26 Schwerpunkt: Deponiebau – Teil 2 Stand der Dinge und Ausführungshinweise zu Detailpunkten 5 Jahre Eignungsbeurteilung und Güterichtlinie Abdichtungskomponenten aus Deponieasphalt In Ausgabe 2/2016 haben wir über Asphaltabdichtungen für Deponien berichtet und dass sie seinerzeit aktuell auch ohne Nachweis der Eignung im Einzelfall angewendet werden dürfen. Fünf Jahre nach der Eignungsbeurteilung und Güterichtlinie Abdichtungskomponenten aus Deponieasphalt berichten wir nun in einem zweiteiligen Beitrag über den Stand der Dinge und geben sachdienliche Ausführungshinweise zu Detailpunkten. Im abschließenden Teil des zweiteiligen Beitrages geht es um im Rahmen des Eignungsnachweises durchgeführte Untersuchungen, Qualitätsmanagement sowie einen Ausblick. Von Prof. Thomas Egloffstein und Prof. Franz Sänger Im abschließenden Teil des zweiteiligen Beitrages geht es um im Rahmen des Eignungsnachweises durchgeführte Untersuchungen, Qualitätsmanagement, sowie einen Ausblick. (Quelle: DAV) Im Rahmen des Eignungsnachweises durchgeführte Untersuchungen Wie in Ausgabe 5/2020 dieser Zeitschrift zur Erlangung der Eignungsbeurteilung durch das DAI geschildert, wurde bereits in der Nachweiskonzeption (DAI 2011/2015) besonderer Wert auf die Prüfung der Dichtigkeit der Flachnähte unter Verformungsbeanspruchungen gelegt. Dies war auch eine wesentliche Forderung der LAGA Ad-hoc-AG „Deponietechnik“ und der UAG „Asphalt“. Hierzu wurden umfangreiche Untersuchungen an im Baufeld entnommenen Proben im Drucktopf nach van Asbeck durchgeführt, deren Ergebnisse in zwei Untersuchungsberichten der TU München (2014) (Deponie Wetro Puschwitzer Feld, AC 11 D-DA) und von IBQ (2014) (Deponie Eichelbuck, Stadt Freiburg i. Br., AC 16 TD-DA) aufgeführt sind, und die im Eignungsnachweis des dai (2015) bewertet wurden. Sie sind nicht Bestandteil der Güterichtlinie, dienen aber dem Gesamtverständnis zur Abdichtungskomponente aus Deponieasphalt und sollen hier in stark verkürzter Form geschildert werden (ausführlich in Egloffstein & Sänger 2016). Verformbarkeit von Abdichtungskomponenten aus Deponieasphalt Auflast- und setzungsbedingte Verformungen des Dichtungsauflagers dürfen die Funktionstüchtigkeit der Deponieabdichtung nicht beeinträchtigen. 6|2020
Schwerpunkt: Deponiebau – Teil 2 27 Asphaltabdichtungen vertragen schadlos große Verformungen, umso mehr, wenn diese Verformungen langsam und in einem positiven Temperaturbereich erfolgen, da Asphalt aufgrund seiner viskoelastischen Eigenschaften Kompressionsspannungen über die Zeit abbauen kann. Der Verformungsversuch nach van Asbeck (1955/1968) modifiziert nach Haas (1992) zeigte eindrucksvoll die Flexibilität von Deponie-Dichtungsasphalt bis zu Setzungsmulden mit einem Verhältnis von Durchmesser D zur Setzung T der Setzungsmulde von D:T = 10:1. Dies ergab bei einem Durchmesser D = 50 cm und einer Tiefe T = 5 cm einen erstaunlich engen Biegeradius von R = 65 cm. Diese extremen Verformungen wurden bei den beiden Versuchsserien im Rahmen des Eignungsnachweises in der Regel nicht ganz erreicht. Dies wurde auf die unterschiedlichen Temperaturen von 12 °C (TUM, IBQ) zu Zimmertemperatur (ca. 20–21 °C) (van Asbeck 1968) erklärt. Wie allgemein bekannt, ist die Verformbarkeit von Asphalt neben weiteren Einflussfaktoren in hohem Maße von der Temperatur und etwas weniger stark ausgeprägt von der Verformungsgeschwindigkeit abhängig. Ein weiterer Einflussfaktor für die Entstehung von Rissen ist die