DE202004006741U1

DE202004006741U1 - Belagskonstruktion für Verkehrsflächen und Bauwerksoberflächen

Info

Publication number: DE202004006741U1
Application number: DE200420006741
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: S&P Clever Reinforcement Co AG
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2014-04-28

Abstract

Belagskonstruktion für Verkehrsflächen und Bauwerksoberflächen, mit folgenden Merkmalen:
a) es ist ein auf einem Untergrund angeordneter Unterbau (UB) sowie ein wenigstens teilweise aus Beton, insbesondere Asphaltbeton, bestehender Oberbau (OB) vorgesehen;
b) der Unterbau umfasst mindestens ein Gitterwerk (GW) mit einer Mehrzahl von über Kreuz angeordneten Scharen (S1, S2) aus hochfesten Fasersträngen (FS), die miteinander stoff- oder kraftschlüssig verbunden sind;
c) die Faserstränge (FS) sind mit einer zäh-elastischen Verbindungsmasse getränkt und/oder umhüllt und durch diese Tränkung bzw. Umhüllung miteinander an ihren Kreuzungsstellen stoffschlüssig verbunden;
dadurch gekennzeichnet, dass
d) im Bereich des Gitterwerks (GW) eine Mehrzahl von mit dem Gitterwerk verbundenen und/oder das Gitterwerk (GW) durchreifenden, wenigstens teilweise aus zäh-elastischer Verbindungsmasse bestehenden Verankerungselementen (VE) vorgesehen ist, die mit mindestens einem Teil des Unterbaues und/oder des Oberbaues in kraft- oder stoffschlüssiger Verbindung stehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Belagskonstruktion für Verkehrsflächen und Bauwerksoberflächen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Solche Belagskonstruktionen sind im Stand der Technik bekannt. Bei ihnen ist im Bereich der Gitterlücken des Unterbaues Wirrfasermaterial, also ein voluminöses Fasermaterial vorhanden, das eine flächendeckende Verbindung zwischen dem Untergrund und Oberbau bzw. dessen Fasersträngen und Deckschichten herstellen soll. In der Praxis kommt das Wirrfaservlies beim Einbringen des Gitterwerks mehr oder weniger weitgehend mit zähflüssigem Bitumen in Berührung und neigt beim Anwalzen wie auch bei zwischenzeitlichem Befahren durch Baustellenfahrzeuge zum Anhaften an den Walzen bzw. Fahrzeugrädern. Die Folge ist ein unerwünschtes Anheben und Verschieben, sogar ein Herausreissen des Wirrfasermaterials sowie unter Umständen auch des mit diesem verbundenen Gitterwerks.
Aufgabe der Erfindung ist daher zunächst die Schaffung einer Belagskonstruktion, die unter Wahrung der Vorteile von hochfesten Faserstrukturen im Belagsunterbau eine Überwindung der vorgenannten Nachteile ermöglicht. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Gattungsmerkmalen dadurch bestimmt, dass im Bereich des Gitterwerks eine Mehrzahl von das Gitterwerk durchgreifenden, wenigstens teilweise aus zäh-elastischer Verbindungsmasse bestehenden Verankerungs elementen vorgesehen ist, die mit mindestens einem Teil der Faserstränge sowie mit mindestens einem Teil des Unterbaues und/oder des Oberbaues in kraftschlüssiger Verbindung stehen.
Zu dieser Lösung gehören auch bestimmte Konstruktionen von Gitterwerken und vorgefertigten Bauelementen für eine Belagskonstruktion, die Gegenstand von Unteransprüchen sind.
Die Lösung beruht auf der Erkenntnis, dass für eine zuverlässige Lagesicherung des Gitterwerks bezüglich Unter- und Oberbau sowie für eine dauerhafte Tragfähigkeit zwischen der Gesamtkonstruktion eine verzahnungsartige Verbindung des Gitterwerks mit den übrigen Belagsteilen sowie eine ebensolche Verbindung zwischen Unter- und Oberbau wesentlich ist, wie diese durch anspruchsgemässe Verankeungslemente erreicht wird.
Anspruchsgegenstand ist des weiteren erfindungsgemäss ein vorgefertigtes Bauelement, bei dem an wenigstens einer Oberfläche des Gitterwerks bzw. der mit zäh-elastischer Verbindungsmasse getränkten und/oder umhüllten Faserstränge eine entfernbare, gegenüber der Verbindungsmasse nichthaftende und/oder nichtklebende und/oder abweisende Bedeckung, insbesondere eine entsprechenden Schicht, vorgesehen ist. Diese Weiterbildung der Erfindung hat erhebliche Bedeutung, indem sie ein Handelsprodukt in Form eines kompakten Rollenkörpers ermöglicht. Auch wird die Anbringung vor Ort durch einfaches Ausrollen erleichtert. Besonders fortschrittlich ist in diesem Zusammenhang eine Ausbildung der Bedeckung als abbrennbare Folie. Das ergibt eine weitere Rationalisierung der Belagsarbeiten.
