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Diplomarbeit

„Straßenbäume und technische Infrastruktur“

Fakultätsname BIW, Institutsname Stadtbauwesen und Straßenbau, Fachbereich Stadtbauwesen und Stadttechnik

Dresden, 07.12.2011

Bearbeiter: cand.Ing. Robert Hentschel

TU Dresden, 07.12.2011 Straßenbäume und technische Infrastruktur Folie 2 von 34

Gliederung

• 1. Der innerstädtische Straßenquerschnitt • 1.1 Allgemeine Vorbetrachtungen • 1.2 Querschnittsbestandteile

Anforderungen, Funktionen und Merkmale • 2. Wechselwirkungen

• 2.1 Bestehende Wechselwirkungen • 2.2 Schäden durch Wechselwirkungen • 2.3 Anforderungen der Querschnittsbestandteile

• 3. Kategorisierung • 3.1 Kategorisierung – Ziele • 3.2 Erläuterung zur Bewertung • 3.3 Ableitung einer Kategorisierung aus den vorhandenen Restriktionen

Baum – Bebauung Baum – Fahrbahn Baum – uVA Baum – Baum

• 3.4 Zusammenfassung • 3.5 Gesonderte Schutzmaßnahmen und alternative Lösungsvarianten

• 4. Beispielbetrachtung Toepler Straße • 4.1 Bewertungsbogen • 4.2 Variantenvergleich • 4.3 Kostenvergleich • 4.4 Vorzugslösung

• 5. Fazit

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Straßenbäume und technische Infrastruktur

• Schwerpunkte der Diplomarbeit • Bewertung bestehender Nutzungskonflikte in Abhängigkeit vom

Straßenquerschnitt und einer typischen Leitungsbelegung • Entwickeln einer Empfehlung zur räumlichen Einordnung nach

Straßenquerschnittskategorien unter Beachtung von Sicherheitsaspekten, Restriktionen und Verlegeverfahren

• I. Teil Analyse von Anforderungen und Wechselbeziehungen im

Straßenquerschnitt unter Beachtung des Merkblattes DWA-M 162 (Entwurf)

• II. Teil Ableitung von Mindestanforderungen an den Straßenquerschnitt

unter Beachtung der RASt 06 • III. Teil

Ausweisen geeigneter Schutz- und Rehabilitationstechniken für Neubau und Sanierung

Aufzeigen von Restriktionen an ausgewählten Beispielen mit einer entsprechenden Bewertung und ausweisen einer Vorzugslösung


1. Der innerstädtische Straßenquerschnitt


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1.1 Allgemeine Vorbetrachtungen

• Der innerstädtische Straßenquerschnitt muss einer Vielzahl unterschiedlicher Anforderungen genügen

• Verbindungs-, Versorgungs- und Aufenthaltsfunktion, als auch gestalterischen Aspekten entsprechen

• Die „idealen“ Querschnittsentwürfe nach RASt 06 sind häufig nicht auf die örtlichen Gegebenheiten umsetzbar und genügen nicht einer konfliktfreien Aufteilung

• In historisch gewachsenen Städten lassen sich entsprechende Entwürfe nur mittels komplexer baulicher Maßnahmen umsetzen

• Individuelle Entwürfe sind dementsprechend notwendig

• Querschnitt lässt sich in vier wesentliche Konfliktzonen einteilen:

• Baum – Bebauung

• Baum – uVA

• Baum – Fahrbahn

• Baum - Baum

• Betrachtung des Nebenstraßennetzes auf Grund des besonders hohen Konfliktpotentials uns einer stärkeren Vergleichbarkeit der Querschnitte


1.2 Querschnittsbestandteile

Funktionen und Merkmale:

• Verbindungsfunktion • Aufenthaltsqualität

Anforderungen:

• Zentrale Funktion = sicheren und wirtschaftlichen Ablauf ermöglichen

• Je nach Nutzungsart ergeben sich unterschiedliche Sicherheitsabstände und Querschnittsbreiten

KFZ-Verkehr Radverkehr Fußgängerverkehr

• Verkehrsfläche


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Funktionen und Merkmale:

• Verbesserung des Stadtklimas • Reduzierung der Sonneneinstrahlung • Raumstrukturierung

Anforderungen:

• Möglichst ungestörter ober- und unterirdischer Lebensraum • Artentsprechende Standortbedingungen für den Wurzel-, als auch den Kronenbereich


• Straßenbaum


Funktionen:

• Versorgung der Bevölkerung mit Trinkwasser, Gas, Elektrizität, Telekommunikation und Fernwärme

• Entsorgung von Abwasser

Anforderungen:

