Siloflächen – säurebeständiger Asphalt · VSVI – MV Asphaltstraßenbau Linstow, 17.02.2011 Siloflächen – säurebeständiger Asphalt Aktuelles zu einem „Nebenerwerbszweig“

VSVI – MV Asphaltstraßenbau Linstow, 17.02.2011

Siloflächen –

säurebeständiger Asphalt Aktuelles zu einem „Nebenerwerbszweig“

Dipl.-Ing. Holger Ohe


Nebenerwerbszweig für wen?

die Landwirte

die Planer (Ing.-Büros)

die Einbaufirmen

die Asphalthersteller


(Walz)-Asphalt für Fahrsiloanlagen

Mein eigentliches Thema:


Inhalt

• Einleitung• Rechtliche Grundlagen• Technische Grundlagen• Dimensionierung• Mischgutkonzeption• Ausführung• Qualitätssicherung• Verjährung• Aufgaben der Vertragspartner• Zusammenfassung


1. Flächenbefestigungen für Gärfuttersilos (Viehwirtschaft)

2. Lagerflächen für Substrate innerhalb von Biogasanlagen

Einleitung

Zusammengefasst als: Landwirtschaftliche Fahrsiloanlagen


EinleitungBoom beim Bau von Biogasanlagen in Deutschland

Quelle: Fachverband Biogas e. V.


Einleitung Verteilung der Biogasanlagen in Deutschland

Quelle: Fachverband Biogas e. V.


Focus 9/2008


Aktuelle SituationAktuelle Situation

• Einstufung von Gärsäften bei ausschließlicher Verwendung nachwachsender Rohstoffe in der Regel in WGK 1 (schwach wassergefährdend), länderspezifisch

Grauzone, bisher keine einheitlichen geeigneten Hinweise zu: Planung Ausschreibung Herstellung

Ziel ist die Definition einheitlicher Standards für Behörden, Bauherren, Mischguthersteller und Baufirmen.

Einleitung


Rechtliche Grundlagen (aktuelle Situation)1. Anforderungen aus dem Wasserrecht1. Anforderungen aus dem Wasserrecht

• Wasserhaushaltsgesetz (WHG), §19: Besorgnisgrundsatz Grundsatz des bestmöglichen Schutzes

• JGS-Anlagen (=Jauche-Gülle-Silagesickersäfte) nach WHG, §

19, Abs. 2

• Landeswassergesetze (LWG) der Bundesländer

• Verordnung für Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (VAwS) und die zugehörigen Verwaltungsvorschriften der Bundesländer (VVAwS) inklusive der Anhänge zu JGS-

Anlagen

• ergänzende Hinweise für Fahrsiloanlagen z. B. durch die unteren Wasserbehörden, Landratsämter, etc.


Rechtliche Grundlagen (zurzeit im Umbruch)

• durch Föderallismusreform 2006Gewässerschutz Bundesangelegenheit

• VAwS werden ersetzt durch VAUwS

(Bundes-Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen)

• TRwS Biogasanlagen ist in Vorbereitung

• evtl. Anforderungen an eine

Bauaufsichtliche Zulassung für Abdichtungssysteme aus Asphalt


2. Anforderungen aus dem Baurecht2. Anforderungen aus dem Baurecht• Landesbauordnungen der Bundesländer (LBO)

• ergänzende Hinweise für Fahrsiloanlagen

• Anwendung des Bundesimmissionsschutzgesetzes (BImSchG) bei Biogasanlagen

3. Anforderungen aus dem Bauvertragsrecht3. Anforderungen aus dem Bauvertragsrecht• Vergabe-

und Vertragsordnung für Bauleistungen (VOB)

• Technische Regelwerke des Asphaltstraßenbaus (z. B. RStO, ZTV Asphalt-StB, TL Asphalt-StB, etc.)

