Entwässerung der Flächenbefestigung
Entwässerung der Oberfläche
Planung
Die Oberflächenentwässerung einer Flächenbefestigung ist von besonderer Bedeutung im Hinblick auf die Verkehrssicherheit und die Vermeidung einer Gefährdung der Verkehrsteilnehmer durch einen behinderten Wasserabfluss von der Fahrbahnoberfläche (Pfützenbildung). Sie hat aber auch Auswirkungen auf die Dauerhaftigkeit der Befestigung. Die Erarbeitung eines Entwässerungsplans ist daher im Verlauf des verkehrstechnischen und gestalterischen Entwurfs von Straßen, Wegen und Plätzen unerlässlich. Bereits im Rahmen dessen ist unter anderem auch die Quer- und Längsneigung der Oberfläche der jeweiligen Verkehrsfläche im Einklang mit der gewählten Deckenbauweise festzulegen.
Die resultierende, abflusswirksame Neigung p, auch Schrägneigung genannt, errechnet sich aus der Querneigung q und der Längsneigung s. Siehe auch Bild 1.
p = √q2 + s2
Bei der Festlegung der Oberflächenneigung sollten die Hinweise und Empfehlungen der einschlägigen Entwurfsrichtlinien zur Längs-, Quer- und Schrägneigung der jeweiligen Verkehrsfläche beachtet werden .
Die Richtlinien für die Anlage von Stadtstraßen (RASt) und die Richtlinien für die Entwässerung von Straßen (REwS) sehen für anbaufreie Hauptverkehrsstraßen eine Mindestquerneigung von q = 2,5 % vor. Dies gilt nach den ERA auch für Radwege. Die ATV DIN 18318 sehen für Betonpflasterdecken und Plattenbeläge aus Beton für die resultierende Neigung einen Mindestwert von p = 1,5 % für begehbare Flächen bzw. von p = 2,0 % für befahrbare Flächen vor.
Es wird empfohlen, die Vorgaben der ZTV Pflaster-StB zugrunde zu legen. Danach sollte die abflusswirksame Neigung in der Regel mindestens 2,5 % betragen. Eine planmäßige, abflusswirksame Neigung von 2,0 % sollte nicht unterschritten werden, um Gefährdungen und Beeinträchtigungen infolge Wasserrückhalt zu vermeiden. Ab einer abflusswirksamen Neigung von etwa 6 % ist mit einem Ausspülen der Fugen während Starkregenereignissen zu rechnen.
Ein Aufstau des Niederschlagswassers auf Flächen mit geringer Neigung bewirkt ein verstärktes Einsickern von Wasser in die Pflasterfugen, was eine Verminderung der Tragfähigkeit der Pflasterbefestigung nach sich ziehen kann. Bei besonderen örtlichen Gegebenheiten, zum Beispiel bei Plätzen, ist die Topografie der Oberfläche daher so zu planen, dass das Niederschlagswasser schnell und zuverlässig abgeführt werden kann; gegebenenfalls ist die Fläche in abflusswirksame Teilflächen zu gliedern.
Verwindungsbereiche sind in der Planung besonders zu berücksichtigen. In einem Verwindungsbereich wechselt die Querneigung, so dass diese an einem bestimmten Punkt q = 0 ist. Die Entwässerung muss dann ausschließlich durch die Längsneigung erfolgen. Verwindungen entstehen auch, wenn Pflasterdecken an unterschiedliche Randhöhen angepasst werden müssen. Verwindungsbereiche sollten daher möglichst kurz gehalten werden.
Das Oberflächenwasser ist bei offener Entwässerung durch direkte Ableitung ohne weitere bautechnische Maßnahmen in der Regel über einen Tiefbord und über ein Bankett in eine angrenzende Grünfläche möglich. Dabei sind die Anforderungen an den Boden- und Grundwasserschutz zu beachten.
Bei geschlossener Entwässerung erfolgt das Sammeln des Wassers in einer Bord- oder Muldenrinne und die Einleitung des Wassers in Straßenabläufe. Sowohl Breite und Tiefe der Bord- oder Muldenrinne, als auch der Abstand der Straßenabläufe ist der Menge des anfallenden Wassers sowie den örtlichen Gegebenheiten anzupassen. Für kommunale Verkehrsflächen kann als grobe Abschätzung je Straßenablauf max. 400 m² angeschlossene Fläche angenommen werden. Detailliertere Angaben zur Bemessung einer Oberflächenentwässerung sind den REwS zu entnehmen.
Aus bautechnischen Gründen ist die Querneigung der Pflasterdecke – in der Regel 2,5 % - grundsätzlich in allen Schichten der Verkehrsflächenbefestigung einschließlich des Planums vorzusehen. Stehen wasserempfindliche, das heißt bindige Böden oder Baustoffe an, muss die Querneigung des Planums mit mindestens 4 % vorgesehen werden. Daraus ergibt sich die im Bild 2 und Bild 3 dargestellte konstruktive Ausbildung des Fahrbahnaufbaus in Verbindung mit den Entwässerungseinrichtungen.
