/s Entwässerungsschicht Sickerrohr mineralische Dichtungsschicht Deponieplanum geologische Barriere 30 cm, k 10-3 m/s KDB 2,5 mm + Schutzschicht 50 cm, k m/s bei i = 30, mehrlagig 1,00 m, k 10-9 m/s Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 23 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 24 6

7 Rechnerischer Gleichwertigkeitsnachweis Permittivität: =k/l [m²/s] Menge an Wasser, die bei mit: = Permittivität gegebener Zeit durch eine k = Durchlässigkeitsbeiwert Dichtung tritt l = Schichtdicke Sorption wird vernachlässigt Nachbetriebsphase IIIb: Jahre Unterscheidung in: Langzeitkomponente: Kurzzeitkomponente: Mineralische Dichtung Kunststoffdichtungsbahn: Totalausfall DAD: k m/s DAT: k m/s Rechnerischer Gleichwertigkeitsnachweis Permittivität Einzelschicht: =k/l Gesamtpermittivität: 1/ ges = 1 / / 2... Regeldichtung nach TASi: ges = MD = / 0,5 = /s Asphaltdichtung: 1/ ges = 1 / DAD + 1 / DAT + 1 / MTD = 012/1 10 0, /1 10 0, /5 10 0,4-10 ges = 4, /s Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 25 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 26 Kapillarsperre Aufbau eines Oberflächenabdichtungssystems Bewuchs Dichtungsschichten im Regelsystem: Rekultivierungsschicht Mineralische Dichtungsschicht Kunststoffdichtungsbahn Entwässerungsschicht Dichtungsschicht Ausgleichs- bzw. Gasdränschicht Abfall Alternative Dichtungsschichten Asphaltdichtung Kapillarsperre Bentonitmatte modifizierte mineralische Dichtungen Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 27 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 28 7

8 Aufbau eines Oberflächenabdichtungssystems Komponenten des Wasserhaushaltes Bewuchs Deponieklasse I: Einfachdichtung Rekultivierungsschicht 100 cm Entwässerungsschicht mineralische Dichtungsschicht Ausgleichs- bzw. Gasdränschicht Abfall 30 cm, k 10-3 m/s 50 cm, k m/s bei i = 30, 2-lagig 50 cm (ggf cm Gasdränschicht) CaCO 3 10 Gew.-% Mindestgefälle 5 % Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 29 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 30 Physikalische Grundlagen Wechselwirkung Boden/ Wasser (Kapillarität) Physikalische Grundlagen Wechselwirkung Boden/ Wasser (Kapillarität) Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 31 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 32 8

9 Physikalische Grundlagen Physikalische Grundlagen konkav konvex Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 33 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 34 Physikalische Grundlagen Physikalische Grundlagen konkav konvex Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 35 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 36 9

10 Physikalische Grundlagen Physikalische Grundlagen Zum Matrixpotential (z.b. Wasser in Kapillare) Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 37 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 38 Physikalische Grundlagen Physikalische Grundlagen = H = z + m H = hydraulisches Potential [hpa] z = Graviatationspotential [hpa] m =Matrixpotential [hpa] Dimensionen der Wasserspannung (Saugspannung) Länge der Wassersäule : cm WS (negativer) Druck = Saugdruck : Pa 1 cm WS = 1 hpa = pf (log 1) = pf0 100 cm WS = 100 hpa = pf (log 100) = pf cm WS = 1000 hpa = pf (log 1000) = pf3 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 39 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 40 10

11 Physikalische Grundlagen Physikalische Grundlagen m H z z Potential (cm WS) Wassergehalt (Vol.-%) Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 41 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 42 Aufbau einer Kapillarsperre Aufbau einer Kapillarsperre Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 43 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 44 11

