DE69900819T2

DE69900819T2 - Gitterstruktur

Info

Publication number: DE69900819T2
Application number: DE69900819T
Authority: DE
Inventors: Christoph Baumgart; Jörg KLOMPMAKER
Original assignee: Synteen & Lueckenhaus Textil T; Synteen & Lueckenhaus Textil-Technologie GmbH
Current assignee: SYNTEEN & LUECKENHAUS TEXTIL-TECHNOLOGIE GMBH, 797
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2019-03-12
Also published as: EP1066425B1; WO1999049136A1; PT1066425E; AU3330199A; ATE212399T1; US6440529B1; DK1066425T3; DE69900819D1; EP1066425A1; DE19812475A1; ES2171327T3; CA2321655A1; CA2321655C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gitterkonstruktion zur Armierung im Straßenbau nach Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine derartige Gitterkonstruktion in Form eines Gittergewebes ist bekannt aus FR-A-207604.
Ein weiteres Gittergewebe zur flächigen Verstärkung des Straßenoberbaus ist bekannt aus US-A-2 155 667. Hierzu wird das Gittergewebe auf den Untergrund aufgelegt und mit einer bituminösen Asphaltbeschichtung abgedeckt. Das Gitter besteht aus Bändern aus Glasfasermaterial und ist deshalb relativ biegesteif.
Auf den so vorbereiteten Untergrund soll dann der Straßenbelag z. B. als Grobschicht und Feinschicht aufgebracht werden.
Damit das eingelegte Gittergewebe beim Aufbringen des Straßenbelags nicht behindert, muß es in der bituminösen Asphaltbeschichtung festgehalten werden.
Damit tritt aber eine Vielzahl von Parametern auf, die nur schwierig optimal einzuhalten sind.
Ist bei entsprechender Schichtdicke die Temperatur der Asphaltbeschichtung zu hoch, besteht die Gefahr, daß das Gitter einsinkt. Die den Glasfibern innewohnende Vorspannung kann auch zu lokalem Abheben des Gittergewebes aus dem Asphaltbett führen. Ist die Temperatur der bituminösen Asphaltbeschichtung zu niedrig, schwimmt das Gitter auf. Gegebenenfalls kann auch die Festhaltekraft der Asphaltbeschichtung auf das Gittergewebe zu gering sein.
Auch in diesem Fall besteht die Gefahr, daß das Gittergewebe aus dem Asphaltbett aufsteht.
Um das zu vermeiden, ist es aus der DE 195 43 991 bekannt, ein entsprechendes Gittergewebe mit einem Vlies zu verbinden. Hierdurch entsteht ein Gittergewebe, dessen Felder vollflächig von dem Vliesmaterial aufgefüllt sind.
Zwar lassen sich hierdurch die Haltekräfte der bituminösen Asphaltbeschichtung auf das Gittergewebe erheblich erhöhen.
Die Penetration der Asphaltbeschichtung durch die Vliesschicht hindurch ist aber stark zeit-und temperaturabhängig. Aus diesem Grunde besteht die Gefahr der Bildung von Hohlstellen zwischen der Asphaltbeschichtung dem Straßenbelag.
Dies läßt sich nur durch einen weiteren Arbeitsgang vermeiden, indem auf den aufgelegten Gewebe-Vliesverbund eine zusätzliche Asphaltbeschichtung aufgebracht wird. Im übrigen bietet diese Art von vollflächigem Verbund die Möglichkeit einer Wasserabflußsperre, die z. B. bei Rissen in dem Straßenbelag von Vorteil ist.
Beim Übergang von Frost-zu Tauperioden wird nämlich das Eindringen von Wasser in den Straßenunterbau erheblich behindert. Das Wasser fließt folglich nur zur Seite ab.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gitterkonstruktion zu schaffen, die unter Vermeidung zusätzlicher Arbeitsgänge und unter Ausschluß von Fehlstellen an der Asphaltbeschichtung anhaften bleibt, bis der Straßenbelag aufgebracht wird.
Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil einer überproportionalen Erhöhung der Haltekräfte gegenüber der Asphaltbeschichtung ohne Verlust an der Zugfestigkeit der sich kreuzenden Stränge aus textilem Material.
Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß die Erfindung den grundsätzlichen Gedanken der flächigen Haftvermittlungszone integriert in das Erfordernis der guten Penetration der Asphaltbeschichtung.
Durch die "nur" teildurchlässige Auffüllung der Gitterfelder verbleiben genügend Freistellen innerhalb der einzelnen Gitterfelder, durch welche die flüssige bituminöse Asphaltbeschichtung von der Unterseite der Gitterkonstruktion zur Oberseite der Gitterkonstruktion dringen kann.
Die erfindungsgemäße Gitterkonstruktion wird somit durch eine vorher aufgebrachte Schicht aus bituminösem Material unmittelbar nach dem Auflegen von beiden Seiten umschlossen, wodurch einerseits die Probleme unzureichender Penetration vermieden werden und zugleich die Haltekräfte auf die Gitterkonstruktion erheblich erhöht werden.
Das dünne textile Material bildet -mikroskopisch gesehen- einzelne Materialfasern, die sich sozusagen in der Asphaltbeschichtung festhalten lassen und auf diese Weise zu einem praktisch flächigem Verbund durch Einlagerung in die Asphaltbeschichtung sorgen.
Das dünne textile Material sollte von saugfähiger Beschaffenheit sein und die Gitterfelder unter Freilassung etwa gleichmäßig verteilter Durchtrittsstellen auffüllen.
Von Vorteil sind Materialien, die rauh, fasrig, vernetzend, verzahnend sind.
Dem Verzahnungseffekt kommt daher eine besondere Bedeutung zu.
Die Vielzahl der einzelnen Fasern des textilen Materials wird jeweils für sich in die Asphaltbeschichtung eingelagert und praktisch allseitig eingebunden. Da zwischen den Strängen der Gitterkonstruktion und den länglich-flächigen Streifen, welche die Gitterfelder teilweise auffüllen, ein inniger Verbund besteht, werden die so erzielten Haltekräfte in vollem Umfang auf die Kraftkomponente der Gitterkonstruktion übertragen. Die Kraftkomponenten der Gitterkonstruktion sind die einzelnen Stränge, die zwischen sich die Gitterfelder aufspannen.
Das Ausgangsmaterial für die länglich-flächigen Streifen können Bändchen sein, gedrehte und ungedrehte Fäden, Lunten aus Fasern und/oder Stapelfasern.
Die Dicke der länglich flächigen Streifen soll nach Möglichkeit die Dicke der Stränge des Gitters nicht übersteigen.
Auf diese Weise wird das Aufschwimmen der Gitterkonstruktion auch bei relativ dünner Asphaltbeschichtung zuverlässig verhindert.
Um die Penetration der Asphaltbeschichtung an den. Durchtrittslöchern zu erleichtern, sollte die Dicke der Streifen zu den Rändern der Streifen geringfügig abnehmen.
Zusätzlich kann auf diese Weise auch der sogenannte Kapillareffekt ausgenutzt werden, weil die Faserdichte an den Rändern etwas geringer sein dürfte als im Zentrum des flächigen Streifens.
Die so entstehenden mikroskopischen Hohlbereiche an den Rändern begünstigen die Penetration der Asphaltbeschichtung.
Sind die Ränder der Streifen im wesentlichen unregelmäßig zerfasert, ergibt sich eine statistisch günstige Verteilung der Haltekräfte innerhalb der Gitterfelder.
Sofern die Ränder benachbarter Streifen dann noch. unter gegenseitiger Berührung ineinander übergehen/miteinander in Verbindung stehen, tragen zusätzlich die Streifen auch zur Stabilisierung der Gitterkonstruktion bei und lassen trotzdem die "Überflutung" des Armierungsmaterials mit dem Asphaltmaterial zu.
Es ist prinzipiell unerheblich, ob die länglich-flächigen Streifen in Kettrichtung oder in Schußrichtung der Gitterkonstruktion des Gittergewebes verlaufen. Verlaufen die Streifen in Schußrichtung, so können die Streifen auch mit den Kettfäden jedes Stranges verbunden, z. B. verwirkt, gelegt oder verwebt sein. Dies führt zu einer Gitterkonstruktion mit stabilem Aufbau und hoher Festigkeit, ohne Beeinträchtigung der Festigkeit der einzelnen Stränge. Dies gilt auch für Streifen, die in Kettrichtung verlaufen.
Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Flächenanteil der Streifen bezogen auf die Fläche des Gitterfeldes mehr als 50% beträgt.
Auffüllungsgrade von etwa 10–90% erfüllen das Erfordernis der Erfindung.
Die Streifen können von dünnen parallelen Fäden gebildet werden, dünnen Bändchen oder einer dünnen Lunte aus Fasern/Stapelfasern.
Zweckmäßigerweise wird nach der Herstellung der Gitterkonstruktion eine Beschichtung aus einer Polymerbitumendispersion aufgebracht. Diese sollte einen Erweichungspunkt von etwa 90 Grad Celsius aufweisen.
Handelt es sich hier um einen Kunststoff mit einem Polymerbitumenanteil, ergibt sich ein inniger Verbund zwischen der Beschichtung und der bituminösen Asphaltbeschichtung mit einem Erweichungspunkt von ca. 180 Grad Celsius auf dem Straßenuntergrund durch Verschmelzen.
Der Polymerbitumenanteil stellt die Fähigkeit zur Heißversiegelung der Polymerbitumendispersion und entspricht praktisch einem Zweikomponentenverbund zwischen dem Unterbau der Straße und der Gitterkonstruktion.
Als geeignete Materialien für Kette, Schuß und Streifen kommen Glas und Polyester in Betracht, ebenso alle anderen für Verstärkungsgitter geeigneten Werkstoffe.
Da die Gewichtsanteile z. B. von Glas als auch z. B. von Polyester jeweils zwischen 0 und 100% liegen können, empfiehlt es sich, die Gewichtsanteile des Glases jeweils zu 100 durch den Gewichtsanteil von Polyester zu ergänzen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Detailansicht des Bereichs II aus 1,
3 eine Detailansicht des Bereichs III aus 1,
4 eine Detailansicht des Bereichs IV aus 1 und
5 eine Detailansicht des Bereichs V aus 1.
Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.
Die Figuren zeigen eine Gitterkonstruktion in Form eines Gittergewebes 1 wie es zur Armierung im Straßenbau verwendet wird.
Das Gittergewebe besteht hier aus miteinander verwebten Strängen von Kettfäden 2 und Schußfäden 4.
Der Kettfadenstrang 2 besteht aus einer Vielzahl einzelner paralleler Kettfäden 3a bis 3h. Der Schußfadenstrang 4 besteht aus einer Vielzahl ebenfalls paralleler Schußfäden 5a bis 5h.
Die einzelnen Kettfäden und Schußfäden liegen streng parallel zueinander und bilden ein in sich geschlossenes Strangbündel von geringer Dicke. Die einzelnen Kettfäden bzw. Schußfäden liegen flach nebeneinander und unmittelbar zueinander parallel benachbart.
Um dem so hergestellten Gittergewebe bereits eine Festigkeit zu geben, ist in der Kettrichtung 9 zu jedem Kettfadenstrang 2 ein umschlingungsdrehender Einzelfaden 6 mitgeführt, der von Kreuzungsstelle zu Kreuzungsstelle einmal über und einmal unter dem Kettfadenstrang 2 läuft und den jeweiligen Schußfadenstrang gegenüber dem Kettfadenstrang 2 einbindet.
Hierzu wechselt der umschlingungsdrehende Einzelfaden 6 von Kreuzungsstelle zu Kreuzungsstelle auch die Seite des Kettfadenstrangs.
Kettfäden und Schußfäden bestehen jeweils aus Filamenten aus textilem Material, z. B. Polyesterfilamenten und/oder Glasfilamenten, jedes der Materialien vorhanden zwischen 0 und 100% Gewichtsanteilen und ergänzt zu 100% Anteilen durch das jeweils andere der beiden Materialien.
Mehrere Kettfadenstränge 2 und Schußfadenstränge 4 bilden ein in sich bereits vorgefestigtes Gittergewebe. Jeweils zwei benachbarte Kettfadenstränge 2 und zwei ebenfalls benachbarte Schußfadenstränge 4 schließen zwischen sich ein Gitterfeld ein, welches etwa 1 bis 10 cm Seitenlänge hat.
