Geogitter als Bewehrungselment im Eisenbahnwesen

Geokunststoffe im Eisenbahnbau. Aber, in welcher Funktion? Geokunststoffe als allgemeine Bauprodukte, in mehreren Funktionen. Aber hier soll hauptsächlich über Geogitter gesprochen werden. Dennoch etwas allgemeiner, da speziell im Bahnbau die Geogitter funktional meist in Kombination eingesetzt werden. Beginnen wir bei dem Hauptanwendungsbereich der Geogitter, die Bewehrung von Tragschichten. Dies ist das häufigste Thema im Bahnbau. Dabei steht hier nicht nur die Bewehrung des Tragschichtkörpers im Vordergrund, sondern die allgemeine Herstellung der Tauglichkeit des Gleisbettes für den Schienenverkehr. Der Unterschied? Denken Sie an die geringen Setzungstoleranzen, die ein Schienenkörper verträgt – im Straßenbau ist dies zu vernachlässigen, im Bahnbau ein wichtiges Kriterium. Starten wir dabei mit dem vorhandenen Baugrund. Zur Einschätzung können  Sie die RIL 836 befragen, bei der Tabellen zur einfachen Analyse dargestellt sind. Hierbei spielt die Bodenklassifikation und der hydrologische Fall eine Rolle um die Tragfähigkeit Ev2 bzw. im Bahnbau den analogen Wert EH, als Richtgröße zu ermitteln. Ist der Baugrund mit der Ermittlung nicht geeignet und muss ertüchtigt werden, haben Sie sozusagen die folgenden klassischen Verfahren zur Herstellung der Tragfähigkeit:

- Bodenstabilisierung durch Verbesserung (Kalk-Zement)
- Bodenstabilisierung durch Bodenaustausch
- Bodenstabilisierung durch die Bewehrung mit einem Geokunststoff, sprich Geogitter.

Auf Linienbauwerken weist das eine oder andere Verfahren Vor- oder Nachteile auf. Technisch, ökonomisch und ökologisch sinnvoll ist die Stabilisierung mithilfe von Geogitter und daher vorzuziehen. Unterhalb des Gleisbettes wird folglicherweise zur Herstellung der Tragfähigkeit und der Homogenisierung von potenziellen Setzungen ein Geogitter eingesetzt.

Hierbei jedoch wird meist die Kombination mit einem anderen Geokunststoff gewählt. Ursache ist der Grund, dass Feinteile des Erdplanum durch die regelmäßige dynamische Belastung in die Planumsschutzschicht (PSS) migrieren und dort die Funktionalität dieser stark mindern können. Dies wird verhindert indem zu dem Geogitter ein Trenn-, und Filtervlies eingezogen wird, welches sowohl die saubere Trennung der Schichten, als auch die nötige Wasserdurchlässigkeit und damit den Abfluss von Sickerwasser gewährleistet. Sinnvollerweise wird hier sogleich ein Kombiprodukt als Geokunststoff eingesetzt, welches alle Vorzüge aufweist. Hierauf erfolgt der geregelte Aufbau mit PSS der Körnungsgruppen I oder II und anschließend das Schotterbett mit dem abschließenden Gleis.

Eine ähnliche Anwendung ist die Herstellung der Tragfähigkeit durch bewehrte Erdkörper auf punkt- oder linienförmigen Traggliedern. Klingt kompliziert, stellt sich in der Praxis aber als einfache Rüttelstopfsäulen dar, deren Abstand durch die horizontale Abdeckung durch Geogitter optimiert wird. Diese Methode gelangt im Bahnbau zum Einsatz bei extrem schlechtem Untergrund oder bei hohen Lasteinträgen wie bei Brückenbauwerken.

Ebenfalls gelangen im Bahnbau klassische Stützkonstruktionen oder Kunststoff-Bewehrte Erden (KBE) in Anschnittsbereichen, Lärmschutzwällen oder insbesondere an Tunnelportalen zum Einsatz. Die Bauweisen – s. Stützkonstruktionen (KBE) - unterscheiden sich hier nicht von den Projektabwicklungen aus dem übrigen Bereich der Infrastruktur.