12 Wirkungsweise einer Kapillarsperre Kombination aus zwei nichtbindingen Materialien mit großem Porensprung Kapillarschicht: hält perkolierendes Wasser durch Kapillarkräfte zurück leitet Wasser lateral in Gefällerichtung ab Wirkungsweise einer Kapillarsperre Kombination aus zwei nichtbindingen Materialien mit großem Porensprung Kapillarschicht: hält perkolierendes Wasser durch Kapillarkräfte zurück leitet Wasser lateral in Gefällerichtung ab Kapillarblock: großer Texturunterschied Filterstabilität Kapillarblock: großer Texturunterschied Filterstabilität funktioniert nur im ungesättigten Zustand! Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 45 funktioniert nur im ungesättigten Zustand! Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 46 Wirkungsweise einer Kapillarsperre bodenhydraulische Eigenschaften der eingesetzten Materialien Wirkungsweise einer Kapillarsperre bodenhydraulische Eigenschaften der eingesetzten Materialien Saugspannung an der Schichtgrenze Hysteresisschleife für einen Sandboden. Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 47 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 48 12

13 Wirkungsweise einer Kapillarsperre bodenhydraulische Eigenschaften der eingesetzten Materialien Leistungsvermögen einer Kapillarsperre 1) Kapillarschicht sättigt sich auf 2) Akkumulation des lateralen Abflusses hangabwärts 3) Durchbruchspunkt 4) Kapillarblockabfluß entspricht Zusickerung Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 49 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 50 Leistungsvermögen einer Kapillarsperre Auswahl geeigneter Materialien Kapillarschicht: hohes kapillares Haltevermögen <-> enge Poren hohe laterale Durchlässigkeit <-> weite Poren Geeignet: Sande mit steiler Kornsummenkurve Q max : laterale Dränkapazität max abhängig von: ungesättigten Leitfähigkeiten von Kapillarschicht und block Hangneigung und Form Kapillarblock: großer Porensprung <-> weite Poren Filterstabilität <-> enge Poren Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 51 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 54 13

14 Kapillarschicht: Fein- Mittelsand Auswahl geeigneter Materialien Sand 0/1, Sand 0/2; U < 2,5; 0,1mm < 8%, d > 0,3m (Herstellung) Kapillarblock: Grobsand - Feinkies Sand 0,6/4, Sand 2/5 Filterstabilität Kontakterosion, -suffosion, -kolmation zum Erhalt des notwendigen Porensprungs ist absolute Filterstabilität nötig Hydraulische Transportbedingungen Geometrische Filterregeln: größte Poren < feinste Partikel des Basismaterials Problem: Kornform und Porenform sind nicht regelmäßig Berechnung definierter Abstände zwischen Kornsummenkurven Fraktildurchmesser d x : Korndurchmesser d eines prozentualen Summenanteils x Ungleichförmigkeit U: Quotient aus zwei Fraktildurchmessern U=d 60 /d 10 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 55 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 56 Filterstabilität Sichardt: d 50F /d 50B 4 bis 4,5 US Bureau of Reclamation: d 50F /d 50B 5 bis 10 Terzaghi (für U < 5 <-> gleichförmiger Boden): Maximaler Abstand: d 15F /d 85B 4 Grenze für Filterstabilität Minimaler Abstand: d 15F /d 15B 4 ausreichende Wasserdurchlässigkeit Filterstabilität Genauere Beschreibung der Abstandsverhältnisse Witt: max d 30F /min d 95B 2,5 (d 5f < 0,5 mm. U f 3) max d 30F /min d 85B 2,5 (d 5f 0,5 mm. U f 3) max d 10F /min d 95B 2,5 (d 5f < 0,5 mm. 3 < U f 6) max d 10F /min d 85B 2,5 (d 5f 0,5 mm. 3 < U f 6) max d 5F /min d 95B 2,5 (d 5f < 0,5 mm. U f > 6) max d 5F /min d 95B 25 2,5 (d 5f 05 0,5 mm. U f >6) Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 57 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 58 14

15 Filterstabilität Filterstabilität Cistin/Ziems: D 50F /d 50B A d60 0,065 Ud 13 d 0,005 A U 10 D 0,7 60 D D10 0,2 D 3,5 0,55 13, vorh d50 0,04 A Cistin/Ziems: d 50F /d 50B A 50F 50B D 0,55 13, vorh d50 0,04 A 13,75 A 14,5 50vorh 50zul 14,5 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 59 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 60 Kipprinnenversuche Bestimmung der Drainkapazität im Kipprinnenversuch aber: Q max,labor > Q max,insitu z.b. 180 l/(d m) > 112 l/(d m) Variation von: Neigung lateraler und vertikaler Zufluß Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 61 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 62 15

