DE4131743A1 - Stoffkombination zur basisabdichtung von muelldeponien und fuer den strassenbau - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kombination verschiedener Stoff­ schichten, die der Abdichtung von ober- und unterirdischen Müll­ deponien und der Stabilisierung und Abdichtung von Straßen­ bauten dient.

Seit langem ist bekannt, daß Schadstoffe aus ungesicherten ober- und unterirdischen Mülldeponien durch Sickerwasser in das Grund­ wasser gelangen und sich dort unkontrolliert verbreiten. Dies stellt eine große Gefahr für die Umwelt und insbesondere für die Reinhaltung des Trinkwassers dar. Es hat deshalb nicht an Versu­ chen gefehlt, dieser Gefahr zu begegnen. Naheliegend war es, Stand­ orte mit natürlichem, dichtem Untergrund, z. B. Schluff- und Ton­ schichten, zu wählen oder, wo solche Standorte nicht vorhanden wa­ ren, den vorbereiteten Untergrund mit einer künstlich aufgebrach­ ten Basisdichtung zu versehen. Als Dichtmaterial sind folgende Stoffe empfohlen worden (Geotechnisches Institut A. und J. Blinde, Karlsruhe: Lehrgangsmaterial "Auswahl von Dichtstoffen und Dicht­ elementen für die Sanierung kontaminierter Standorte sowie für die Neuanlage von Deponien"):
- Dichtungen auf mineralischer Basis, z. B. Ton, Lehm, Boden-Bento­ nit-Gemische, Bentonit-Zement-Gemische, durch Zusatzmittel verbes­ serte Böden (z. B. Wasserglas, Tonmehl, Kunstharze), Hydraton, Erdbeton
- Dichtungen auf bituminöser Basis, z. B. Bitumen, Asphaltbeton, vor­ gefertigte Bitumenbahnen oder örtlich gefertigte Bitumendecken
- Dichtungen auf Kunststoffbasis, z. B. Dichtungsbahnen aus PVC, HDPE (Niederdruck-Polyethylen hoher Dichte), EGB (Ethylen-Copo­ lymer-Bitumen)
- Dichtungen aus Mischmaterialien, z. B. Boden-Asphalt-Gemisch Durch eine Kombinationsabdichtung ist es möglich, die positiven Eigenschaften der verschiedenen Dichtstoffe untereinander zu ver­ einigen. Es mehren sich jedoch kritische Stimmen zu Kombinations­ abdichtungen aus mineralischen Schichten und Kunststoffabdichtung (Müll und Abfall, 8/88, S. 362-367) Anhand von Versuchen und Berech­ nungen wird die Befürchtung gestützt, daß es in der mineralischen Schicht unterhalb der Dichtungsbahnen zu Austrocknungen kommen kann. Außerdem fehlt es noch an geeigneten Prüfmethoden für die Schweißnähte der Kunststoff-Dichtungsbahnen, so daß die Dichtig­ keit der Kunststoffabdichtung ebenfalls nicht vollständig ge­ währleistet werden kann. Ein weiteres Problem ergibt sich aus geforderten Verlegebedingungen, deren Einhaltung für die Funk­ tionsfähigkeit der Dichtung von entscheidender Bedeutung ist. So dürfen mineralische Dichtungsstoffe nur während frostfreier Trockenperioden eingebaut werden. Sie sind insgesamt witterungs­ empfindlich.

In "Die Asphaltstraße" 5/88, S. 13-17, wird vorgeschlagen, Deponien mit einer Asphaltdichtung zu versehen, um die genannten Schwie­ rigkeiten zu beheben. Eine bituminöse Deponieabdichtung hätte den entscheidenden Vorteil, daß sie nahezu witterungsunabhängig nahtlos herstellbar und hochbelastbar ist. Sie könnte auch mit den bekannten Dichtungssystemen, wie beispielsweise Kunststoff­ bahnen, kombiniert werden (Teerbau-Veröffentlichungen, Heft 21 (1974), S. 73-82). Eine solche Kombinationsabdichtung würde aber das Problem der Kunststoffverarbeitung auf der Baustelle nicht lösen.