• Ungestörte Leitungszonen • Ausreichende Abstände der Leitungen

untereinander, um Wechselwirkungen zu vermeiden

• Ausreichende Platzverhältnisse für Arbeiten an den Leitungen über die gesamte Nutzungsdauer

• Unterirdische Ver- und Entsorgungsanlagen


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Funktionen:

• Ein Grundbedürfnis des Menschen • Bietet Schutz vor Witterung, Sicherheit

und dient der eigenen Verwirklichung und Repräsentation

Anforderungen:

• Ausreichend Platz um:

eine Verschattung zu vermeiden Arbeiten an der Fassade zu ermöglichen Beschädigungen durch Äste zu

verhindern

• Bebauung


2. Wechselwirkungen 2.1 Bestehende Wechselwirkungen

• Baum – unterirdische Versorgungsanlagen

• Einwurzelungen in Rohrverbindungen, Umwurzelungen

• Lastabtragungen von Windkräften in die Leitungszone


• Verschattung bei zu geringen Abständen

• Mechanische Einwirkungen zwischen Ästen und Fassade

• Baum – Verkehrsfläche

• Einwachsen ins Lichtraumprofil

• Beschädigungen des Belages

• Baum – Baum

• Mechanische Einwirkungen zwischen den Bäumen

• Sichtbehinderungen von verkehrlichen Einrichtungen


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2.2 Schäden durch Wechselwirkungen

Wurzeleinwuchs in Leitungszone Lastabtragung der Windkräfte


(Quelle: Balder, 1998) (Quelle: Matteck, 2001)


Verschattung der angrenzenden Bebauung

Verschattung der angrenzenden Bebauung


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Schaden am Straßenoberbau Einwachsen ins Lichtraumprofil



Mechanische Einwirkungen zwischen den Ästen

Einwachsung in Hochleitung und Behinderung der Straßenbeleuchtung


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2.3 Anforderungen der Querschnittsbestandteile

Resultierende Restriktionen aus den bestehenden Wechselwirkungen

• Baum – uVA

< 1m keine Leitungsverlegung vorzusehen

≥ 1m < 2,5m Leitungsverlegung nur mit Schutzmaßnahmen

≥ 2,5m keine Einschränkungen

• Baum – Fahrbahn im innerstädtischen Bereich Vmax ≤ 50 km/h

≤ 0,75 m > seitlicher Sicherheitsraum

Lichtraumprofil muss frei von Bepflanzung gehalten werden


Im Allgemeinen findet keine Beachtung statt

• Baum – Baum

Regelungen werden durch die zuständigen Ämter individuell vorgenommen


3. Kategorisierung


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3.1 Kategorisierung - Ziele

• Optimierung des Planungsprozesses

• Verringerung von Konflikten durch Wechselbeziehungen

• Steigerung der Wirtschaftlichkeit

• Verbesserung einer gegenseitigen Akzeptanz durch eine Sensibilisierung gegenseitiger Belange

• Langfristige Betrachtung des gesamten Straßenquerschnitts


3.2 Erläuterung zur Bewertung und Definition der Baumtypen

• 1 - ohne Einschränkungen anwendbar

• 2 – anwendbar

• 3 - mit Einschränkungen anwendbar

• 4 - generell nicht anwendbar


Tabelle: Baumtypeneinteilung

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3.3 Kategorisierung Baum - uVA


• Wurzelausbildung abhängig von: • Baumart • Alter • Wurzeltyp (unter der Voraussetzung

geeigneter Pflanzgruben)

• Mindestanforderungen für Leitungszonenbreite nach DIN 1998:

• 0,7m je Medium, um negative Beeinflussungen zu vermeiden

• Übliche Belegung: TW, Gas, Elt., Telekom. • In der Praxis auf Grund beengter Verhältnisse

oft nicht umsetzbar (Sonderlösungen können notwendig werden)

Gehwegbreite eff.* - entspricht der Breite zwischen Stammachse und Rand des öffentlichen Bereiches

3.3 Kategorisierung Baum - uVA


C1C2

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3.4 Zusammenfassung

• Für einen konfliktfreien Querschnitt über die gesamte Nutzungsdauer sind die Kategorien 1 und 2 notwendig

• Mit Hilfe komplexer Umgestaltungen lässt sich häufig die bestmögliche Querschnittsaufteilung erzielen

• Voraussetzung: Handlungsbedarf mehrere Nutzer besteht etwa zeitgleich (Ende Nutzungsdauern)

• Bei selektiven Eingriffen sollte im entsprechenden Bereich eine Optimierung das Ziel sein, mit Rücksicht auf eine nachhaltige, langfristige Wirkung

