Geohydraulische Bewertung technischer Sicherungsmaßnahmen beim Einsatz von Böden und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen im Erdbau

Im vorliegenden Forschungsbericht wurden Berechnungen zur Untersuchung der Wirksamkeit verschiedener Bauweisen zur technischen Sicherung von Boden und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen im Erdbau vorgestellt. Dabei wurden zunachst die im Merkblatt uber Bauweisen fur Technische Sicherungsmasnahmen beim Einsatz von Boden und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen im Erdbau (M TS E) dargestellten Bauweisen vorgestellt. Zur Untersuchung der Wirksamkeit wurden numerische Berechnungen mit dem Stromungssimulator FEFLOW durchgefuhrt. Zur Erstellung der FE-Modelle mussten die in M TS E dargestellten Bauweisen unter Berucksichtigung des Strasenaufbaus zunachst mit Daten unterlegt werden. Anschliesend konnten die FE-Modelle erstellt und Rand- und Anfangsbedingungen definiert werden. Anhand von Voruntersuchungen wurde zunachst der Einfluss unterschiedlicher Materialien im Bereich des Strasenaufbaus (Bankett und Oberboden) analysiert. Auf Grundlage der Voruntersuchungen wurde eine Situation des Strasenaufbaus definiert, mit der anschliesend die weiteren Berechnungen zur Ermittlung der bei den verschiedenen Bauweisen zu erwartenden Sickerwassermengen durchgefuhrt wurden. Anhand einer Vielzahl von Berechnungen wurden dabei verschiedene Szenarien im Hinblick auf die auftretenden Niederschlage und die den verschiedenen Schichten zugrunde liegenden Bodenkennwerte untersucht. Zur Ermittlung der Wirksamkeit der verschiedenen Bauweisen wurden die in die Boden und Baustoffe mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen ein- und ausstromenden Wassermengen fur die einzelnen Modelle analysiert. Um die Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewahrleisten wurde dabei jeweils der stationare Flieszustand betrachtet. Aufgrund des teilweise sehr hohen Berechnungsaufwandes konnte dieser nicht in allen Modellberechnungen erreicht werden. In diesem Fall wurden die im stationaren Zustand zu erwartenden Sickerwassermengen aus den vorhandenen Daten extrapoliert. Durch einen Vergleich der bei den verschiedenen Bauweisen zu erwartenden Sickerwassermengen konnten die im Merkblatt uber Technische Sicherungsmasnahmen (M TS E) dargestellten Bauweisen bewertet werden. Die Ursachen fur die bei einzelnen Bauweisen ermittelten vergleichsweise hohen Wassermengen wurden dabei diskutiert und mogliche konstruktive Masnahmen dargestellt. Es konnten dabei jedoch nicht alle Bauweisen abschliesend bewertet werden. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die tatsachlichen Verhaltnisse mit den in den Berechnungen definierten zeitlich konstanten Niederschlagen nur eingeschrankt wiedergegeben werden. Es wird vermutet, dass die in die Boden und Baustoffe mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen infiltrierenden Sickerwassermengen damit zum Teil erheblich uberschatzt werden. Aus diesem Grund wurde die Durchfuhrung zusatzlicher Berechnungen mit zeitlich variablen Randbedingungen unter Berucksichtigung der Evapotranspiration empfohlen.