Umweltschonende Bauverfahren & -stoffe im Straßenbau

In Bereichen mit enger Bebauung und wo wenig Straßengrün vorhanden ist, soll zukünftig verstärkt aufgehellter Asphalt zum Einsatz kommen. Beim aufgehellten Asphalt werden gezielt helle Gesteinskörnungen eingesetzt, um das Reflexionsvermögen der Fahrbahnoberfläche zu erhöhen. Da das Sonnenlicht besser reflektiert wird, hitzt sich der Asphalt weniger auf, insbesondere im Sommer. In der Fachliteratur wurden Beispiele vorgestellt, welche eine Reduzierung der Asphaltoberflächentemperatur um ca. 6°C angeben. Im Dresdner Umweltamt liegen Ergebnisse von Thermalbefliegungen vor, welche ein vergleichbares Potential aufzeigen.

Ein weiterer positiver Effekt des aufgehellten Asphalts ist die bessere Sichtbarkeit der Verkehrsflächen bei Dunkelheit und die Verbesserung der Lichtverhältnisse allgemein. Denn auch bei Dunkelheit wird Licht, zum Beispiel von der Straßenbeleuchtung, besser reflektiert und sorgt somit für eine hellere Umgebung. Somit kann dieser an Stellen eingesetzt werden, wo nachts besonders schlechte Sichtverhältnisse herrschen, zum Beispiel Bahnunterführungen. Das wenige vorhandene Licht wird dann vom Boden aus reflektiert und schafft bessere Sichtverhältnisse. Somit leistet aufgehellter Asphalt einen Beitrag zur Verbesserung der Verkehrssicherheit. Im Rahmen des Bauvorhabens an der Bahnunterführung auf der Hansastraße sollen zu diesem Aspekt verschiedene Asphaltkonzepte erprobt werden. Anfang 2023 kommen künstliche Aufhellungsgesteine aus Skandinavien sowie natürliche Gesteine aus dem Taunus und Sachsen zum Einsatz, um das Potential verschiedener Varianten in der Praxis zu untersuchen.

Das Straßen- und Tiefbaumt testet seit 2020 auch eine spezielle Unterart des aufgehellten Asphalts, den sogenannten "Glitzerasphalt" auf ausgewählten Flächen. Bei diesem werden dem Asphalt recycelte Glas- und Spiegelelemente zugegeben. Genutzt wird der Glitzerasphalt um Verkehrsflächen voneinander abzugrenzen - zum  Beispiel Radwege von der Fahrbahn. Radwege mit einer Glitzerasphaltschicht können im Dunkeln durch das hohe Reflexionsvermögen besser als beispielsweise eine rote Farbmarkierung wahrgenommen werden. Somit kann zur Verkehrssicherheit beigetragen werden. 

Bisher wird der Glitzerasphalt an folgenden Stellen im Dresdner Stadtgebiet getestet: 

• Teilbereich eines Radwegs auf der nördlichen Seite des Terrassenufers gegenüber der Hausnummer 16
• Radverkehrsfläche am östlichen Ende der Ziegelstraße (Güntzplatz):

Asphaltmischgut wird bisher bei Temperaturen von 150 bis 190 °C gemischt. Das Straßen- und Tiefbauamt testet auf ausgewählten Verkehrsflächen speziell konzipierte Asphalte, die bei einer um circa 20 bis 30°C herabgesetzten Temperatur eingebaut werden. Bei dieser Art der Asphaltherstellung wird eine deutliche Energieeinsparung und eine Absenkung der Dämpfe und Aerosole aus Bitumen (Kohlenwasserstoff-Gemische) erreicht. Derartige Asphalte werden als Niedrigtemperaturasphalt bezeichnet. Durch die Verwendung spezieller Zusatzmittel im Asphalt kann trotz herabgesetzter Herstellungstemperaturen eine hohe Einbauqualität sichergestellt werden.