Die Regelungen! Da die Deutsche Bahn hoheitlich ihre eigenen Vorschriften aufstellt, greifen hier andere Gesetzeswerke und Vorschriften als im klassischen, öffentlichen oder privaten Ingenieurbau. Geokunststoffe und deren Einsatz im Bahnbau sind durch die technischen Mitteilungen der Deutschen Bahn AG, abgekürzt „TM“ oder durch die konzerninternen Richtlinien (RIL) der DB AG festgelegt. Erdbauwerke und sonstige geotechnische Bauwerke richten sich nach der RIL 836 der jeweils gültigen Fassung. Da das Eisenbahn-Bundesamt (EBA) die Aufsichts- und Genehmigungsbehörde für die Eisenbahnen des Bundes (EdB) und der Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVU) ist, erlässt diese die Eisenbahnspezifische Liste Technischer Baubestimmungen (ELTB). Hier werden Richtlinien aufsichtstechnisch zugelassen, abgelehnt oder ergänzt.

Für die Geokunststoffe und speziell den Geogittern ergibt sich für die Praxis die Einteilung in die sogenannten Anwendungsfälle. Zum Überblick sind die Geokunststoffe relevanten hier aufgelistet:

4.3 Filterelement in Entwässerungsanlagen
4.4 Trenn-und Filterelement unter Tragschichten
4.5 Bewehrungselement mit zusätzlicher Trenn- und Filterwirkung
4.6 Bewehrungselement in Tragschichten
4.7 Bewehrungselement in Erdbauwerken
4.8 Dränelement für Entwässerung in Hinterfüllbereichen

Die Nummerierung ist hier mit 4.3 bis 4.8 eindeutig festgesetzt, sodass die Bezeichnung „Anwendungsfall 4.6“ regelt, welche Bauweise hiermit gemeint ist, nämlich die Bewehrung einer Tragschicht durch Geogitter.

Achtung! Da die Deutsche Bahn immer Zertifizierungen fordert, müssen alle Geokunststoffe eine Herstellerbezogene Produkt-Qualifikation (HPQ) besitzen. Dieses regelt die technische Mitteilung TM 2007-058 I.NVT (K). Wichtig! Für den Anwendungsfall 4.7 muss eine durch das Eisenbahn-Bundesamt (EBA) geforderte Zulassung vorliegen. Für die übrigen Anwendungsfälle ist die HPQ-Qualifizierung ausreichend.

Ein typischer Anwendungsfall zur Herstellung der Tragfähigkeit eines Erdplanum wäre die Bewehrung des Erdplanum mit einem Kombigitter. Hierbei hätten Sie die Funktionalität der Erhöhung der Tragfähigkeit, und die Funktionalität der Trenn- und Filterwirkung um diese langfristig zu sichern. Damit plotten Sie in den Anwendungsbereich „4.5 Bewehrungselement mit zusätzlicher Trenn- und Filterwirkung“.

Ein weiterer Anwendungsfall ist die Herstellung von Steilwänden als Kunststoff-Bewehrte Erde (KBE) im Bereich von Einschnitten oder an Tunnelportalen. Dies bedeutet den Anwendungsfall „4.7 Bewehrungselement in Erdbauwerken“. Beachten Sie hier jedoch, dass Sie zur Realisierung die EBA zugelassenen Geogitter verwenden, und dies von planerisch-statischer Seite berücksichtigen, um das Projekt gelingen zu lassen. Ebenfalls gilt dies bei der Verwendung von Geogittern zur Sicherung von Erdfällen, Einsturztrichtern, Tagebrüche oder ähnlichen Fragestellungen unter Gleisstrecken.

Insgesamt wird überwiegend der Anwendungsfall 4.5 und 4.6 im Geogitterbereich geplant, da mit der Tragschichtstabilisierung ebenfalls eine Vereinheitlichung der Setzungen im Gleisbett erfolgt.