Rechtliche Grundlagen


Technische Grundlagen Zusammensetzung des Gärsaftes aus der Biomasse (Maissilage, Grassilage):

Substanz Einheit Anteil im Gärsaft

Asche g/kg 12

Eiweiß g/l 16

Zucker g/kg 3

Calcium g/kg 1,55

Essigsäure g/kg 8,6

Propionsäure g/kg 0,2

Buttersäure g/kg 0,4

Milchsäure g/kg 17,2

Ammoniak g/l 0,35

Ethanol g/kg 3,8

pH-Wert Gärsaft 3,9

Gärfutterart pH-Wert

Wiesengras 4,7

Rübenblatt mit Köpfen

4,4

Mais grün 4,2Mais milchreif 3,9

Auf Grund derZusammensetzung und despH-Wertes alswassergefährdendeinzustufen


Technische Grundlagen

Die Zusammensetzung des Gärsaftes aus Biomasse kann sich grundlegend ändern, wenn „außergewöhnliche“

Pflanzen in der Biomasse

vorhanden sind (Lupinen, Raps, Luzerne).

Sonderprüfungen notwendig


DimensionierungFür die Bemessung der Gesamtkonstruktion ist als Hilfedie „Richtlinie für die Standardisierung des Oberbaus...“(RSTO) heranzuziehen.Unterteilung auf Grund der zu erwartenden Fahrzeugeund der Anzahl der Fahrten.

Dimensionierung gem. Bauklasse IV und V stellt eineMindestforderung dar. Bei schweren Spezialfahrzeugenist dies zu überprüfen.

Aus Gründen der Tragfähigkeit und der Dichtigkeit istein zweischichtiger Aufbau notwendig.


Dimensionierung Aufbau für Fahrsiloanlagen

Schichtenfolge Gärfuttersiloanlagen Lagerflächen von Biogasanlagen

in Anlehnung an RStO Tafel 1, Zeile 1, Bauklasse V Tafel 1, Zeile 1, Bauklasse IV

Beanspruchungsprofil Befahren mit Traktoren Fahrzeuge mit Stollenbereifung gelegentliche Befahrung

Befahren mit Traktoren und schweren LKW Stollenbereifung häufige Befahrung

Asphaltdeckschicht 4 cm (Dichtschicht) 4 cm (Dichtschicht)

Asphalttragschicht 10 cm 14 cm

ungebundene Unterlage EV2 mindestens 100 MN/m²

Zur Erzielung dieser EV2

-Werte ist es

evtl. notwendig, den oberen Bereich (15-20 cm) der Frostschutzschicht zu verbessern.

EV2 mindestens 120 MN/m²

Zur Erzielung dieser EV2

-Werte ist es

evtl. notwendig, den oberen Bereich (15-20 cm) der Frostschutzschicht zu verbessern.

Frostschutzschicht (nach Dicke des frostsicheren Oberbaus) gemäß

TL SoB [12]

Frostschutzschicht (nach Dicke des frostsicheren Oberbaus) gemäß

TL SoB [12]

anstehender Untergrund EV2 mindestens 45 MN/m² EV2 mindestens 45 MN/m²


Mischgutkonzeption

Anforderungen an die eingebauten Schichten und damitauch an das Asphaltmischgut in Bezug auf:

– Dichtigkeit– (Säurebeständigkeit)– Verformungsbeständigkeit (mechanische

Festigkeit)


MischgutkonzeptionDichtigkeit

Wie die Zusammensetzung des Gärsaftes deutlichmacht, handelt es sich um einen Cocktail auswassergefährdenden Stoffen.

Oberste Forderung an die Befestigung ist die Dichtigkeit.


MischgutkonzeptionDichtigkeit• Gussasphalt

Bauwerksabdichtungen und auch andere sensibleDichtungsschichten werden in der Regel in Gussasphaltausgeführt.

