DE4123055A1 - Verfahren zum herstellen eines armierungsgewebes fuer insbesondere strassenbelaege - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verfahren zum Herstellen eines Armierungsgewebes für insbesondere Straßenbeläge aus sich in Kreuzungspunkten kreuzenden Längsstegen und Querstegen, welche aus einzelnen Fäden gebildet sind, sowie ein ent­ sprechendes Armierungsgewebe.

Armierungsgewebe werden heute vielfältig insbesondere in der Bautechnik angewendet. Nur beispielsweise sollen hier Putzarmierungen, Armierungen für Bodenbeläge und insbeson­ dere Armierungen für Straßenbeläge erwähnt werden. Armie­ rungsgewebe für bituminöse Schichten dienen zur Verstär­ kung, Bewehrung und Verbesserung von bituminösen Straßen­ schichten. Bituminöse Straßenbeläge werden hauptsächlich zwei Belastungsarten ausgesetzt. Die eine Belastung ist der meteorologisch bedingte, thermische Streß mit entspre­ chenden Dehnungen und Kontraktionen, die andere Belastung verursacht der rollende, stetig zunehmende Verkehr, wel­ cher eine punktuelle Belastung der Fahrbahndecke bewirkt, die durch wechselnde Druck- und Biegespannungen gekenn­ zeichnet ist.

Insbesondere zur Aufnahme dieser mechanischen Beanspru­ chung wird erfolgreich versucht, zwischen die verschie­ denen bituminösen Straßenschichten Verstärkungen in Form von Bewehrung einzubringen. Diese gitterförmig ausgebil­ deten Armierungsgewebe bestehen aus sich kreuzenden Längs- und Querstegen, welche wiederum aus einzelnen Fäden ge­ bildet sind. Damit die einzelnen Stege zusammenhalten, ist eine Dreherbindung vorgesehen, wobei der Dreherfaden z. B. ein dünnes Multifilament und die umschlungenen Fäden in den Stegen auch aus Multi- oder Monofilen hergestellt sein können. Die einfache, manchmal auch doppelte Dreherbindung bewirkt, daß die Stege teilweise rund und bündelförmig ausgebildet sind. Die Tränkung des Gewebes zur schiebe­ festen Ausrüstung wird hierdurch erschwert, was wiederum zu Festigkeitsverlusten in den Kreuzungspunkten führt. Bei Scherbeanspruchungen können, bedingt durch die auftra­ gende Ausbildung der Dreherbindung, unerwünschte Biege­ momente auftreten, die zur Beeinträchtigung der Verbund­ haftung führen.

Die Verlegung derartiger Armierungsgewebe geschieht übli­ cherweise durch Ausrollen und Fixieren mittels Bitumenkle­ ber und/oder Stahlnägeln.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Armierungsgewebe zu entwickeln, welches einen wesentlich höheren Gebrauchswert hat, dessen Lebensdauer erhöht ist, und welches wesentlich besser zur Bindung der Schicht ins­ besondere eines Straßenbelags beiträgt. Allerdings ver­ steht es sich von selbst, daß ein derartiges Gewebe auch für andere Armierungszwecke Anwendung finden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Fäden in den Kreuzungspunkten ohne einen Dreherfaden nur teilweise mit­ einander verkreuzt werden.

Damit wird bewirkt, daß das gesamte Armierungsgewebe so flach wie möglich gehalten wird. Die einzelnen Kreuzungs­ punkte sind nach wie vor möglichst eng, jedoch nicht von einem Dreherfaden umschlungen ausgebildet. Wird ein der­ artiges Armierungsgewebe in irgendeiner Richtung auf Scherung beansprucht, so sind keine oder nur vernachläs­ sigbare kleine Biegebeanspruchungen zu befürchten. Ein Hauptaugenmerk gilt auch der Vermeidung der Mikroporosi­ tät.

Das erfindungsgemäße Verfahren erzielt ein Armierungs­ gewebe für bituminöse Schichten, welches einen spannungs­ mäßig homogenen Verbund der bituminösen Schichten im Straßenbau erlaubt. Dieser Effekt ist wirtschaftlich von zunehmender Bedeutung, da die Lebensdauer einer so ausge­ rüsteten Straße erheblich gesteigert werden kann.