• Sind die räumlichen Gegebenheiten im Straßenquerschnitt nicht ausreichend (Kategorie 3 und 4), sind alternative Lösungsmöglichkeiten anzustreben


3.5 Gesonderte Schutzmaßnahmen und alternative Lösungsvarianten

• In Bestandssituationen genügt der vorhandene Raum teilweise nicht den erforderlichen Platzanforderungen Alternativen erforderlich

I. Wurzelführungssysteme

II. Wurzelschutzsysteme

III. Bodensubstrate und Wurzellockstoffe

IV. Neugliederung des Straßenquerschnitts

V. Alternative Baumartenauswahl

VI. Alternative Begrünungsformen

VII. Veränderte Trassenwahl für uVA

VIII. Zentrale Leitungsverlegung


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4. Beispielbetrachtung Toepler Straße

NKBA 3x70/35 1kV

NA2XS2Y 3x1x240 20 kV

TW DN150 St

Gas DN150 St

Telekom


4.1 Bewertungsbogen Toepler Straße

• Kategorie A2 (Baum – Bebauung)

• Kategorie B (Baum – Fahrbahn)

• Kategorie C (Baum – uVA)

• Kategorie D (Baum – Baum)


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• Kategorie B4 (Baum – Fahrbahn)

• Kategorie C (Baum – uVA)






• Kategorie C4 (Baum – uVA)



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• Kategorie C4 (Baum – uVA)

• Kategorie D3 (Baum – Baum)


4.2 Variantenvergleich

Variante I – Trassenverlegung in Fahrbahn

• Vorteile: • Unterbindung von Wechselwirkungen zwischen Baumwurzeln und uVA • Gleichzeitige Anpassung und Erneuerung der vorhandenen Leitungen • ausreichend Raum um Mindestabstände (auch zwischen den Leitungen)

einzuhalten

• Nachteile: • hohe Kosten bei Arbeiten an der Fahrbahn • mögliche verkehrliche Einschränkungen • eventuell verfallende Restbuchwerte der Leitungen


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Variante II – Trassenverlegung im Gehweg Variante II.1 – Erneuerung aller Rohrleitungen Variante II.2 – Erneuerung TW-Leitung (Berstliningverfahren)

• Vorteile: • relativ geringe investive Kosten • keinerlei verkehrliche Beeinflussungen im Baufall • keine verfallenden Restbuchwerte (Var. II.2)

• Nachteile: • Wechselwirkungen und eingeschränkte Platzverhältnisse bleiben bestehen • teure Bauverfahren notwendig (Var. II.2) • Schutzsysteme sind unter Umständen nicht ausreichend



Variante III – Trassenverlegung im Grünstreifen

• Vorteile: • keine Wurzelschutzmaßnahmen notwendig • ausreichender Platz zur Vermeidung von Wechselwirkungen der Medien

• Nachteile: • rechtliche Absicherung mittels Dienstbarkeiten oder Nutzungsverträgen

notwendig • ohne Grundbucheintragungen keine rechtliche Absicherung zur

dauerhaften Nutzung für die Versorger


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4.3 Kostenvergleichsansatz


4.4 Vorzugsvariante

NKBA 3x70/35 1kV

NA2XS2Y 3x1x240 20 kV

TW DN150 St

Gas DN150 St

Telekom


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• Baumpflanzungen können nicht an jedem Standort realisiert werden – eine Entscheidung, unter Beachtung der Wirtschaftlichkeit und technischen Umsetzbarkeit, sollte im Zweifel eine Entscheidung gegen den Baum nicht ausschließen

• Die RASt 06 mit ihren Entwurfsempfehlungen zur Querschnittsgestaltung beachtet hauptsächlich die verkehrlichen Belange, die empfohlenen Gehwegbreiten bieten nicht ausreichend Platz, um den Bäumen und den unterirdischen Versorgungsanlagen eine ungestörte Nutzung zu ermöglichen – zusätzliche Wurzelschutzmaßnahmen werden zum Regelfall, alternativ ist eine individuelle Querschnittsaufteilung erforderlich

• Abstimmungen zwischen allen beteiligten Nutzern zur Querschnittsaufteilung sind die Ausnahme und bedürfen hoher zeitlicher Aufwende – eine unabhängige Empfehlung mit Beachtung aller Bestandteile kann somit eine Optimierung des Planungsprozesses erzielen

• symmetrische beidseitige Straßenbaumbepflanzungen überfordern geringe Straßenquerschnitte – unsymmetrische Anordnungen ermöglichen ein individuelleres Eingehen auf örtliche Gegebenheiten (unterschiedliche Gehwegbreiten, Bepflanzung auf privatem Gelände in nächster Nähe)


5. Fazit


Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!

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