– nahezu hohlraumfrei– gilt als absolut flüssigkeitsdicht– keine Verdichtung beim Einbau– sichere Herstellung von Handeinbauflächen bei

unregelmäßigen Grundrissen


MischgutkonzeptionDichtigkeit• WalzasphaltFahrsiloanlagen (Silolagerflächen von Biogasanlagenund Gärfüttersilos) haben in der Regel rechteckigbegrenzte Grundflächen, deshalb:

– Einsatz von Großgeräten beim Asphalteinbau möglich (Straßenfertiger, Walzen)

– Herstellung einer technisch gleichwertigen Walzasphaltbefestigung gegenüber Gussasphalt

– Preisgünstigere Ausführungsalternative gegenüber Gussasphalt



Walzasphalt mit einem Hohlraumgehalt von ≤

3,0 Vol.-% inder eingebauten Schicht ist als absolut dicht, auch bei hohenWasserdrücken, anzusehen (Deponieabdichtungen, Talsperrenbau, Rückhaltebecken, EAAW).

Bei den „Wasserdrücken“

(hydrostatischerFlüssigkeitsdruck) in Fahrsiloanlagen ist bei einemHohlraumgehalt von ≤

4,0 Vol.-% in der eingebauten

Deckschicht die Dichtigkeit gegeben.



Zur sicheren Erzielung des Hohlraumgehaltes von ≤

4,0 Vol.% in der fertigen Schicht sind folgende

Eigenschaften der Mischgutzusammensetzung (Eignungsprüfung) zu berücksichtigen:

– Hohlraumgehalt am Marshall-Probekörper < 3,0 Vol.-%

– Optimierung der Verarbeitungswilligkeit



Asphalteinbau erfolgt meistens in mehreren Einbaubahnen nebeneinander.

Folge Nähte

Um evtl. punktuelle Überschreitungen des Hohlraumgehaltes von 4,0 Vol.-% im Nahtbereich (auch unter Berücksichtigung der Nutzungsdauer) kompensieren zu können, ist der Hohlraumgehalt der Asphalttragschicht auf max. 4,0 Vol.-% am Marshall-Probekörper im Rahmen der Eignungsprüfung zu begrenzen.(passive

Redundanz gegenüber Undichtigkeiten im Nahtbereich)


MischgutkonzeptionSäurebeständigkeitGärsaft mit einem pH-Wert von 3,9 bis 4,7 deutlich sauer• Gesteinskörnungen und Füller für die Asphaltdeck-

und die

Asphalttragschicht müssen carbonatarm sein.(z. B. Granodiorit, Rhyolith, Grauwacke, Basalt, Diabas, Andesit, Gneis, Quarzdiorit, Karbonquarzit, usw.)

• Kalkstein, Dolomit und Oolith sind von der Verwendung auszuschließen.

• Je nach Vorkommen/Region kritisch: Moräne und evtl. Natursand

• Ausbauasphalt in der Asphalttragschicht oder RC- Baustoffen soll auf Grund evtl. Carbonatanteilen nicht

verwendet werden.


Mischgutkonzeption / Säurebeständigkeit von BitumenStoff Konzentration bis % Temperatur bis 30 °C Temperatur bis 60 °C

Ätznatron 25 + +

Ameisensäure 40 + 0

Ammoniakwasser + +

Calciumchlorid 100 + +

Essigsäure 25 + +

Ethylenglykol 100 + +

Gerbsäure 25 / 100 + / + + / nu

Glykol 100 + +

Jauche + +

Melasse + +

Methylalkohol 100 + 0

Natronlauge + 0

Salpetersäure < 10 + 0

Weinsäure + + bis 25 %, > 25 % nu

Zitronensäure + +

Legende: + beständig, 0 nicht in jedem Fall beständig, nu nicht untersucht


MischgutkonzeptionVerformungsbeständigkeit

Durch das Befahren der dichten Deckschicht mit schweren, grobstollig bereiften Fahrzeugen sind leichte Abdrücke nicht auszuschließen.

• Abdrücke stellen keinen technischen Nachteil dar.• Dichtigkeit der Deckschicht wird nicht beeinträchtigt.• Bauherr ist hierüber im Vorfeld zu informieren.