Die bituminösen Deckschichten bei Straßen sind meteoro­ logisch bedingten Wärmeschwankungen ausgesetzt. Die Erwärmung ist gekennzeichnet durch die Wärmeeindringzahl KJ/qm K . Der Zahlenwert ist gleich derjenigen Wärmemenge, die pro Zeiteinheit durch eine Oberfläche von 1 qm Dicke geht, wenn beiderseits ein Temperaturunter­ schied von 1 K besteht. Dabei ist

KJ Wärmemenge in Kilo-Joule
qm Fläche in Quadratmeter
K Kelvin = Temperaturdifferenz 0°C=273,15 K
Zeiteinheit in Wurzel aus Sekunde.

Es bildet sich ein mehr oder weniger markanter Gradient innerhalb des bituminösen Straßenbelages aus, welcher unabdingbar zu thermisch bedingten Spannungen führt. Das erfindungsgemäß flache Armierungsgewebe bewirkt, daß die Verbundübergangsschichten nur auf Scheren beansprucht werden. Jede technisch nicht notwendige Dicke oder Mächtigkeit wird vermieden. Die Übergangsschichten sind außerhalb der Betrachtung der eigentlichen Bitumen­ schicht zu führen. Diese Verbindungsschichten haben eine definierbar verschiedene Wärmeleitzahl (Wm/K) sowie ein verschiedenes Schermodul. Der Zahlenwert der Wärmeleitzahl entspricht der Wärmeenergie auf 1 m bei einem Temperatur­ unterschied von 1 Kelvin. Dabei ist

Wm Watt-meter
K Kelvin.

Wesentlicher Teil der vorliegenden Erfindung ist auch die Tränkung des Armierungsgewebes. Bevorzugt soll die Trän­ kung mehrstufig erfolgen. In einer ersten Stufe wird eine Grundschicht aus zwischen den sich kreuzenden Stegen er­ zeugt. Die Fäden werden quasi insgesamt umhüllt und bil­ den dann eine Oberfläche für eine Oberflächenschicht.

Die Grundschicht wird bevorzugt aus einer Substanz in einem Tränkebad gebildet, wobei diese Substanz eine niedrige Feststoffkonzentration aufweist. Spezielle pig­ mentartige Netzmittel werden zugegeben und führen dazu, daß einige frei verfügbare Netzmittelteilchen auf der Oberfläche und den Kreuzungspunkten, Fäden und Stegen verbleiben und dann als geschlossene Oberfläche für die Oberflächenschicht dienen. Da die Fäden vollständig um­ hüllt sind, weist das Armierungsgewebe ein homogenes Bindefestigkeitsverhalten auf. Damit ist gleichzeitig auch ein optimaler Schutz gegen mögliche Einwirkungen von Ver­ gasertreibstoffen, Gefrierschutzmittel, Öl und Diesel­ treibstoffen erreicht.

Die Oberflächenschicht wird bevorzugt aus einer Dispersion aus Bitumen, Acrylaten und/oder Kunststoffen und/oder einer Mischung derselben gebildet. Damit wird bewirkt, daß gegen migrierende Bestandteile eine hohe Sicherheit besteht.

Die mehrstufige porenvermeidende Beschichtung mindert auch die Gefahr der Schichtunterwanderung durch Diffusion von Schadstoffen wie z. B. Treibstoffadditiven. Im übrigen hat die Oberflächenschicht im wesentlichen kraftvermittelnde Eigenschaften. Ferner sind die einzelnen Schichten aus Substanzen mit einem sich verstärkenden Diffusionswider­ stand gebildet. Hierdurch wird die allgemeine chemische, biologische und mechanische Widerstandsfähigkeit erhöht.

Von der vorliegenden Erfindung wird auch ein Armierungs­ gewebe umfaßt, welches nach dem o.g. Verfahren hergestellt ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzug­ ter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 einen teilweise dargestellten Querschnitt durch in Straßenbelagsystem;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Armierungsgewebe zur Ver­ wendung in Straßenbelägen nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Armierungsgewebe gem. Fig. 2 entlang Linie III-III;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einem erfindunggemäßen Armierungsgewebe;

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Armierungsgewebe gem. Fig. 4 entlang Linie V-V;

Fig. 6 einen vergrößert dargestellten Teilausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Armierungsgewebe.