Veranlasst durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur Initiativen wurden seit 2021 Erprobungsstrecken zur Erfahrungssammlung in Deutschland hergestellt. In Dresden erfolgte bisher die Umsetzung von fünf Bauabschnitten, davon drei auf der Kesselsdorfer Straße im Bauzeitraum 2021 bis 2022. Zur Prüfung der neuartigen temperaturabgesenkten Asphalte wurde vor Ort durch die Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft gemessen, wie hoch die Konzentration der Bitumendämpfe in der Luft ist. Zusätzlich erfolgten Laborprüfungen an den eingebauten Asphalten durch das Straßenbaulabor der TU Dresden mit dem Ziel, die Einbauqualität der neuartigen Baustoffe sowie das Bauverfahren wissenschaftlich beurteilen zu können. Hierfür waren auch Mitglieder der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e. V. eingebunden.

Bei geplanten Baumaßnahmen und Instandsetzungen, welche sich in sogenannten „Hitzeinseln“ der Stadt befinden, also Bereichen wo sich im Sommer viel Wärme staut, werden Maßnahmen zur Verbesserung des Klimas umgesetzt. Dort wo es möglich ist, werden Bäume gepflanzt, um im Sommer für Schatten zu sorgen und die Bindung von CO² zu fördern. Um die häufiger auftretenden Klimaextreme mit trockenen, heißen Sommern und Starkregenereignissen auszugleichen und den Aufwand der Wässerung, insbesondere für Jungbäume, leistbar zu halten sind innovative und effiziente Ansätze zur gezielten Regenwassernutzung notwendig. 

Das anfallende Regenwasser soll möglichst vor Ort verbleiben und den Bäumen zur Verfügung gestellt werden. Dabei sind der jeweilige Straßenraum, die Bodenverhältnisse, der Wasserhaushalt sowie die lokalklimatischen Verhältnisse zu berücksichtigen. Anhand der zwei nachfolgenden aktuellen Projekte in Dresden zeigt sich die Vielfalt der Planungsanforderungen und es bestätigt sich, dass es keine allseits gültige Musterlösung gibt. Es sind Modifikationen vorhandener Lösungen notwendig, um Anpassungen an die speziellen lokalen Gegebenheiten ermöglichen.

Neubau Lili-Elbe-Straße 

Im Bereich der Aufenthaltsfläche der Lili-Elbe-Straße wurde zum ersten Mal im öffentlichen Raum Dresdens ein Projekt mit automatischer Baumbewässerung realisiert. Ein Wasserreservoir aus zwei miteinander verbundenen Zisternen (Fassungsvermögen 30 m³) sammelt das Regenwasser von einem Teilbereich der Freizeitfläche. In niederschlagsarmen Perioden wird automatisch aus dem Trinkwassernetz nachgespeist. Das Regenwasser wird den Bäumen über Rohrleitungen und Schwallbewässerung zugeführt. Pro Baum gibt es zwei unterirdische Baumbewässerungssets. Die Baumgruben sind mit Wurzel- und Belüftungsgräben aus Baumsubstrat gemäß FLL-Richtlinien untereinander verbunden. Zur Abschaltung der Baumbewässerung bei Niederschlägen wurde ein automatisches System eingebaut, das über Magnetventile und ein elektronisches Steuergerät inklusive Regenunterbrecher gesteuert wird. Betrieben wird die Bewässerungsanlage mittels Druckerhöhung über eine Unterwassermotorpumpe aus Edelstahl, die in der Zisterne installiert ist. Die Anlagen für die elektrische Steuerung der Pumpe und der Baumbewässerungsanlage sind im Freiluftschrank der Systemtrennung untergebracht.

Mit der automatischen Baumbewässerung soll der sehr hohe Bewässerungsaufwand für die Neupflanzungen (in der Regel 20 Wassergänge pro Jahr mit jeweils 100 Liter pro Baum) sichergestellt werden. Darüber hinaus kann die Wasserversorgung für die Stadtbäume auch nach der Anwuchsphase kontinuierlich fortgeführt werden, was bisher in der Stadt Dresden aufgrund begrenzter finanzieller und personeller Ressourcen nicht immer möglich ist.

Die Gehwege und die westlichen wasserdurchlässig befestigten Pkw-Stellplätze aus Ökopflaster sind zu den Baumstandorten mit Pflanzflächen geneigt, sodass Regenwasser, welches nicht versickert, in diese entwässert wird. Diese Bauweise ersetzt somit teilweise Straßenabläufe. Für Starkregenereignisse befindet sich im Straßenbord der westlichen Parkflächen am Abflusspunkt in die Baumstandorte eine Öffnung. Ein kleines gepflastertes Quadrat im Baumstandort verhindert das Ausspülen bei großen Regenschwällen.