MischgutkonzeptionVerformungsbeständigkeit

Leichte Abdrücke in der Deckschicht


AusführungHerstellen von Nähten

Bei der Größe der Fahrsiloanlagen ist die Anordnung von Nähten zwischen den Einbaubahnen unumgänglich, wenn die zuerst eingebaute Bahn unter 80°C abgekühlt ist.

• Ausführung der Nähte gem. dem „Merkblatt für Schichtenverbund, Nähte, Randanschlüsse... (MSNAR)“

(aktuell in der ZTV Asphalt-StB 07 eingearbeitet).• Nahtflanken mit bitumenhaltigem Bindemittel vollflächig

heiß

anspritzen (200 g/m bei 4 cm Deckschichtdicke)• Versetzen der Nähte in der Deckschicht um 30-50 cm

gegenüber den Nähten der Asphalttragschicht.• Schichtenverbund



Nach Einbaudurch Fertiger

Überlappung 2 - 3 cm

Zurückschieben

Kalte SeiteKalte Seite

Erster Arbeitsgangder Walze



optimal vorbereitete Naht fertige Naht


Anschluss an aufgehende BauteileAnschluss an aufgehende Bauteile

Bei senkrecht anschließenden Bauteilen gestaltet sich die Verdichtung im Randbereich problematisch. Daher sind folgende Ausführungen zu favorisieren:

Fall 1:

Schrägstehende Wände

Fall 2:

90°-Winkelprofile (gegen den Bauteilfuß)

Ausführung


AusführungAusbildung von Fugen an Betonteile

Schräge Stellwände (Traunsteiner Bauweise)

Quelle: Alfons Greten Betonwerk, Essen/Oldenburg

•Verdichtung der Asphaltschicht bis an die schrägstehende Stellwand•Fugenausbildung direkt vor der Betonwand


AusführungAusbildung von Fugen an Betonteile

q

Winkelprofil

Asphalttragschicht, d = 10 bis 14 cm

Asphaltdeckschicht, d = 4 cm 30-50 cm

q

Senkrechte Winkelstützwand

• Anordnung der Fuge vor dem Fußteil der Winkelstützwand

• Beim Einbau bis vor das aufgehende, senkrechte Betonteil ist davor ein Gussasphaltstreifen vorzusehen. Eine Fuge ist dann zwischen Beton und Gussasphalt und zwischen Gussasphalt und Walzasphalt vorzusehen.


AusführungAusbildung von Fugen

1 23

4

5 6

4 cm

1 Betonflanke2 Asphaltflanke3 Heißflüssiger Fugenverguss4 Unterfüllstoff5 Primer für Betonflanke6 Primer für Asphaltflanke

• Fugenflanken mit Primer vorbehandeln• Fugenunterfüllstoff einlegen (Dreiflankenhaftung vermeiden)• Fuge heißflüssig vergießen Einbau –

und Verarbeitungshinweise der Hersteller beachten

(Säureresistenz, Anwendungsbereich, Handhabung)


QualitätssicherungAsphaltmischguthersteller• Eigenüberwachung

– je 500 t Asphaltdeckschichtmischgut und Asphalttragschichtmischgut

– mind. arbeitstäglich– je Bauvorhaben

• Ermittlung

– der Korngrößenverteilung– des Bindemittelgehaltes– der Roh-

und Raumdichte

– des errechneten Hohlraumgehaltes am MPK


QualitätssicherungEinbaufirma

• Eigenüberwachung– Mischguttemperatur

– Beschaffenheit des Asphaltmischgutes

– Einbaudicke

– Ebenflächigkeit

– Dokumentation der Ergebnisse


QualitätssicherungEinbaufirma

• Empfehlung

– Überwachung der Raumdichten nach den einzelnen Walzübergängen mit radiometrischer Sonde

– In besonderen Fällen Überprüfung des Hohlraumgehaltes am Bohrkern aus einem, nicht mit Biomasse beaufschlagten, Bereich. Hierbei ist sicherzustellen, dass die Ergebnisse repräsentativ für die gesamte Fläche sind.