Gem. Fig. 1 besteht ein üblicher bituminöser Straßenbelag P aus mehreren Schichten. Auf eine Frostschutzschicht ist eine Tragschicht 2 aufgebracht. Auf dieser befindet sich eine Binderschicht 3, welche mit einem Armierungs­ gewebe 4 belegt ist. Die Binderschicht 3 mit dem Armie­ rungsgewebe 4 wird von einer dünneren Deckschicht 5 überdeckt.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Armierungs­ gewebe 4. Dieses besteht üblicherweise aus einem Gewebe G, in welchem sich eine Vielzahl von Filamentbündeln 6 kreuzen. Hierbei sind Längsstege 7 und Querstege 8 zu unterscheiden. Jeder Steg 7 bzw. 8 besteht aus einer Vielzahl von Fäden 9, welche aus Multi- oder Monofilen hergestellt sein können.

In Fig. 2 ist erkennbar, daß der Längssteg 7 von einem Dreherfaden 10 umfangen ist, wobei der Deherfaden 10 in Kreuzungspunkten 11 jeweils auch einen Quersteg 8 unter­ greift und dann seine Richtung über den Längssteg 7 wechselt. Der Dreherfaden 10 kann beispielsweise aus einem dünnen Multifilament gefertigt sein. Die einfache, manch­ mal auch doppelte Dreherbindung bewirkt, daß die Längs­ stege teilweise rund und bündelförmig angeordnet sind, wie dies in Fig. 3 besser erkennbar ist.

Üblicherweise erfolgt nach der Herstellung des Gewebes G dessen Tränkung mit einer Haftmasse, beispielsweise einem Kleber od. dgl., damit das Gewebe G bzw. die Fäden in den Längsstegen 7 und Querstegen 8 schiebefest werden. Aller­ dings ist diese Tränkung gerade in den Kreuzungspunkten 11 durch die Überdeckung der Längsstege mit den Querstegen bzw. umgekehrt mangelhaft, was zu Festigkeitsverlusten in den Kreuzstegen führt. Bei einer Scherbeanspruchung dieses Gewebes G können, bedingt durch die auftragende Konstruk­ tion bzw. Anordung des Dreherfadens 10 bzw. der gesamten Dreherbindung, unerwünschte Biegemomente auftreten, die zur Beeinträchtigung der Verbundhaftung führen.

Demgegenüber ist ein erfindungsgemäßes Gewebe G1 gem. den Fig. 4-6 sowohl anders hergestellt, als auch die Fä­ den anders miteinander verbunden. Erfindungsgemäß wird das Gewebe G1 zur Sicherung gegen Verschieben in Kreuzungs­ punkten 11 und zum besseren Verkleben und/oder Verlegen einer ein- oder mehrstufigen Tränkung unterzogen. Als erstes wird das Gewebe G1 in ein Tränkebad mit niedriger Feststoffkonzentration eingetaucht. Es werden spezielle pigmentartige Netzmittel zugegeben, die dazu führen, daß einige frei verfügbare Netzmittelteilchen auf der Ober­ fläche und den Kreuzungspunkten 11, den Fäden 9 und den Stegen 7 bzw. 8 verbleiben und so eine geschlossene Grund­ schicht 12 für eine letztendliche Oberflächenschicht 13 darstellen. In Fig. 6 ist erkennbar, daß alle Fäden 9 vollständig umhüllt werden, so daß das Gewebe G1 ein homogenes Bindefestigkeitsverhalten aufweist. Damit ist auch ein optimaler Schutz gegen mögliche Einwirkungen von Vergasertreibstoffen, Gefrierschutzmitteln, Öl und Diesel­ treibstoff erreicht.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch, daß bei der mehrstu­ figen Tränkung die bei der Fadenherstellung und beim Weben anfallenden Avivagen oder auch Schlichtemittel zur Stei­ gerung der Beschichtungshaftung neutralisiert oder eli­ miniert werden.

Für die Oberflächenschicht 13 ist an eine Dispersion aus Bitumen, Acrylat oder anderen geeigneten Kunststoffen und Mischungen derselben gedacht. Damit wird auch erreicht, daß gegen migrierende Bestandteile eine große Sicherheit besteht. Ferner vermindert die mehrstufige, porenvermei­ dende Beschichtung auch die Gefahr der Schichtunterwan­ derung durch Diffusion von Schadstoffen, wie z. B. Treib­ stoffadditiven. Insgesamt ist die Schiebefestigkeit durch diese Art der Tränkung wesentlich verbessert, so daß zum einen die Haftung der Fäden in dem Gewebe selbst mitein­ ander und andererseits auch die Haftung zu der das Gewebe G1 umgebenden Matrix verbessert ist. Ferner wird die allgemeine Festigkeit und chemische, biologische und mechanische Widerstandsfähigkeit erhöht.

