Vorwort
Aufbau und Randbedingungen von Kanalisationen
Sanierung
Höhenregulierung von Schachtabdeckungen mit Ausbau
Eine Höhenregulierung von Schachtabdeckungen mit Ausbau erfolgt immer dann, wenn auch die umgebende Deckschicht durch Rißbildungen, Deformationen u.a. beschädigt ist (Bild 5.2.1.1.2-2) .
Im Regelfall erfolgt die Reparatur durch Ausbau der umgebenden Deck- und Tragschicht sowie der schadhaften Schachtabdeckung, einschließlich eventuell vorhandener Auflageringe, und anschließendem Wiedereinbau auf das gewünschte Niveau.
Im Anschluß daran wird die umgebende Trag- und Deckschicht wieder hergestellt.
Hierbei unterscheidet man die Varianten einer kreisförmigen Umpflasterung des Rahmens mit bituminösem Fugenverguß (Bild 5.2.1.1.2-1) (Bild 5.2.1.1.2-2) (Bild 5.2.1.1.2-3) (Bild 5.2.1.1.2-4) (Bild 5.2.1.1.2-5) (Bild 5.2.1.1.2-6) (Bild 5.2.1.1.2-7) (Bild 5.2.1.1.2-8) (Bild 5.2.1.1.2-9) (Bild 5.2.1.1.2-10) (Bild 5.2.1.1.2-11) (Bild 5.2.1.1.2-12) oder das Wiederherstellen der bituminösen Deckschicht bis unmittelbar an die Schachtabdeckung.
Diese Arbeiten können bei kreisförmigen Schachtabdeckungen auch maschinell mit Hilfe eines für alle Schaufellader, Bagger und LKW-Ladekrane geeigneten Zusatzgerätes erfolgen [FI-SHARK] . Es handelt sich hierbei um ein kombiniertes, hydraulisch angetriebenes Bohr- und Hebegerät, welches nach Entfernen des Schachtdeckels von Hand über der Schachtabdeckung positioniert wird. In der Bohrkrone ist eine hydraulische Spreize angebracht, die in den Schacht gesenkt und in der Mörtelfuge, bis zu welcher die Schadensbehebung erfolgen soll, verspreizt wird. Anschließend wird die Schachtabdeckung bis zur gewünschten Tiefe überbohrt (Bild 5.2.1.1.2-13) (Bild 5.2.1.1.2-14) (Bild 5.2.1.1.2-15) (Bild 5.2.1.1.2-16) (Bild 5.2.1.1.2-17) . Nach Beendigung des Bohrvorganges werden mit der Bohrkrone und der Spreizkonstruktion gleichzeitig der Schachtrahmen und gegebenenfalls der oder die Auflageringe sowie das Bohrgerät aus der Deckschicht herausgehoben. Der erneute Einbau des Rahmens kann entsprechend den oben erläuterten Varianten geschehen. Die durch das Ausbohren entstandene Fuge rund um den Rahmen ist nur etwa 3 cm breit. Sie kann mit einem speziellen Kunststoffgießmörtel vergossen werden.
Weitere Entwicklungen zielen darauf ab, anstelle von Zementmörteln Ausgleichsringe aus Kunststoff einzusetzen, die, bedingt durch ihren deutlich geringeren Elastizitätsmodul, die Spannungsspitzen der dynamischen Belastung von Schachtabdeckung und Schacht durch den Straßenverkehr reduzieren. Die Eignung solcher Spezialringe wurde anhand umfangreicher In-situ- und Laborversuche nachgewiesen [Stein98a] .
Ein Beispiel hierfür sind Ausgleichsringe aus Polyethylen [FI-Budera] , die in zwei unterschiedlichen Typen, und zwar planparallel mit 10 mm Dicke und konisch/keilförmig mit 5/15 mm Dicke angeboten werden (Bild 5.2.1.1.2-18) [FI-Budera] .
Unterfütterung des Rahmens der Schachtabdeckung mit Hilfe von Ausgleichsringen aus Polyethylen (ASD-Ringe) in Anlehnung an [FI-Budera] [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH]
Ein vergleichbares Produkt stellt das in Europa als Patent angemeldete, aus Schweden stammende "Paßstück für Straßenablauf oder Einsteigschacht" dar [Patenta] . Auch hierbei handelt es sich um profilierte Ausgleichsringe aus PE-LD, die entsprechend [FI-Budera] als planparallele und als konisch/keilförmige Ringe zum Einsatz kommen können.
Um den beim Überfahren entstehenden Verkehrslärm zu reduzieren, werden auch Kunststoffringe im Rahmen selbst, d.h. im Bereich der Auflage des Deckels angeordnet [FI-AcoSe] .
Nicht erprobt, aber prinzipiell vergleichbar mit den o.a. Ausgleichsringen aus Kunststoff sind Lastübertragungsringe aus Elastomeren, Styropor o. ä., die zur Lastübertragung und zum Ausgleich von Unebenheiten zwischen Schachtbauteilen, vorzugsweise zwischen Schachtringen dienen. Ihr Einsatz zur Unterfütterung von Schachtabdeckungen im Rahmen von Sanierungsmaßnahmen ist denkbar. In diesem Fall wären gegenüber der Lastübertragung zwischen Schachtbauteilen deutlich höhere Spannungsspitzen infolge von Straßenverkehrslasten zu berücksichtigen.