Schichtdicke. Auf der Grundlage der Balkentheorie (GDA E-2-13 1997) erzeugt eine größere Schichtdicke bei gleichen Krümmungsradien eine höhere Randfaserzugdehnung und begünstigt somit die Entstehung von Zugrissen. Die für die Verformungs-Durchlässigkeitsversuche im Drucktopf nach van Asbeck gewonnenen Probekörper stammten aus zwei im Jahr 2013 laufenden Baumaßnahmen, der Oberflächenabdichtung der Deponie Eichelbuck, Stadt Freiburg i. Br. mit einer 8 cm dicken einlagigen Asphalttrag-/Dichtungsschicht AC 16 TD-DA und der Basisabdichtung der Deponie Wetro Puschwitzer Feld bei Bautzen, mit einer speziell in einem Probefeld hergestellten 4-cm-Dichtungsschicht AC 11 D-DA. Alle Bohrkerne mit einem Durchmesser d = 500 mm stammen aus dem Bereich einer in Teil 1 unter „Nähte“ beschriebenen Flachnaht. Die Versuchsergebnisse der TU München mit einer 4 cm dicken Deponieasphaltdichtungsschicht zeigen eine Konvektionsdichtigkeit der Nähte bis zu einem Maximaldruck von 6 bar und Verformungen bis zu einer Tiefe gegenüber der Waagerechten von T = 20,7 bis 43 mm. Obwohl das ursprüngliche Ziel der Nachweiskonzeption, basierend auf den Veröffentlichungen von van Asbeck, ein Verhältnis von D:T = 10:1 trotz der doppelten Druckhöhe von 6 statt 3 bar (van Asbeck 1955/1968) nicht erreicht wurde, führt dies zu erstaunlichen engen Krümmungsradien von R = 0,75 bis 1,52 m. Undichtigkeiten sind dabei bei keiner der Proben aufgetreten. Durchmesser Die Versuchsergebnisse von IBQ für die 8 cm dicke Deponieasphalttrag-/-dichtungsschicht zeigten bei Drücken von 2 bis 5 bar (Maximaldruck) und unterschiedlich schnellen Druckanstiegen bei einer Temperatur von 12 °C Durchbiegungen von 20 bis 50 mm, wobei bei acht von zwölf Proben Undichtigkeiten vor Erreichung von 50 mm Durchbiegung eintraten. Vier Proben blieben bis zur maximal möglichen Verformung von 50 mm dicht. Die gemessenen Durchbiegungen entsprechen D:T von 25:1 bis 10:1, die Krümmungsradien R = 0,65 bis 1,57 m. Ein signifikantes Versagen des Nahtbereichs bei den geprüften Proben konnte nicht festgestellt werden. Ein Riss/Bruch an der Unterseite des Probekörpers trat erwartungsgemäß immer in der Mitte, also im Bereich der max. Durchbiegung, auf, unabhängig von der Lage der Naht. Die Naht erwies sich somit nicht als Schwachstelle im Prüfkörper. Das Auftreten von Undichtigkeiten vor Erreichen des 50-mm-van-Asbeck-Verformungsziels (D:T = 10:1) wird im Wesentlichen auf die größere Schichtdicke (größere Randfaserzugdehnung) zurückgeführt. Hinzu kommen die niedrigeren Versuchstemperaturen von 12 °C (IBQ, TUM) im Vergleich zu Zimmertemperatur (van Asbeck) und die größere Korngröße (0/16 mm bei TD-DA statt 0/11 mm bei D-DA bzw. van Asbeck). Die erste gemessene Undichtigkeit, bei der geringsten Verformung aus einer Versuchsserie aus 12 Prüfkörpern, trat nach 20 mm Verformung, d. h. bei einem Krümmungs-/Biegeradius R von 1,57 m auf (D:T = 25:1). Dies wurde auch von der UAG Asphalt der LAGA Ad-hoc-AG „Deponietechnik“ als ausreichend angesehen. Qualitätsmanagement Tiefe Dem Qualitätsmanagement kommt bei der Verwendung von Deponieasphalt in Abdichtungskomponenten eine besondere Bedeutung zu, da im Deponiebau hohe Anforderungen an die Qualität des Asphaltmischgutes und der damit hergestellten Abdichtungskomponenten gestellt werden. Das Qualitätsmanagement im Deponiebau Abb. 6: Flexibilität und Wasserdichtigkeit von Asphaltbetonbelägen (EAAW 2008) 6|2020
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