Schließlich wird in der DE-OS 38 41 679, EO2D-31/00, eine Kombina­ tionsdichtung vorgestellt, die aus einer unteren Asphaltdichtungs­ schicht und einer darüberliegenden Abdichtung aus bei der Verar­ beitung flüssigem Kunststoff besteht. Letzterer ist nahtlos auf einer Unterlage aufgetragen, wobei zwischen den Abdichtungen eine erste Dränschicht und oberhalb der Kombination eine weitere Drän­ schicht angeordnet sind. Als erste Dränschicht dient eine Verbund­ matte aus schlingenförmig angeordneten Kunststoffdrähten, auch als Geogitter bezeichnet. Diese Abdichtung ist ebenso wie die vorgenannte zu kostenaufwen­ dig. Sie ist außerdem gegen ungleichmäßige Setzungen des Untergrund des anfällig und in steileren Lagen nicht einsetzbar.

In stillgelegten Schächten wird hauptsächlich giftiger bzw. be­ sonders schadstoffreicher Abfall in Spezialbehältern, meist aus Plaste, deponiert. Obwohl er sich dadurch im "Gebirge" weit unter dem Grundwasserspiegel befindet, ist auf Dauer eine Kontamination mit dem Grundwasser nicht ausgeschlossen. Eine Sicherheit gegen das spätere Eindringen von Laugen in die Behälter ist nicht gege­ ben.

Im Straßenbau werden Vliese und Geogitter zur Stabilisierung nur getrennt und zu unterschiedlichen Zwecken eingesetzt: Minderung von Setzungen, Überbrücken von Schadstellen der bestehenden Fahrdecke oder Stabilisierung nachgiebiger, wasserdurchfeuch­ teter Untergründe. Das anschließende Einbringen der endgültigen Straßenbaustoffe wie Rollsplitt, Bitumen oder Asphalt ist mit ei­ nem hohen gerätetechnischen Aufwand verbunden, sowohl beim Neu­ bau als auch bei der Rekonstruktion.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Stoffkombination zur Basisabdichtung von Mülldeponien und zur Stabilisierung und Abdichtung des Straßenunterbaus zu schaffen, die kostengün­ stig herstell- und anwendbar ist, ungleichmäßige Setzungen des Untergrundes einschränkt, für steilere Lagen geeignet ist, eine dauerhafte Sicherheit auch gegen Schadstoffaustritte aus Unter­ tagedeponien gewährleistet und einen geringen gerätetechnischen Aufwand bei der Verarbeitung im Straßenbau sicherstellt.

Die Lösung dieser Aufgabe schließt als an sich bekannte Elemen­ te ein Abdicht-Vlies und Schichten aus einer Bitumenemulsion und Dichtbeton ein. Erfindungsgemäß ist vorgesehen:

Auf dem Vlies ist ein räumliches Verbundgitter aus Kunststoff angeordnet, das mit einer unteren Dichtbetonschicht und einer oberen Bitumenemulsionsschicht verfüllt ist.

Als zweckmäßig ist weiterhin vorgesehen: Das Verbundgitter besteht aus einem Niederdruck-Polyethylen hoher Dichte. Die Soffkombination ist in vorgefertigten Segmen­ ten konfektioniert, wobei jeweils eine der gegenüberliegenden Seiten einen füllungsfreien Streifen aufweist. Für den Straßen­ bau ist das Verbundgitter vorzugsweise vollständig mit der Bi­ tumenemulsionsschicht verfüllt, die mit verschleißfesten Kompo­ nenten angereichert ist.

Die Nutzung der Erfindung führt zu einer
- Senkung der Kosten,
- Reduzierung von ungleichmäßigen Senkungen des Untergrundes,
- Anwendbarkeit in steileren Lagen, z. B. an Böschungen,
- Gewährleistung einer dauerhaften Sicherheit von Untertage- Schadstoffdeponien und
- Verminderung des gerätetechnischen Aufwandes im Straßenbau.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von zwei Ausführungsbei­ spielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zei­ gen

Fig. 1 den Schichtenaufbau der erfindungsgemäßen Stoffkom­ bination für eine oberirdische Mülldeponie

Fig. 2 den Schichtenaufbau der erfindungsgemäßen Stoffkom­ bination für den Straßenbau