Verjährung

Gem. §

12 VOB/B ist nach Fertigstellung der Leistung eine Abnahme durchzuführen.Als Verjährungsfrist für Mängelansprüche für den gebundenen Oberbau:

Vorschlag 2 Jahre


Aufgaben der Vertragspartner

Der Bauvertrag ist auf der Grundlage der VOB abzuschließen. Die betroffenen „Zusätzlichen ... (TL Asphalt-StB, ZTV Asphalt-StB, ZTV T-StB usw.) sind zu vereinbaren.

• Auftraggeber / Ing.-Büro– umfassende Beschreibung der vorgesehenen Leistung– Information der Vertragspartner über die

Besonderheiten des Bauvorhabens im Bauvertrag– Information über die Auflagen der

Genehmigungsbehörden


Aufgaben der VertragspartnerEinbaufirma• Information des Asphaltmischgutlieferanten über die

Inhalte des Bauvertrages• Einbau der Asphaltbefestigung bei geeigneten

Temperaturen und auf trockener Unterlage• Erzielung eines Hohlraumgehaltes von ≤

4,0 Vol.-% in der

fertigen Walzasphaltdeckschicht• Versetzen der Arbeitsnähte der Deck-

und Tragschicht um

30 bis 50 cm• Ordnungsgemäße Herstellung der Nähte und

Anschlussfugen• Eigenüberwachung während des Einbaus und deren

Dokumentation



Asphaltmischgutlieferant• Verwendung von carbonatarmen Gesteinskörnungen und

Füllern• Optimierung der Asphaltmischgutzusammensetzung im

Hinblick auf Dichtigkeit und Einbauwilligkeit (Erstprüfung)

• Verzicht auf den Einsatz von Ausbauasphalt, sowie RC- Baustoffen

• Eigenüberwachung der Asphaltmischgutproduktion nach besonderen Vorgaben



Betreiber• Augenscheinprüfung der Fläche auf Dichtigkeit (einschl.

Nähte)• Pflege und Funktionsprüfung der Anschlussfugen an den

Beton• Dokumentation der Ergebnisse und Einleitung von

Instandsetzungs-

und Erneuerungsmaßnahmen bei Auffälligkeiten

• Vermeidung von Beschädigungen der Deckschicht


Zusammenfassung / AusblickZusammenfassung

Die in diesem Vortrag zusammengetragenen Regelungen stellen einen Mindeststandard bei der Herstellung von Fahrsiloanlagen dar.Unter Berücksichtigung der genannten Rahmenbedingungen ist eine sichere Herstellung von Fahrsiloanlagen aus Walzasphalt möglich.Grundsätzlich bedürfen diese Bauvorhaben einer besonderen Sorgfalt bei

• der Planung• der Ausschreibung• der Mischgutzusammensetzung• dem Einbau des Asphaltes• der Fugen-

/ Nahtherstellung


Zusammenfassung / AusblickBaden-WürttembergUmweltministerium

Ministerium für Ernährung und Ländlichen Raum

MerkblattGülle-Festmist-Jauche-Silagesaft-Gärreste

Gewässerschutz(JGS-Anlagen)

5.1 Allgemeine Anforderungen an ortsfeste Anlage……Im Übrigen wird auf den Artikel „Walzasphalt zur

Abdichtung landwirtschaftlicher Fahrsiloanlagen (siehe Nr. 8) verwiesen.


Dieser gesamte Vortrag kann unter der Internet-Adressewww.ems-jade.de

Downloads

Fachvorträge

und unter Internet-Adressewww.vsvi-mv.de

als PDF-Datei heruntergeladen werden.


Dipl.-Ing. Holger Ohe

In der Zeitschrift asphalt 3/2008 ist von Behle und Ohe ein Artikel mit dem Titel

„Walzasphalt zur Abdichtung landwirtschaftlicher Fahrsiloanlagen“

veröffentlicht worden.Der Sonderdruck dieser Veröffentlichung kann beim

DAV unter

heruntergeladen werden.www.asphalt.de/literatur



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