Gabriele Schweller, Emanuel Birle, Dirk Heyer

• Im vorliegenden Forschungsbericht wurden Berechnungen zur Untersuchung der Wirksamkeit verschiedener Bauweisen zur technischen Sicherung von Böden und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen im Erdbau vorgestellt. Dabei wurden zunächst die im Merkblatt über Bauweisen für Technische Sicherungsmaßnahmen beim Einsatz von Böden und Baustoffen mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen im Erdbau (M TS E) dargestellten Bauweisen vorgestellt. Zur Untersuchung der Wirksamkeit wurden numerische Berechnungen mit dem Strömungssimulator FEFLOW durchgeführt. Zur Erstellung der FE-Modelle mussten die in M TS E dargestellten Bauweisen unter Berücksichtigung des Straßenaufbaus zunächst mit Daten unterlegt werden. Anschließend konnten die FE-Modelle erstellt und Rand- und Anfangsbedingungen definiert werden. Anhand von Voruntersuchungen wurde zunächst der Einfluss unterschiedlicher Materialien im Bereich des Straßenaufbaus (Bankett und Oberboden) analysiert. Auf Grundlage der Voruntersuchungen wurde eine Situation des Straßenaufbaus definiert, mit der anschließend die weiteren Berechnungen zur Ermittlung der bei den verschiedenen Bauweisen zu erwartenden Sickerwassermengen durchgeführt wurden. Anhand einer Vielzahl von Berechnungen wurden dabei verschiedene Szenarien im Hinblick auf die auftretenden Niederschläge und die den verschiedenen Schichten zugrunde liegenden Bodenkennwerte untersucht. Zur Ermittlung der Wirksamkeit der verschiedenen Bauweisen wurden die in die Böden und Baustoffe mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen ein- und ausströmenden Wassermengen für die einzelnen Modelle analysiert. Um die Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten wurde dabei jeweils der stationäre Fließzustand betrachtet. Aufgrund des teilweise sehr hohen Berechnungsaufwandes konnte dieser nicht in allen Modellberechnungen erreicht werden. In diesem Fall wurden die im stationären Zustand zu erwartenden Sickerwassermengen aus den vorhandenen Daten extrapoliert. Durch einen Vergleich der bei den verschiedenen Bauweisen zu erwartenden Sickerwassermengen konnten die im Merkblatt über Technische Sicherungsmaßnahmen (M TS E) dargestellten Bauweisen bewertet werden. Die Ursachen für die bei einzelnen Bauweisen ermittelten vergleichsweise hohen Wassermengen wurden dabei diskutiert und mögliche konstruktive Maßnahmen dargestellt. Es konnten dabei jedoch nicht alle Bauweisen abschließend bewertet werden. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die tatsächlichen Verhältnisse mit den in den Berechnungen definierten zeitlich konstanten Niederschlägen nur eingeschränkt wiedergegeben werden. Es wird vermutet, dass die in die Böden und Baustoffe mit umweltrelevanten Inhaltsstoffen infiltrierenden Sickerwassermengen damit zum Teil erheblich überschätzt werden. Aus diesem Grund wurde die Durchführung zusätzlicher Berechnungen mit zeitlich variablen Randbedingungen unter Berücksichtigung der Evapotranspiration empfohlen.