1. Einleitung

Zunehmende Mobilität, Entwicklung der Infrastruktur und technischer Fortschritt haben eine gemeinsame Begleiterscheinung: Lärm. Die fortschreitende Besiedlung und insbesondere der Ausbau des Verkehrsnetzes kommen sich dabei so nah, dass der Lärm  zu einer unerwünschten, störenden oder gesundheitsgefährdenden Belastung wird. Wo Lärm nicht vermieden werden kann, muss durch geeignete Maßnahmen eine Ausbreitung verhindert bzw. dessen Niveau auf ein verträgliches Maß reduziert werden. Schallschutzwälle stellen eine konstruktive Möglichkeit des aktiven Lärmschutzes dar. Geokunststoffe finden hierbei vielfältigen Einsatz. In dem vorliegenden Artikel sollen die Einsatzmöglichkeiten und die damit verbundenen Vorteile näher beschrieben werden.

2. Schallschutzwälle

Häufig gewählte Lärmschutzmaßnahmen an Verkehrswegen sind Schallschutzwälle. Sie lassen sich besonders gut in das Landschaftsbild einbinden und die positiven akustischen Verbesserungen werden somit ohne visuelle Beeinträchtigungen erreicht. Die „Empfehlungen für die Gestaltung von Lärmschutzanlagen an Straßen“ [1] fordern daher, die naturnahen Lösungen beim Lärmschutz zu bevorzugen. Sie zählen zu den aktiven Maßnahmen des sekundären Lärmschutzes, welche auf die Reduktion des Immissionspegel abzielen. Aufgrund ihrer Masse dringt praktisch kein Schall durch sie hindurch. Begrünte Schallschutzdämme wirken sich außerdem positiv auf die Schadstoffimmission aus und Reflexionen zur gegenüberliegenden Bebauung sind unbedeutend [2]. Durch den Einsatz von Geokunststoffen können Schallschutzwälle äußerst effizient gestaltet und ausgeführt werden.

2.1 Schallschutzwall auf weichem Untergrund mit Basisbewehrung

Beim Bau von Schallschutzwällen auf weichen Untergrund können verschiedene Probleme auftreten. Entweder ist die Tragfähigkeit so gering, dass es bereits bei niedriger Bauhöhe zum Grundbruch kommt oder aber eine ausreichende Tragfähigkeit stellt sich erst nach einer gewissen Konsolidierungszeit ein. Durch die Verwendung eines Geokunststoffes als Basisbewehrung kann zum einen die Tragfähigkeit deutlich vergrößert und zum anderen die Schüttgeschwindigkeit des Dammmaterials erhöht werden, da keine bzw. nur geringe Konsolidierungszeiten eingehalten werden müssen.

2.2 Schallschutzwall mit steilen und übersteilen Böschungen bis zu 90°

Um eine ausreichende Schallabschirmung zu erreichen, müssen Schallschutzmaßnahmen eine bestimmte Höhe aufweisen. Dabei gilt die Regel: je weiter die Beugungskante der Schutzmaßnahme von der Lärmquelle entfernt ist, desto höher muss die Schutzmaßnahme sein, um die gleiche Wirkung zu erzielen.

Schallschutzwälle mit natürlichem Boden werden in der Regel gemäß ZTVE-StB (94/97) [3] mit einer Böschungsneigung von 1:1,5 (33,7°) gebaut. Über die Böschungsneigung steht die Dammaufstandsfläche im direkten Verhältnis zur Dammhöhe. Je geringer die Böschungsneigung desto größer ist also die Aufstandsfläche und damit der Platzbedarf bei gleicher Höhe.

Der Einsatz von Geokunststoffen ermöglicht die Ausbildung von Böschungen mit einer Neigungen von bis zu 90°. An einem Beispiel soll verdeutlicht werden, welch enorme Platzgewinne und Einsparungen bei den Erdbauarbeiten zu erreichen sind, indem unter Verwendung von Geokunststoffen die straßenseitige Böschungsneigung bis auf 90° erhöht wird. Die Höhe des Schallschutzwalles wird nach dem Verfahren für „lange, gerade“ Fahrstreifen (RLS-90 [4]) so bestimmt, dass immer eine Pegelminderung aus Abschirmung (Abschirmmaß D_z) von 10 dB(A) erreicht wird. Dies entspricht einer Halbierung der empfundenen Lautstärke und ist mit einer Reduzierung einer Verkehrstärke von 100.000 Kfz/Tag auf 10.000 Kfz/Tag, also um 90%, zu vergleichen. Die zugrunde liegenden Randbedingungen sind der Skizze zu entnehmen.

 

Durch Erhöhung der straßenseitigen Neigung von 33,7° auf 80° ergibt sich zum Bespiel eine Reduzierung des Erdvolumens von 66% und eine Verringerung der Aufstandsfläche von 56%. Eine weitere Optimierung kann durch eine steilere Ausführung der anliegerseitigen Böschung erreicht werden.