Das Projekt bietet die Möglichkeit, das konventionelle Vorgehen bei der Baumbewässerung mit der automatischen Baumbewässerung zu vergleichen, um positive wie auch negative Effekte zu erkennen und Rückschlüsse für zukünftige Projekte zu ziehen.

Mehr Infos zum Bauvorhaben finden Sie hier. 

Für die Ausbildung des Rasengleises gibt es in Dresden eine standardisierte Ausführung. Diese wird für das Stadtbahnprojekt mit Blick auf die Bedürfnisse der Bäume modifiziert. Kernpunkte sind die Änderung des Quergefälles sowie der Verzicht auf eine Dränage, welche das Wasser in den Kanal ableitet.

Die Lösungen zur Regenwassernutzung für Stadtbäume sind weiter zu qualifizieren, zu evaluieren und insbesondere bei Verkehrsbauvorhaben mit Baumpflanzungen gezielt einzusetzen. Das basiert auf enger Zusammenarbeit des Amtes für Stadtgrün und Abfallwirtschaft mit dem Straßen- und Tiefbauamt, der Unteren Wasserbehörde im Umweltamt, der Stadtentwässerung, dem Amt für Stadtplanung und Mobilität sowie mit wissenschaftlicher Begleitung durch das Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG).

Mehr zur Campuslinie erfahren Sie hier. 

Auch die Straße trägt zum Zustand unserer Gewässer bei. Sehr kleine partikuläre Stoffe, wie Abrieb von Reifen, Mikroplastik und ähnliches, können über ungefilterte Regenwasserabläufe von der Straße in Gewässer gespült werden. Im Rahmen von Neuplanungen und Baumaßnahmen werden daher künftig bei Regenwasserabflüssen, welche nicht bereits in einen Regenwasserkanal oder einen Mischwasserkanal abfließen und somit aufbereitet werden, innovative Rückhaltemechanismen eingebaut. Diese partikuläre Stoffe (genannt: AFS 63), welche zwischen 0,45 µm und 63 µm groß sind, werden dabei herausgefiltert. Zum Einsatz kommen dabei dauergestaute Sedimentationsrohre, Sedimentationsschächte oder auch Filterschächte.

Dauergestaute Sedimentationsrohre haben einen Start- und einen Zielschacht, welche über eine längere Strecke mit einer Leitung verbunden sind. Diese Leitung ist ansteigend. Daher ist sie auch dauerhaft mit Wasser gestaut. Durch die Druckverhältnisse, fließt Wasser vom Startschacht langsam durch die dauergestaute Leitung zum Zielschacht und fließt dann ab in das Gewässer. Durch die langsame Fließgeschwindigkeit setzen sich auch feine Partikel im Wasser an den Leitungsboden ab.

Sedimentations- und Filterschächte gibt es in vielen Ausführungen. Einige Schächte reinigen das Wasser durch hydrodynamische Prozesse. Dabei wird Regenwasser über eine Umlenkhilfe so in den Schacht geleitet, dass sich eine kreisförmige Strömung ausbildet. Über diese Strömung werden Partikel in Richtung des Schachtbodens (Sandfang) abgelenkt. Das Wasser wird aufgrund der Druckverhältnisse nach ob hin abfließen, durchströmt eventuelle Filter (Schwermetallrückhalt) und fließt dann aus dem Auslauf.

Ziel ist, die Straßenentwässerung gesammelt zu behandeln, um zentralen Rückhalteanlagen zu haben. Das hat den Vorteil, dass auch nur an wenigen Stellen die Anlagen gewartet und gereinigt werden müssen. Dezentrale Anlagen, also der Einbau von Filtern in jeden einzelnen Straßenwasserablauf, sind auch möglich, aufgrund des sehr hohen Reinigungsaufwandes aber unwirtschaftlich. Denn schon heute ist die Reinigung der Straßenwasserabläufe in ganz Dresden zeitlich und finanziell kaum möglich.

Derzeit werden zum Beispiel auf der Liegauer Straße in Langebrück und auf der Königsbrücker Straße dauergestaute Sedimentationsrohre geplant, um die Gewässer unserer Landeshauptstadt vor schädlichen Belastungen zu schützen.