16 Versuchsfelder auf Deponien Versuchsfelder auf Deponien z.b. Monte Scherbelino mit 4 Versuchsfeldern Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 63 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 64 Versuchsfeld 1: einfache Kapillarsperre Versuchsfelder auf Deponien (Monte Scherbelino) Versuchsfeld 2: einfache Kapillarsperre + mineralische Dichtung Bemessungskonzept Relevante Parameter: Dränkapazität Hydraulische Belastung (Zusickerung zur Kapillarsperre) maßgebender Belastungsfall: winterlicher Niederschlagsperiode OflA Neigung und Länge der Deponiehänge Zwi Interflow Drainage Kapillarschicht 61 mm Bestimmung der Abschlagslänge Anordnung von Fangdränagen bzw. Zwischenrigolen 19 mm Kapillarblock 2 mm Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 65 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 66 16

17 Beeinflussung der hydraulischen Belastung Kombinierte Dichtung mit KDB, mineralischer Dichtung oder Asphaltschicht ganzjährig evapotranspirierender Nachwuchs Rekultivierungsschicht Beeinflussung der hydraulischen Belastung Rekultivierungsschicht: Kulturboden für standortgerechten Bewuchs Reduzierung des abzuleitenden Niederschlagswassers durch Speicherung im Porensystem Flächige Vergleichmäßigung der Wasserspende Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 67 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 68 Beeinflussung der hydraulischen Belastung Rekultivierungsschicht: 20 cm 100 cm Intensivwurzelraum aus gemischtkörnigem Boden mit hohem organischen Anteil Wasserhaushaltsschicht/Speicherraum aus bindigem Boden mit hoher Feldkapazität z.b. toniger Schluff Untersuchung auf auslaugbare Stoffe und ph-wert Qualitätskontrolle nach sorgfältiger Materialauswahl s.o. als Eingangsprüfung nur Siebanalyse Freigabe des Kapillarblocks Deponie Breinermoor nach Eigen- und Fremdprüfung von: Schichtmächtigkeit Korngrößenanalyse visuelle Begutachtung nach Freigabe: Glätten erneute visuelle Kontrolle Aufbringen des Kapillarschichtmaterials 30 cm Verteilerschicht aus feinkörnigem Boden z.b. Feinsand 0,1/1 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 69 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 70 17

18 Einbau Wichtig: Einhaltung einer exakten Schichtgrenze, keine Vermengungen, Rillen und Kornzertrümmerungen Leichtes Einbaugerät mit geringer Bodenpressung z.b. Raupe mit anmontierter Kufe und angehängter Traverse mit Rolle zum Vor- und Nachglätten Schutz des Kapillarblocks vor dem Eintrag von Feinstbestandteilen durch Windfangzäune, Beregnungsanlage, Geotextilien Möglichst schneller Auftrag der Kapillarschicht und der unterste Lage der Rekultivierungsschicht i ht(erosionsschutz) Kurze Transportwege im Feld Vorteile einer Kapillarsperre Herstellung: günstiges, leicht zu beschaffendes Material, teilweise Recyclingprodukte bzw. Abfallkörnungen relativ unkomplizierter Einbau auch bei schlechten Witterungsbedingungen einfache Materialüberwachung Herstellkosten Deponie Breinermoor für 0,25 m Kapillarblock und 0,60 m Kapillarschicht inkl. Wasserfassung: < 25 /m² Preisvorteil gegenüblicher Regeldichtung ca. 15 /m², bei m² (mittl. Größe) Neuentwicklung: Kapillarblockbahnen Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 71 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 72 Vorteile einer Kapillarsperre Nachteile einer Kapillarsperre Beständigkeit: keine Gefahr der Austrocknung, da unschädlich setzungsunempfindlich aufgrund des rolligen Materials nachträglicher Einbau von Rohren und Eindringen von Wurzeln unbedenklich, da Fremdkörper umströmt werden auch bei großem Gefälle standsicher nur unter Hangbedingungen einsetzbar fehlende Daten zur technischen Dimensionierung und Erfahrungen aus der praktischen Anwendung und Langzeitbeständigkeit Wiederaufforstung möglich! Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 73 Grundlagen der Umweltgeotechnik Asphaltdichtung, Kapillarsperre 74 18