Maßgeblich ist, daß jedes der Gitterfelder von einer Vielzahl von länglich-flächigen Streifen aus dünnem textilem Material teildurchlässig aufgefüllt ist. Die länglich-flächigen Streifen haben die Bezugszeichen 7a bis 7d.
Je nach tatsächlicher Größe des Gitterfeldes kann es auch durchaus ausreichend sein, lediglich einen einzigen länglich-flächigen Streifen in das Gittergewebe zu integrieren.
Wesentlich ist jedoch die Freilassung sogenannter Durchtrittsöffnungen 10 durch das Auffüllmaterial der länglich-flächigen Streifen. Die Durchtrittsöffnungen 10 sind sozusagen Freistellen im Gittergewebe 1, durch welche die zuvor aufgebrachte Asphaltbeschichtung von unten nach oben und umgekehrt hindurchfließen kann. Durch die nur teilweise Auffüllung der Gitterfelder verbleibt eine Vielzahl ausreichend großer Durchflußöffnungen. Die Asphaltbeschichtung kann somit die länglich-flächigen Streifen von unten binden und nach der Penetration von oben überschwemmen, bereits kurz nachdem das Gittergewebe auf die Asphaltbeschichtung aufgelegt worden ist.
Da dies im wesentlichen ohne weitere Einwirkung von außen geschehen kann, läßt sich der Straßenbelag unmittelbar nach Verlegen der Gitterkonstruktion auftragen.
Bildet man die Dicke der Streifen 7a bis 7d praktisch so gering wie die Dicke des Kettfadenstrangs 2 bzw. Schußfadenstrangs 4 aus, läßt sich mit geringem Verbrauch an bituminösem Asphaltauftrag eine fehlstellenfreie Einbindung des Gittergewebes in den Straßenuntergrund erzielen.
Die unregelmäßig zerfaserten Ränder der länglich-flächigen Streifen 7a bis 7d bieten -statistisch gesehen- eine zuverlässige Gewähr für eine gute Verteilung der Haltekräfte von der Asphaltbeschichtung auf das Gittergewebe.
Da es für die Erfindung ausreicht, lediglich etwa bis zu 30% der Fläche des Gitterfeldes freizulassen, können die Ränder benachbarter Streifen unter gegenseitiger Berührung ineinander übergehen.
Die freibleibenden Inseln zwischen den Streifen bilden ausreichend große Durchflutungsöffnungen im Sinne der Teildurchlässigkeit.
Insbesondere 2 zeigt eine Kreuzungsstelle zwischen dem Kettfadenstrang 2 und einem der Streifen 7a.
Da der Streifen 7a hier in Schußrichung 8 des Gittergewebes 1 verläuft, bietet es sich an, die Streifen 7a bis 7d mit den Kettfäden 3a bis 3h zu verweben.
Zusätzlich ist gezeigt, daß der Streifen 7a mit jedem einzelnen Kettfaden 3a bis 3h aus jedem einzelnen der Kettfadenstränge 2 verwebt ist.
Da zwei jeweils benachbarte Kettfäden wechselweise auf Oberseite und Unterseite des Streifens 7a verlaufen, entsteht auf diese Weise eine schiebefeste Einbindung des Streifens 7a in den Kettfadenstrang 2.
3 zeigt ergänzend eine nicht verwobene Stelle des Kettfadenstrangs. Man erkennt, daß die Kettfäden praktisch parallel zueinander und unmittelbar benachbart verlaufen.
Da vorzugsweise auf das so entstandene Gittergewebe nach dem Webvorgang eine Beschichtung aus einer Polymerbitumendispersion aufgebracht wird, entsteht auch an den nicht mit den länglich-flächigen Streifen 7 verwobenen Stellen eine hinreichend hohe Festigkeit im Kettfadenstrang 2 bzw. Schußfadenstrang 4.
Wie nämlich 4 erkennen läßt, gibt es auch im Schußfadenstrang 4 Bereiche, in denen die Schußfäden lediglich exakt parallel zueinander benachbart sind und durch die nachträglich aufgebrachte Beschichtung der polymerbitumen Dispersion eine ausgezeichneten Strangfestigkeit erzielen.