Der weitere Teil der vorliegenden Erfindung betrifft die Verbindung der einzelnen Fäden 9 miteinander insbeson­ dere in den Kreuzungspunkten 11. Aus Fig. 4 und 5 ist er­ kennbar, daß kein Dreherfaden 10 benutzt wird. Die Fäden 9 liegen zwar nach wie vor in den Kreuzungspunkten möglichst eng beieinander, sind jedoch nicht umschlin­ gend ausgebildet. Die Verkreuzung der Fäden 9 in den Kreuzungspunkten 11 wird so flach wie möglich gehalten, d. h. die Fäden sind nur teilweise und nicht vollständig miteinander verkreuzt. Damit wird das gesamte Gewebe G1 sehr flach gehalten und jede technisch nicht notwendige Dicke oder Mächtigkeit vermieden. Wird ein derartiges Gewebe G1 in irgendeiner Richtung auf Scherung bean­ sprucht, so sind keine oder nur vernachläßigbar kleine Biegebeanspruchungen zu befürchten, wobei noch ein wesentliches Augenmerk auf die Vermeidung von Mikropo­ rosität zu richten ist.

Die Oberfläche des Gewebes G1 für bituminöse Schichten ist so gestaltet, daß ein Fülleranteil der bituminösen Schicht, der sich in der Sieblinie von 0 bis 0,09 mm bewegt und zusammen mit dem Bitumen den eigentlichen Bindemörtel bildet, sich ohne Hohlräume an die Oberflä­ chenstruktur des Gewebes dicht anlegen kann und zudem auch der Binderschicht 3 möglichst flach aufliegt, um eine möglichst große Druckaufnahmefläche zu bilden.

Das Gewebe G1 ermöglicht einen spannungsmäßig homogenen Verbund der bituminösen Schicht in einem Straßenbelag P. Dieser Effekt ist wirtschaftlich von zunehmender Bedeu­ tung, denn die Aufbringung des oben beschriebenen Gewe­ bes G1 läßt eine wesentliche Steigerung der Lebensdauer der so ausgerüsteten Straßen erwarten.

Positionszahlenliste

 1 Frostschutzschicht
 2 Tragschicht
 3 Bindeschicht
 4 Armierungsgewebe
 5 Deckschicht
 6 Filementbündel
 7 Längsstege
 8 Querstege
 9 Fäden
10 Dreherfäden
11 Kreuzungspunkt
12 Grundschicht
13 Oberflächenschicht

G Gewebe
P Straßenbelag

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines Armierungsgewebes für insbesondere Straßenbeläge aus sich in Kreuzungs­ punkten kreuzenden Längsstegen und Querstegen, welche aus einzelnen Fäden gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in den Kreuzungspunkten ohne einen Dreherfaden nur teilweise miteinander verkreuzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Armierungsgewebe mehrstufig getränkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Tränkung zuerst eine Grundschicht auch zwischen den sich kreuzenden Stegen erzeugt wird, welche dann eine Oberfläche für eine Oberflächenschicht bildet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Tränkebad für die Grundschicht ein solches mit niedriger Feststoffkonzentration benutzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tränkebad spezielle pigmentartige Netzmittel zugegeben werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Oberflächenschicht aus einer Dispersion aus Bitumen, Acrylaten und/oder Kunststoffen und/oder einer Mischung derselben gebildet wird.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grund- und Oberflä­ chenschichten aus Substanzen mit einem sich verstär­ kenden Diffusionswiderstand gebildet werden.

8. Armierungsgewebe für insbesondere Straßenbeläge aus sich in Kreuzungspunkten kreuzenden Längsstegen und Querstegen, welche aus einzelnen Fäden gebildet sind dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden (9) in den Kreuzungspunkten (11) nur teilweise miteinander ver­ kreuzt sind.

9. Armierungsgewebe nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fäden (9) mit einer Grundschicht (12) und einer Oberflächenschicht (13) belegt sind.

10. Armierungsgewebe nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Grundschicht (12) auch zwischen sich kreuzenden Fäden (9) vorhanden ist.