Ausführung
Die Längs- und Querneigung der Pflasterdecke muss den planerisch vorgegebenen Werten entsprechen. Eine Abweichung von bis zu ± 0,4 % (absolut) ist zulässig. Dabei darf jedoch der Mindestwert der resultierenden Neigung nicht unterschritten werden.
Entwässerung des Oberbaus (Planumsentwässerung)
Planung
Bei Befestigungen mit ungebundener Pflasterdecke ist vorauszusetzen, dass während der Nutzungsdauer zumindest teilweise Wasser über die Fugen in die Befestigung eindringt. Dies bedingt, dass alle Befestigungsschichten einschließlich der Pflasterbettung ausreichend wasserdurchlässig zu gestalten und untereinander filterstabil abzustimmen sind. Entsprechende Hinweise hierzu sind den ZTV Pflaster-StB, den ZTV SoB-StB sowie dem M VV zu entnehmen. Das eingedrungene Niederschlagswasser muss aus der Befestigung schadlos abgeleitet werden. Hierfür ist in der Regel eine so genannte Planumsent-wässerung erforderlich. Sie dient gegebenenfalls auch der Ableitung von Schichtenwasser, bevor dieses in die Befestigung eindringen kann. Sie ist daher von besonderer Bedeutung für die Dauerhaftigkeit der Befestigung.
Das in die Befestigung eingedrungene Wasser wird dann bei frostsicheren Böden der Frostempfindlichkeitsklasse F1 gemäß den ZTV E-StB in der Regel direkt versickert. Eine Querneigung des Planums aus entwässerungstechnischen Gründen wäre dann eigentlich nicht erforderlich.
Bei frostempfindlichen Böden der Frostempfindlichkeitsklassen F2 und F3 gemäß den ZTV E-StB wird das Wasser durch die Querneigung des Planums aus der Befestigung abgeleitet. Die Querneigung des Planums richtet sich nach der Querneigung der Pflasterdecke. Die Mindestquerneigung von 2,5 %, bei stark wasserempfindlichen Böden der Frostempfindlichkeitsklasse F3 von 4%, ist jedoch mindestens vorzusehen. Der Ausgleich etwaiger Neigungsunterschiede zwischen Planum und Pflasterdecke hat so zu erfolgen, dass die Mindestdicke des frostsicheren Oberbaus an jeder Stelle eingehalten ist.
Bei Befestigungen in Dammlage kann das Sickerwasser vom Planum bei Beibehaltung der Querneigung über Sickerschichten oder Sickerschlitze aus der Befestigung in die Böschung abgeleitet werden (Bild 2). Bei Befestigungen im Einschnitt oder in Ortslage mit sich seitlich anschließenden weiteren Verkehrsflächen muss das Sickerwasser über Sickerstränge gegebenenfalls mit Sickerrohrleitung (Bild 3) aufgenommen werden. Diese sind nach dem Kriterium der hydraulischen Leistungsfähigkeit zu bemessen. Die Längssohlneigung muss mindestens 1 % betragen, Sickerrohrleitungen müssen einen Mindestnenndurchmesser von 100 mm besitzen. Für rohrlose Sickerstränge ist bei Anbindung an Schächte eine mindestens 5 m lange Sickerrohrleitung vorzuschalten. Bei der Auswahl der Sickerrohrleitungen sind die chemischen Eigenschaften des weiterzuleitenden Wassers und des gegebenenfalls anstehenden Grundwassers (aggressives Wasser, zum Beispiel Moorwasser) zu beachten.
Das gesammelte Wasser aus Oberflächen- und Planums-entwässerung sowie gegebenenfalls zusätzlich aus Schichtenwasser ist an eine entsprechende Vorflut, das heißt in die Kanalisation oder in offene Gewässer, abzugeben. Der Nachweis des schadlosen Ableitens in die Vorflut ist zu erbringen, gegebenenfalls muss eine temporäre Zwischenspeicherung erfolgen.
Ausführung
Für die Ausführung einer Planumsentwässerung und von Sickeranlagen sind die Planungsvorgaben sowie die in den REwS und ZTV Ew-StB beschriebenen Hinweise und Anforderungen zu beachten.
Die Funktionsfähigkeit der Planumsentwässerung setzt eine ausreichende Ebenheit des Planums voraus. Sickerstränge bzw. Sickerleitungen einschließlich Filtermaterialen sind nach den Vorgaben der ZTV-Ew-StB auszuführen.
Quelle:
"Technisches Handbuch. Dauerhafte Verkehrsflächen mit Betonpflastersteinen - Planung, Ausführung, Erhaltung"
Herausgeber: Betonverband Straße, Landschaft, Garten e. V. (SLG)
Autoren: Prof. Dr.-Ing. Martin Köhler, Dipl.-Ing. Dietmar Ulonska, Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Frohmut Wellner
5., fachlich und redaktionell überarbeitete Auflage, Oktober 2022