Im ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) handelt es sich um eine Kombinationsabdichtung mit folgendem Schichtenaufbau: Die untere, auf dem Untergrund (Planum) 1 liegende Schicht wird durch ein 3 mm starkes Vlies 2 aus hochpolymeren Endlosfaservlies aus Poly­ propylen (PP) gebildet. Über bzw. auf dem Vlies 2 ist ein räumli­ ches Verbundgitter 3 aus Niederdruck-Polyethylen hoher Dichte (HDPE) angeordnet. Es weist eine Höhe von 12 cm auf. In dem Ver­ bundgitter 3 ist unten eine Dichtbetonschicht 4 von 7 cm Stärke und darüber eine Bitumenemulsionsschicht 5 von 5 cm Stärke ein­ gebracht. Im Einbauzustand liegt über der Schicht 5 die übliche Filterkiesschicht 6 mit Gas-und Sickerwasserdrainagen. Auf der Filterkiesschicht 6 lagert der Müll als Deponiegut 7. Der Durch­ lässigkeitsbeiwert des Dichtbetons muß kleiner als 1 · 10exp-6 m/s sein. Die Kombinationsabdichtung wird in Segmenten von 5 m×10 m vor­ gefertigt und an Ort und Stelle verlegt. Jeweils eine der gegen­ überliegenden Seiten der Segmente besitzt einen füllungsfreien Streifen im Verbundgitter 3. Diese Streifen werden nach dem fugen­ freien Aneinanderlegen der Segmente mit Dichtbeton oder Bitumen­ emulsion oder mit beiden verfüllt, so daß sich eine glatte, dichte Oberfläche für die Auflage der Filterkiesschicht 6 ergibt. Die Schicht 6 ist bei Untertagedeponien nicht notwendig. Die Funktion dieser Kombinationsabdichtung äußert sich darin, daß sie kein Sic­ kerwasser in den Untergrund 1 und damit auch keine Schadstoffe aus dem Deponiegut 7 durchläßt. Im Falle größerer Hang- oder Bö­ schungsneigungen in Deponiegruben ist die Kombinationsabdichtung mit geeigneten Mitteln gegen ein Rutschen zu sichern.

Das Ausführungsbeispiel für den Straßenbau (Fig. 2) besitzt fol­ genden Schichtenaufbau: Unmittelbar auf dem gefertigten Unterbau 8 befindet sich ein 5 mm Starkes Vlies 9. Auf diesem liegt ein räum­ liches Verbundgitter 10 aus HDPE einer Höhe von 10 cm, das vollstän­ dig mit einer Bitumenemulsionsschicht 11 ausgefüllt ist. Diese Schicht 11 ist mit verschleißfesten Komponenten bzw. Füllstoffen 12 versetzt. Als Füllstoffe 12 eignen sich z. B. Splitt, Recycling­ materialien wie Plaste, Gummi, Baumaterialfraktionen (8-12 mm). Auch hier ist das Verlegen vorgefertigter Segmente angezeigt. Im Einbauzustand kommt auf die solcherart gefertigten Seg­ mente die Straßendecke 13 zu liegen.

Dieser Schichtenaufbau der oberen Tragschicht des Straßenun­ terbaus bewirkt neben der Aufnahme der Beanspruchungen der Straßendecke 13, der Hauptfunktion, eine Abdichtung des Unter­ baus 8 und damit des Straßenplanums vor dem Eindringen von Regen- und Oberflächenwasser über Beanspruchungsrisse der Straßendecke 13 und verhindert dadurch Frostschäden. Gesonderte Maß­ nahmen zur Entwässerung und zum Frostschutz des Straßenplanums entfallen. Mit dem Einsatz der umweltverträglichen Materialien ist die Recyclingfähigkeit gewährleistet.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

 1 Untergrund (Planum)
 2 Vlies
 3 Verbundgitter
 4 Dichtbetonschicht
 5 Bitumenemulsionsschicht
 6 Filterkiesschicht
 7 Deponiegut
 8 Unterbau
 9 Vlies
10 Verbundgitter
11 Bitumenemulsionsschicht
12 Füllstoff
13 Straßendecke

Claims (4)

1. Stoffkombination zur Basisabdichtung von Mülldeponien und für den Straßenbau mit einem Abdicht-Vlies, einer Bitumenemul­ sion und Dichtbeton, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Vlies (2; 9) ein räumliches Verbundgitter (3; 10) aus Kunststoff ange­ ordnet ist, das mit einer unteren Dichtbetonschicht (4) und ei­ ner oberen Bitumenemulsionsschicht (5; 11) verfüllt ist.

2. Stoffkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundgitter (3; 10) aus einem Niederdruck-Polyethylen hoher Dichte (HDPE) besteht.

3. Stoffkombination nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in vorgefertigten Segmenten konfektioniert ist, wobei jeweils eine der gegenüberliegenden Seiten einen füllungsfrei­ en Streifen aufweist.

4. Stoffkombination nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Straßenbau das Verbundgitter (10) vorzugsweise vollständig mit der Bitumenemulsionsschicht (11) verfüllt ist, die mit verschleißfesten Füllstoffen (12) angereichert ist.