Geokunststoffbewehrte Böschungen bis zu einem Winkel von 65° sind ohne größere Probleme begrünbar. Böschungen mit einer größeren Neigung sollten mit Versatz gebaut werden, um sie begrünen zu können bzw. mit einem Facingsystem ausgestattet werden. Der Begrünungserfolg hängt unter anderem von den Lichtverhältnissen (Sonneneinstrahlung bzw. Verschattung), dem Wasserangebot in der Böschung und der gewählten Bepflanzung ab. Bei den Facingsystemen ist die Auswahl groß und reicht von vorgestellten Betonstahlmatten, die mit Steinen hinterfüllt werden (z.B. System Muralex), über Gabione und Blocksteine, die auch bepflanzbar sind, bis hin zu großformatigen Betonplatten mit besonderen Lärmabsorptionseigenschaften.

2.3 Schallschutzwall in Kombination mit einer Schallschutzwand

Häufig ergibt auch eine Kombination aus Schallschutzwall und –wand die wirschaftlich und ästhetisch optimalste Lösung. Sind Schallschutzmaßnahmen großer Höhe notwendig, so kann durch das Aufsetzen einer Schallschutzwand auf einen Schallschutzwall eine optische Reduzierung der Höhe erreicht werden. Durch das Einstellen oder Anlehnen der Wand in bzw. an den Wall können zudem aufwendige Gründungen, die sich bei hohen Wänden z.B. aus den Windlasten ergeben, vermieden werden. Anfallende Bodenmassen können so verbaut und den Anwohnern ein grüner Wall geboten werden.

2.4 Schallschutzwall als Deponie

Eine Sonderanwendung stellt die Verwendung von Schallschutzdämmen als Deponieraum für belastete oder kontaminierte Böden dar. Die Böden werden dabei mit oder ohne Bewehrungenselemente zu einem Damm aufgeschüttet, der von einem Abdichtungssystem umgeben ist. Der Einsatz eines Geogitters als sogenannte Antigleitbewehrung (z.B. Fortrac 3D) auf der Dichtungsbahn ermöglicht das anschließende Aufbringen von Boden. Dieses Bauweise kommt häufig in den Niederlanden zum Einsatz.

3. Projektbeispiel

Lärmschutzwälle an der Betouweroute

Die Betouweroute ist eine stark frequentierte Eisenbahnstrecke für Güterverkehr, die den Rotterdamer Hafen mit Zevenaar verbindet. Die notwendigen Lärmschutzmaßnahmen wurden zum Teil mit geokunststoffbewehrten Schutzwällen umgesetzt.

Der anfallende Aushubboden mit einem Reibungswinkel von j = 22° und einer Kohäsion von c = 2 kN/m2 wurde als Baumaterial für den Wall verwendet, sodass kaum Transportkosten anfielen. Aufgrund der geringen Tragfähigkeit des Untergrundes wurde zunächst das hochzugfeste und wasserdurchlässige Gewebe Stabilenka verlegt. Anschließend wurde unter Verwendung des flexiblen und hoch belastbaren Geogitters Fortrac der Wall aufgebaut. Die Festigkeiten der Bewehrungslemente ergeben sich aus den Standsicherheitsberechnungen gegen Gelände- und Böschunsgbruch. Die bahnseitige Böschung wurde mit einem Winkel von 82° ausgeführt. Gebogene Stahlmatten dienten hier als verlorene Schalungselemente. Die anliegerseitige Böschung wurde mit einem 45° Winkel gebaut. Vor dem Aufbringen von Mutterboden wurde hier ein Fortrac 3D auf der Böschung verlegt. Dieses Geogitter sorgt aufgrund seiner dreidimensionalen Struktur für einen sehr guten Halt des Bodens und ermöglicht so eine erfolgreiche Bergrünung der Böschung. Die Höhe des Walls beträgt zwischen 4,5 m und 7,5 m.

4. Zusammenfassung und Fazit

In dem vorliegenden Beitrag wurden verschiedene Einsatzbereiche von Geokunststoffen in Lärmschutzbauwerken erläutert. Es konnten viele Vorteile gegenüber konventionellen Erdwällen sowie Lärmschutzwände aufgezeigt werden. Die wohl bedeutensten Vorteile dabei sind die Verwendung lokaler Böden, Ersparnisse bei den Erdarbeiten sowie Platzbedarf und die weitestgehende Unempfindlichkeit gegenüber Setzungen. Der Einsatz von Geokunststoffen ermöglicht eine einfache, schnelle und wirtschaftliche Bauweise von Schallschutzwällen mit flexibler geometrischer Gestalung. 

Literaturverzeichnis

1. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen: Empfehlungen für die Gestaltung von Lärmschutzanlagen an Straßen 1985
2. Handbuch für Lärmschutz an Straßen und Schienenwegen, 2.Auflage, Karl Krell
3. Bundesministerium für Verkehr: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau ZTVE-StB 94/97
4. Bundesminister für Verkehr: Richtlinien für Lärmschutz an Straßen – RLS – Ausgabe 1990