Nachstehend wird die Erfindung näher anhand eines in den Zeichungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Darin zeigt:
1 einen perspektivischen Teilschnitt eines erfindungsgemässen Strassenbelags in situ,
2 einen Vertikalschnitt eines erfindungsgemässen Strassenbelags gemäss der in 1 gekennzeichneten Schnittansicht II-II, jedoch mit im Schnittbereich bereits vorhandenem Oberbau,
3 einen Vertikalschnitt eines Strassenbelags ähnlich 2, jedoch gemäss der in 1 gekennzeichneten Schnittansicht III-III, wiederum mit im Schnittbereich bereits vorhandenem Oberbau, und
4 ein vorgefertigtes Belags-Bauelement gemäss der Erfindung in Form eines Rollenkörpers in Seitenansicht, und zwar in einem schematisch angedeuteten Einbauvorgang.
Die in 1 gezeigte Belagskonstruktion umfasst einen auf dem Untergrund UG des Belages B angeordneten Unterbau UB sowie einen den letzteren überdeckenden und wenigstens teilweise aus Beton, insbesondere Asphaltbeton, bestehenden Oberbau OB. Der Unterbau umfasst ein sich längs des Belages erstreckendes Gitterwerk GW mit einer Mehrzahl von unter Maschenbildung über Kreuz angeordneten Scharen S1, S2 aus hochfesten Fasersträngen FS.
Die Faserstränge FS sind für sich mit einer zäh-elastischen und thermoplastischen, insbesondere bituminösen Verbindungsmasse getränkt und/oder umhüllt und dadurch miteinander an ihren Kreuzungsstellen K stoffschlüssig verbunden.
Ein besonders hoch belastbarer Form- und Stoffschluss zwischen Oberbau bzw. Belag, Unterbau und Untergrund ergibt sich mittels Verankerungselementen VE, die mit dem Gitterwerk verbunden sind und/oder das Gitterwerk durchreifen. Sie bestehen wenigstens teilweise aus zäh-elastischer Verbindungsmasse und stehen mit mindestens einem Teil des Unterbaues bzw. Belages und/oder des Oberbaues in kraft- oder stoffschlüssiger Verbindung. In 1 ist der Übersichtlichkeit halber nur ein Verankerungselement VE angedeutet, das beispielsweise mit einem Faserstrang FS verbunden ist und sich in den Untergrund erstreckt. Die Verbindung mit dem Faserstrand und demgemäss mit dem Gitterwerk GW wird ergibt sich ohne besonderen Aufwand durch den Gehalt der Verankerungselemente an Verbindungsmasse und die ebenfalls aus dieser Verbindungsmasse bestehende Umhüllung bzw. Tränkung der Faserstränge. In den Figuren ist die Längen- und die Dickendimension der Verankerungselemente unmassstäblich dargestellt. In der Praxis ergeben bereits wesentlich geringere Dimensionen überaus wirksame Form- und Stoffschlussverbindungen. Die Füllung des Volumens der Verankerungselemente ergibt sich im allgemeinen ebenfalls ohne besonderen Aufwand aus der noch fliessfähigen Verbindungs- bzw. Tränkungsmasse der Faserstränge. Falls jedoch für gewisse Anwendungen besonders grossvolumige Verankerungselemente erwünscht sind, so können bei der Belagsherstellung geeignete Injektionseinrichtungen mit Druckstempeln für das Einsenken Füllen der Verankerungsvolumina mit Verbindungsmasse eingesetzt werden.
Zusätzlich zu den wenigstens teilweise aus Verbindungsmasse bestehenden Verbindungselementen oder wenigstens teilweise anstelle derselben oder auch in Kombination mit denselben können gegebenenfalls mit Vorteil wenigstens teilweise aus Festkörpermaterial bestehende Verbindungselemente oder Kernstücke derselben vorgesehen werden.
Bei einer bevorzugten Belagskonstruktion umfasst das Gitterwerk GW mindestens zwei über Kreuz angeordnete Scharen von hochfesten Fasersträngen mit wenigstens teilweise unterschiedlichen Reissdehnungen und oder Zug-Emodulen. Dabei wird eine Schar aus Fasersträngen mit relativ höherem Wert der Reissdehnung bzw. des Zug-Emoduls quer zu einer Haupt-Fortschrittsrichtung der auf den Belag wirkenden Last angeordnet. Der Zug-Emodul der zugsteiferen Faserstränge liegt z.B. im Bereich zwischen 120 kN/mm² und 280 kN/mm² , derjenige der zugweicheren Faserstränge im Bereich zwischen 45 kN/mm² und 90 kN/mm².