Ergänzend zeigt 5 eine Kreuzungsstelle zwischen Kettfadenstrang 2 und Schußfadenstrang 4. Der Schußfadenstrang 4 ist zu einer Hälfte vollständig über den Kettfaden strang 2 gelegt. Diese Hälfte wird von dem umschlingungsdrehenden Einzelfaden 6, der ebenfalls in Kettrichtung 9 läuft, gehalten.
Von den Einzelfäden der anderen Hälfte des Schußfadenstrangs ist jeder mit einem Einzelfaden aus dem Kettfadenstrang für sich verwebt.
Da zusätzlich der umschlingungsdrehende Einzelfaden 6 von der Oberseite zur Unterseite und zugleich von der rechten Seite auf die linke Seite der Kreuzungsstelle wechselt, ergibt sich auch für den nicht eingewebten Teil des Schußfadenstrangs an dieser Kreuzungsstelle eine ausreichende Festigkeit.
Die länglich-flächigen Streifen 7 können aus dünnen parallelen Fäden gebildet werden. Ebenso kommen dünne Bändchen in Betracht oder dünne Lunten aus Fasern/Stapelfasern.
Die Verwendung von Lunten aus Faser/Stapelfasern bietet den zusätzlichen Vorteil einer weitgehenden Zerfaserung der Streifenränder, wodurch die Einbindungsfestigkeit des Gittergewebes in die untergelegte Asphaltbeschichtung erhöht wird.
Unter einer Gitterkonstruktion werden im vorliegenden Fall gitterartig aufgebaute Gewebe, Gewirke, Gelege einschließlich solcher Gelege verstanden, deren sich kreuzende Stränge 2, 4 an den Kreuzungsstellen ohne Durchkreuzung miteinander vermascht sind.

Claims

Gitterkonstruktion (1) zur Armierung im Straßenbau mit sich kreuzenden Strängen (2, 4) aus textilem Material, jeweils bestehend aus einzelnen Filamenten (3a–h, 5a–h), die strangweise flach nebeneinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Felder des Gitters von länglichflächigen Streifen (7a–7d) aus dünnem textilem Material teildurchlässig aufgefüllt sind.
Gitterkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Streifen (7a–7d) praktisch nicht größer als die Dicke der Stränge (2, 4) ist und vorzugsweise zu den Rändern jedes Streifens (7a–7d) abnimmt.
Gitterkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Streifen (7a–7d) unregelmäßig zerfasert sind.
Gitterkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ränder benachbarter Streifen (7a, 7b; 7b, 7c; 7c, 7d) unter gegenseitiger Berührung ineinander übergehen.
Gitterkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (7a–7d) in Schußrichtung (8) und/oder in Kettrichtung (9) des Gittergewebes (1) verlaufen.
Gitterkonstruktion nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Streifen (7a–7d) mit den Kettfäden (3a–h) verbunden sind.
Gitterkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (7a–7d) mit jedem einzelnen Kettfaden (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h) aus jedem einzelnen der Kettfadenstränge (2) verbunden sind.
Gitterkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flächenanteil der Streifen, bezogen auf die Fläche der Gitterfelder, mehr als 10% aber weniger als 90% beträgt.
Gitterkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (7a–7d) von dünnen, parallelen Fäden gebildet werden.
Gitterkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (7a–7d) von dünnen Bändchen gebildet werden.
Gitterkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (7a–7d) von jeweils einer dünnen Lunte aus Fasern/Stapelfasern gebildet werden.
Gitterkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach Herstellung der Gitterkonstruktion eine Beschichtung aus einer Polymerbitumendispersion aufgebracht ist.
Gitterkonstruktion nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Erweichungspunkt der Polymerbitumendispersion unterhalb des Erweichungspunktes der bituminösen Asphaltbeschichtung, ca. 180 Grad Celsius, liegt.
Gitterkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien der Kettfäden, Schußfäden und Streifen Gewichtsanteile von 0 bis 100% eines Werkstoffes z. B. Glas, jeweils ergänzt zu 100% durch den Gewichtsanteil eines anderen Werkstoffes, z. B. von Polyester enthalten.
Gitterkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein gitterartig aufgebautes Gewebe, oder um ein Gewirke, oder um ein Gelege einschließlich eines Geleges handelt, dessen sich kreuzende Stränge (2, 4) an den Kreuzungsstellen ohne Durchkreuzung miteinander vermascht sind.