Andere Verfahren zur Neuverlegung und Sanierung von Schachtabdeckungen im Falle einer Höhenregulierung mit Ausbau verfolgen die Zielstellung einer Entlastung der Unterfütterung des Rahmens der Schachtabdeckung durch Zuordnung dieser Lasten auf die angrenzende Tragschicht des Straßenoberbaus. Hierdurch soll eine verlängerte Nutzungsdauer erzielt werden.
Diese Systeme unterscheiden sich
- in der konstruktiven Gestaltung der Lastabtragung und
- der Größe der zur Lastabtragung einbezogenen Grundrissfläche der Tragschicht.
Bei dem als Patent angemeldeten SSU-System [FI-Schwab] wird durch die Kombination von Spezial-Auflagerringen aus Stahlbeton und speziell geformten Beton-Umrandungssteinen ein kraftschlüssiger Verbund zwischen Schachtabdeckung und dem umgebenden Straßenkörper angestrebt.
Die Spezial-Auflagerringe werden in einer gegenüber der Wanddicke des Schachtes deutlich breiteren Ausführung eingesetzt, so dass zur Lastabtragung der Straßenoberbau und der Schachthals herangezogen werden. Die speziell geformten Beton-Umrandungssteine werden in Ortbeton verlegt, wobei der erneuerte Bereich des Straßenoberbaus deutlich über den Querschnitt der Schachtabdeckung bzw. des Schachthalses hinausgeht. Die Verfugung der Formsteine erfolgt bis 5 cm unter Oberkante mit Beton und danach mit bituminösem Fugenverguß (Animation 5.2.1.1.2-1) .
Komplett ersetzt werden Ausgleichsringe und entsprechende Fugenzwischenlagen auch beim Einsatz eines sogenannten "Teleskopschachtes" [FI-Frühw] durch eine Ortbeton-Tragschicht zwischen dem Schachthals und der Deckschicht. Auf dieser Ortbetonschicht liegt die Schachtabdeckung bzw. der Rahmen kraftschlüssig auf. Eine sogenannte "Schachthalsverlängerung als Dichtrohr", die mit einer umlaufenden Steckdichtung am Schachthals fixiert wird, dient dabei als verlorene Schalung. Neigungsänderungen von maximal 10 % zwischen Schachtabdeckung und der durch den Schachthals aufgespannten Ebene sind möglich.
Vorteile dieses Systems sind:
- das Entfallen von ein oder mehreren Mörtelfugen,
- relativ problemlose Anpassung an unterschiedliche Höhe und Neigung der Deckschicht,
- Wasserdichtheit des gesamten Einsteigschachtes bis zur Oberkante der Deckschicht.
Bei der Schachtabdeckung "Selflevel" [FI-GAV] übernimmt die Funktion des Ortbetons die bituminöse Tragschicht, die durch ein spezielles Profil des Rahmens der Schachtabdeckung bis zum Schachthals geführt wird (Bild 5.2.1.1.2-19) (Bild 5.2.1.1.2-20) (Bild 5.2.1.1.2-21) (Bild 5.2.1.1.2-22) (Bild 5.2.1.1.2-23) (Bild 5.2.1.1.2-24) (Bild 5.2.1.1.2-25) (Bild 5.2.1.1.2-26) (Bild 5.2.1.1.2-27) (Bild 5.2.1.1.2-28) (Bild 5.2.1.1.2-29) .
Der Einbau in vorhandene, bituminöse Fahrbahnen geschieht wie folgt:
- Entfernen der zu sanierenden Schachtabdeckung inklusive Auflageringe und Mörtelfugen.
- Gegebenenfalls Aufmauerung des Schachthalses bis ca. 20 cm unter Oberkante der bestehenden Fahrbahn.
- Einbau von Rahmen und Deckel inklusive eines mit Mörtel unterfütterten Auflageringes.
- Wiederherstellung der bituminösen Trag- und Deckschicht und gleichzeitiges Anheben des Rahmens der Schachtabdeckung.
- Einbringen einer letzten Lage der bituminösen Deckschicht unter Überhöhung der Schachtabdeckung gegenüber der Oberkante Fahrbahn.
- Verdichten der letzten Deckschichtlage unter Eindrücken der Schachtabdeckung in die Deckschicht.
Unterfütterung des Rahmens der Schachtabdeckung mit Gußasphalt [Quelle: STEIN Ingenieure GmbH]
Eine weitere Sanierungsmöglichkeit stellt das Herstellen der Fugenzwischenlagen und der Umgebung der Schachtabdeckung mit Gußasphalt (Bild 5.2.1.1.2-30) unter Verwendung einer Metall-Schachtschalung dar (Bild 5.2.1.1.2-5) (Bild 5.2.1.1.2-6) (Bild 5.2.1.1.2-7) (Bild 5.2.1.1.2-8) (Bild 5.2.1.1.2-9) (Bild 5.2.1.1.2-10) (Bild 5.2.1.1.2-11) (Bild 5.2.1.1.2-12) .
Alle oben aufgeführten Verfahren zur Einbeziehung der Tragschicht des Straßenoberbaus in die Lastabtragung von Verkehrslasten sind bisher nicht bezüglich ihres Langzeitverhaltens untersucht worden.