Der Minimaldurchmesser der freien Maschen-Innenräume MI des Gitterwerks sollte mindestens etwa 6 mm, der Maximaldurchmesser der freien Mascheninnenräume des Gitterwerks höchstens etwa 45 mm und der Maximaldurchmesser der Faserstränge etwa 6 mm betragen. Diese Angaben dienen auch einem zuverlässigen Durchgriff des noch verformbaren bzw. noch nicht ausgehärteten Oberbaues über die offenen Mascheninnenflächen des Gitterwerks zum Untergrund und damit einer endlich sicheren Befestigung des Oberbaues gegen Trenn- und Scher- sowie Biegebeanspruchungen.
Dabei ergibt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein besonderer technischer Fortschritt, wenn eine bis zur Schmelzflüssigkeit thermoplastische, insbesondere bituminöse, die Faserzwischenräume innerhalb der Faserstränge wenigstens teilweise füllende Verbindungsmasse eingesetzt wird.
Die 2 und 3 zeigen in dem Gitterwerk GW zwei über Kreuz angeordnete Scharen S1, S2 von hochfesten Fasersträngen FS mit flach-rechteckigem Querschnitt, deren Flachseiten im wesentlichen parallel zum Untergrund angeordnet sind. Die im Schnitt gezeigten Kreuzungsstellen K1 und K2 lassen erkennen, dass es sich bei diesem Gitterwerk um eine Gewebestruktur handelt. An den Kreuzungsstellen sind die Faserstränge durch eine geeignete, gegebenenfalls auch eine aushärtende Verbindungsmasse VM stoff- bzw. Formschlüssig aneinander gesichert, so dass sich ein in beiden Richtungen zugkraftübertragender Unterbau UB im Verbund mit Untergrund und Oberbau ergibt.
In beiden Figuren sind Beispielsausführungen mit Verankerungselementen VE dargestellt.
4 zeigt ein erfindungsgemässes, als Wickel- oder Rollenkörper RK ausgebildetes Belags-Bauelement mit aneinander nicht haftenden Lagen aus Gitter-Flachmaterial. Dazu ist an wenigstens einer Oberfläche des Gitterwerks bzw. der mit zäh-elastischer und thermoplastischer Verbindungsmasse getränkten und/oder umhüllten Faserstränge eine entfernbare, gegenüber der Verbindungsmasse nichthaftende bzw. nichtklebende bzw. abweisende Bedeckung BD vorgesehen, insbesondere in Form einer entsprechenden Beschichtung. Erfindungsgemäss bevorzugt wird diese Beschichtung in Form einer thermisch entfernbaren, insbesondere abbrennbaren Folie ausgebildet ist. In 4 ist diesbezüglich schematisch eine Flammvorrichtung mit einem Brenner BR angedeutet. Diese Vorrichtung dient auch zur Erwärmung und Plastifizierung der Verbindungsmasse. Wie durch Bewegungs- bzw. Arbeitsfortschrittspfeile veranschaulicht, ermöglicht diese Ausführung eine rationelle Verfahrensweise mit kontinuierlichem Arbeitsfortschritt. Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung bezüglich des Bauelementes besteht in diesem Zusammenhang darin, dass an einer Oberfläche des Gitterwerks eine entfernbare Bedeckung BD der vorgenannten Art und an der anderen Oberfläche eine gegenüber der Verbindungsmasse VM nichthaftende, nichtklebende oder abweisende Granulatbeschichtung GS vorgesehen ist.
Der Herstellungsvorgang gestaltet sich z.B. wie folgt:
Auf einem Untergrund wird kontinuierlich oder abschnittsweise fortschreitend mindestens ein Gitterwerk GW ausgebreitet, vorzugsweise durch Abrollen von einer Vorratsrolle. Das Gitterwerk umfasst auch in diesem Beispiel eine Mehrzahl von über Kreuz angeordneten Scharen (S1, S2) aus miteinander stoffschlüssig verbundenen, nämlich mit einer zäh-elastischen, thermoplastischen Verbindungsmasse getränkten und/oder umhüllten und durch diese Tränkung bzw. Umhüllung miteinander an ihren Kreuzungsstellen K verbundenen Fasersträngen (FS). während des Ausbreitens bzw. Abrollens wird die Verbindungsmasse an den Kreuzungsstellen durch Erwärmen plastifiziert. Sodann wird, gegebenenfalls unter seitlicher Ausrichtung des Gitterwerks gemäss dem Verlauf der Verkehrs- bzw. Bauwerksoberfläche oder gemäss dem Randverlauf dieser Fläche, eine flächenhafte Anlage des Gitterwerks am Untergrund sowie mindestens im Bereich der plastifizierten Verbindungsmasse eine stoffschlüssige Verbindung des Gitterwerks mit dem Untergrund hergestellt.
Im Anschluss an das Ausbreiten können mittels in 4 angedeuteten Injektionsvorrichtungen IN, die auch Druckstempel für das Eindrücken von Ausnehmungen für Verankerungselemente VE in den Untergrund aufweisen, im Gleichlauf mit dem Arbeitsfortschritt flächenhaft verteil angeordnete Form- und Stoffschlussverankerungen hergestellt werden.

