FOCUS: Track laying and renewal technology

Ecological benefits for on-track renewal

Having been in service for 180 years, the railway system still meets all requirements of sustainable and future-orientated mobility. The railway infrastructure provides the basis for environmentally friendly rail traffic. Moreover, it has to contribute to meeting the sustainability objectives of the railways.

Schon in der aktuell-Ausgabe 128 haben wir erste Ergebnisse einer Ökobilanz für gleisgebundenen Umbau mit Unterbausanierung vorgestellt. In weiterführenden Untersuchungen wurde die grundlegende Ökobilanz bezüglich folgender Einflüsse variiert:

  • Einbeziehung der Beanspruchung der Infrastruktur und Umweltbelastung im örtlichen Wege- und Straßennetz außerhalb der Baustelle, ansatzweise durch Berücksichtigung des Lärmes (mit 10 bzw. 100 UBP/km)
  • Einbeziehung des Schienenersatzverkehrs mit niedriger Quote (≈ 1.500 Personen/d) bzw. hoher Quote (≈ 3.500 Personen/d)
  • Einbeziehung von Motoren der Emissionsstufe III B sowie der Stufe IV im gleisgebundenen Verfahren

Im Ergebnis konnte sogar eine Reduzierung der Umweltbeanspruchung um weitere 10 % nachgewiesen werden. Damit wurde gezeigt, dass der gleisgebundene Umbau um 40 % ökologischer und damit nachhaltiger ist als die konventionelle Methode. Die Arbeit wird jetzt mit dem Ziel weitergeführt, das System so zu spezifizieren, dass ökologische Faktoren auch vergaberelevant angewendet werden können.

Vorgehensweise und Arbeitsschritte. Eine zukunftsfähige Qualität des Bauens und Instandhaltens braucht objektkonkrete Betrachtungen und Maßnahmen, mit dem Ziel der Schonung von mineralischen und energetischen Ressourcen, der Reduzierung von Emissionen und des Schutzes von Natur und Umwelt.

Ein wichtiges Instrument zum Nachweis der ökologischen Relevanz und Nachhaltigkeit solcher Prozesse sind Ökobilanzen nach DIN EN ISO 14040 und DIN EN ISO 14044, mit denen die stofflichen und energetischen Zu- und Abflüsse sowie die potenziellen Umwelteinwirkungen eines Produktsystems über alle Phasen des Produktlebenszyklus zusammengestellt und beurteilt werden können. Damit werden Unterlagen bereitgestellt, die beim Besteller von Bau- und Instandhaltungsarbeiten eine Auswahl des Bauverfahrens sowohl nach wirtschaftlichen und baubetrieblichen als auch nach ökologischen Kriterien gestatten.

Ökobilanz Umbauverfahren gleislos versus gleisgebunden. In der grundlegenden Ökobilanz vom Jahr 2015 wurde ein ökologischer Vergleich am Beispiel eines konkreten Bauprojektes durchgeführt. Von dieser Baustelle waren umfangreiche Unterlagen zur Ausschreibung, zur Bauausführung sowie zur Baubetriebstechnologie bereitgestellt. Dabei müssen für das gleislose bzw. konventionelle und das gleisgebundene bzw. Fließband-Verfahren grundsätzlich das gleiche hohe Qualitätsniveau und die gleichen Gebrauchs­eigenschaften für Schutzschicht, Bettung und Gleis erreicht werden.

Ökologie & Nachhaltigkeit + 40 %

Beide Umbauverfahren weisen jedoch deutlich unterschiedliche Charakteristika bezüglich der technologischen, baubetriebstechnologischen und betrieblichen Bedingungen auf. Diese ergeben sich insbesondere aus der Nutzung des Baugleises als Arbeits- und Transportebene, dem Entfall eines Gleislängsverbaus und dem weitestgehenden Ausschluss von Witterungsfaktoren beim gleisgebundenen Verfahren bzw. der möglichen Reaktion auf kritische Baugrundverhältnisse und der Nutzung von Straßen und Wegen für Baustofftransporte beim gleislosen Verfahren. Daraus entstehen auch unterschiedliche Terminketten sowie Bauzeiten und somit auch betriebliche Randbedingungen wie z. B. Gleissperrungen und Sperrpausen.

In der Sachbilanz waren aus einer Analyse aller Bau- und Transportarbeiten die Transportwege, Mengen, Massen und Energieverbräuche zu ermitteln. Letzteren wurden in der Wirkungsbilanz die umweltrelevanten Wirkungen zugeordnet und die Emissionen ermittelt. Mit einem normierten Bewertungsverfahren erfolgte eine zusammenfassende Auswertung nach Umweltbelastungspunkten. Die Normierung erfolgt anhand gesellschaftlicher Konventionen bzw. Wertevorstellungen, weshalb sich das Bilanzergebnis absolut zwischen 2020 und 2050 unterscheidet (Abbildung 1), in beiden Fällen wird der klare ökologische Vorteil des gleisgebundenen Umbauverfahrens deutlich.

Das Ergebnis zeigte, dass sich bei beiden Verfahren bezüglich Wiederverwendung der Altstoffe und der Reduzierung der Emissionen bei Maschinen und Fahrzeugen in den letzten Jahren ein beachtlicher Stand entwickelt hat. Unter Berücksichtigung der baustellenspezifischen Randbedingungen konnte anhand der Auswertung der Wirkungsbilanz, das heißt bezüglich der Umwelt-Wirkungsindikatoren Primärenergiebedarf, CO2-Äquivalent, Feinstaub, Stickstoffoxide NOx und der Beanspruchung der Infrastruktur, gezeigt werden, dass der gleisgebundene Umbau um ca. 30 bis 40 % ökologischer und damit nachhaltiger ist (Abbildung 1).

Quelle: GEPRO INGENIEURGESELLSCHAFT MBH: Ökobilanz zur Unterbausanierung Gleisgebundener vs. Konventioneller Umbau, Zusammenfassender Bericht der bisher durchgeführten Untersuchungen, Dresden, 30.09.2016.

Vorteile des gleisgebundenen Fließbandverfahrens

  • Umgang mit mineralischen Ressourcen und höherer Anteil ihrer Wiederverwendung
  • Nutzung des Baugleises als Arbeits- und Transport­ebene, verbunden mit deutlich emissionsärmerer Abwicklung der Transporte
  • deutlich geringere Beanspruchung des Umfeldes der Baustelle und der Transportstrecken durch Lärm, Staub, Schmutz und Verschleiß an der Infra­struktur
  • geringere Bau- und Sperrzeiten und damit auch weniger Betriebsbeeinflussungen und Schienenersatzverkehre