Claims

Belagskonstruktion für Verkehrsflächen und Bauwerksoberflächen, mit folgenden Merkmalen: a) es ist ein auf einem Untergrund angeordneter Unterbau (UB) sowie ein wenigstens teilweise aus Beton, insbesondere Asphaltbeton, bestehender Oberbau (OB) vorgesehen; b) der Unterbau umfasst mindestens ein Gitterwerk (GW) mit einer Mehrzahl von über Kreuz angeordneten Scharen (S1, S2) aus hochfesten Fasersträngen (FS), die miteinander stoff- oder kraftschlüssig verbunden sind; c) die Faserstränge (FS) sind mit einer zäh-elastischen Verbindungsmasse getränkt und/oder umhüllt und durch diese Tränkung bzw. Umhüllung miteinander an ihren Kreuzungsstellen stoffschlüssig verbunden; dadurch gekennzeichnet, dass d) im Bereich des Gitterwerks (GW) eine Mehrzahl von mit dem Gitterwerk verbundenen und/oder das Gitterwerk (GW) durchreifenden, wenigstens teilweise aus zäh-elastischer Verbindungsmasse bestehenden Verankerungselementen (VE) vorgesehen ist, die mit mindestens einem Teil des Unterbaues und/oder des Oberbaues in kraft- oder stoffschlüssiger Verbindung stehen.
Belagskonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den wenigstens teilweise aus Verbindungsmasse bestehenden Verbindungselementen oder wenigstens teilweise anstelle derselben oder auch in Kombination mit denselben wenigstens teilweise aus Festkörpermaterial bestehende Verbindungselemente vorgesehen sind.
Belagskonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, bei der in dem Gitterwerk (GW) mindestens zwei über Kreuz angeordnete Scharen von hochfesten Fasersträngen mit wenigstens teilweise unterschiedlichen Reissdehnungen und oder Zug-Emodulen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schar von Fasersträngen mit relativ höherem Wert der Reissdehnung bzw. des Zug-Emoduls quer zu einer Haupt-Fortschrittsrichtung der auf den Belag wirkenden Last angeordnet ist.
Belagskonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zug-Emodul der zugsteiferen Faserstränge im Bereich zwischen 120 kN/mm² und 280 kN/mm² liegt.
Belagskonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zug-Emodul der zugweicheren Faserstränge im Bereich zwischen 45 kN/mm² und 90 kN/mm² liegt.
Belagskonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimaldurchmesser der freien Maschen-Innenräume des Gitterwerks (GW) mindestens etwa 6 mm beträgt.
Belagskonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximaldurchmesser der freien Mascheninnenräume des Gitterwerks (GW) höchstens etwa 45 mm beträgt.
Belagskonstruktion nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximaldurchmesser der Faserstränge etwa 6 mm beträgt.
Vorgefertigtes Bauelement für eine Belagskonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Oberfläche des Gitterwerks (GW) eine gegenüber der Verbindungsmasse nichthaftende Beschichtung (BS) vorgesehen ist.
Bauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die nichthaftende Beschichtung abbrennbar ausgebildet ist.
Bauelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Oberfläche des Gitterwerks eine entfernbare Beschichtung (BS) und an der anderen Oberfläche eine Sandbeschichung (SS) vorgesehen ist.