EP0199371A2 - Verfahren zur Herstellung von Fahrbahndecken auf Brücken - Google Patents
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
- E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
- E01D19/08—Damp-proof or other insulating layers; Drainage arrangements or devices ; Bridge deck surfacings
- E01D19/083—Waterproofing of bridge decks; Other insulations for bridges, e.g. thermal ; Bridge deck surfacings
Definitions
- the invention relates to a method for producing bituminous pavement ceilings on bridges with pavement slabs made of metal or concrete, in which one or more adhesive and insulating layers made of hardening plastic are applied between the pavement slab and the pavement slab, at least in the upper layer before Hardening is sprinkled with granules.
- Bridges in steel or reinforced concrete construction are provided with pavements made of bituminous mix. Cracks can occur with these bituminous coverings, so that rainwater and de-icing salt water can penetrate and destroy the pavement slabs. Insulating layers made of hardening plastic are therefore applied to the carriageway slabs to protect them from corrosion. However, since the adhesion between the hardened plastic layer and the asphalt layers is mostly low, the surface of the plastic layer is roughened in order to obtain a positive connection.
- DE-PS 840 400 proposes to sprinkle grit or steel chips in the still liquid plastic layer. However, due to their high density, these granules sink to the pavement slabs. This creates leaks in the insulating covering.
- DE-PS 12 40 547 proposes a two-layer plastic layer consisting of an insulating and an adhesive layer, into which chippings are scattered. Because of the high expenditure, a fabric web is inserted into the still liquid plastic layer in DE-PS 22 23 641, in order to prevent the grit from sinking through. Since this method also appeared to be too complex, it was proposed in DE-OS 24 50 987 to use a plastic with a thixotropic flow behavior.
- the adhesion between the plastic layer and asphalt can also be improved by mechanically deforming the plastic surface, such as by rolling grooves (DE-PS 850 458) or by inserting a reinforcing layer made of a non-woven material, the lower part of which is made of the liquid plastic and the upper part of which the bitumen is penetrated (DE-OS 27 91 885).
- hairline cracks can occur in the insulating and adhesive layers. There may be several reasons for this. Different coefficients of thermal expansion and different moduli of elasticity of the road slabs on the one hand and the plastic layer on the other hand are certainly also to be regarded as reasons for hairline cracks.
- DE-OS 23 54 913 therefore proposes a two-layer plastic coating with sprinkled grit, in which a plastic that remains elastic after heating to 240 ° C. is used. This process is also very complex and severely limits the selection of suitable plastics.
- the invention has for its object to develop a novel method for the production of road surfaces, in which the aforementioned difficulties are avoided and in addition to an excellent adhesion between the plastic layer and bituminous outer layers, an elasticization of the boundary layer is achieved so that hairline cracks are bridged.
- the granules consist of at least one material which is in the molten state at the installation temperature of the bituminous mixture and which binds to the bitumen and the plastic layer.
- Solvent-free epoxy resin systems with suitable hardeners and polyurethane resins or their respective tar or bitumen combinations, which are optionally provided with fillers, are preferably used as the hardening plastics for the adhesive and insulating layer.
- suitable hardeners and polyurethane resins or their respective tar or bitumen combinations which are optionally provided with fillers, are preferably used as the hardening plastics for the adhesive and insulating layer.
- suitable hardeners and polyurethane resins or their respective tar or bitumen combinations which are optionally provided with fillers, are preferably used as the hardening plastics for the adhesive and insulating layer.
- other curing plastics known to the person skilled in the art can also be used.
- the granules consist of thermoplastic or elastic polymers or their bitumen combinations and have a melting point in the range of approximately 40-150 ° C., preferably between 70 and 120 ° C.
- the melting point must be matched to the intended bituminous covering.
- the chemical structure of the plastic granules must be such that they are well compatible with both the hardening plastic system of the adhesive and insulating layer, e.g. Tar-epoxy resin combinations with predominantly aromatic structures, as well as with the aliphatic structures of the bituminous coverings.
- the homopolymers or copolymers can be used either in pure form or in admixture with other polymers, with bitumen, natural resins, oligomeric hydrocarbon resins, synthetic rubber or plasticizers.
- the grain size of the granules should be selected so that 90% by weight is in the range from 1 to 10 mm, preferably between 3 and 6 mm.
- the road slabs are treated in the usual way with a suitable low-solvent primer in order to bind the dust on concrete slabs or to prevent corrosion on steel slabs.
- a suitable low-solvent primer in order to bind the dust on concrete slabs or to prevent corrosion on steel slabs.
- an adhesive and insulating layer made of hardening plastic is applied in a layer thickness of 1 to 5 mm, preferably 2 to 3 mm, into which 0.5 to 1.0 kg / m 2 of the granules are sprinkled. Because of its low density compared to chippings, the granulate used according to the invention sinks only a little into the adhesive and insulating layer, so that it does not touch the surface of the carriageway slab. After curing, the unbound granulate can be swept off.
- the bituminous mix When the bituminous mix is installed, the granulate is melted and forms a homogeneous, force-locking connection between the plastic layer and the asphalt, which is able to easily bridge hairline cracks.
- the asphalt also penetrates into the depressions in the adhesive and insulating layer and thus forms an additional positive connection.
- the deck of a concrete bridge is impregnated with 0.5 kg / m 2 of a low-solvent primer based on liquid epoxy resins.
- the primer has the following composition:
- the deck of a steel bridge is derusted and cleaned in accordance with the regulations. Then 500 g / m 2 of an anti-rust primer based on solid, high-molecular epoxy resins (Orthoflex PR 1116; Strabag-Bau AG) are applied. After the primer has hardened, the road surface is coated with 2 kg / m 2 of a solvent-free mass based on liquid epoxy resins (Orthoflex BC, Strabag-Bau AG).
- thermoplastic granulate based on a bitumen-modified ethylene copolymer (Lucobit; BASF) with a grain size of 2 to 3 mm and a melting point of 95-105 ° are sprinkled into the still liquid adhesive and insulating layer C.
- a road surface made of rolled asphalt is installed in a known manner.
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Abstract
Als Haft-und Isolierschicht zwischen der Fahrbahnplatte und der bituminösen Fahrbahndecke wird eine Schicht aus aushärtendem Kunststoff vorgeschlagen, in die vor dem Anhärten ein Granulat aus thermoplastischen oder elastischen Polymeren eingestreut wird, deren Schmelzpunkt unterhalb der Einbautemperatur des bituminösen Gemisches liegt. Die Polymere müssen mit Bitumen und dem aushärtenden Kunststoff verträglich sein. Auf diese Weise wird neben einer formschlüssigen Verbindung eine zusätzliche Verklebung der Kunststoffschicht mit der bituminösen Fahrbahndecke erreicht und eine Abdichtung eventuell auftretender Haarrisse.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von bituminösen Fahrbahndecken auf Brücken mit Fahrbahnplatten aus Metall oder Beton, bei denen zwischen der Fahrbahnplatte und der Fahrbahndecke eine oder mehrere Haft-und Isolierschichten aus aushärtendem Kunststoff aufgebracht werden, wobei zumindest in der oberen Schicht vor dem Anhärten ein Granulat eingestreut wird.
- Brücken in Stahl-oder Stahlbetonbauweise werden mit Fahrbahndecken aus bituminösem Mischgut versehen. Bei diesen bituminösen Belägen können Risse auftreten, so daß Regen-und Tausalzwasser eindringen und die Fahrbahnplatten zerstören können. Es werden daher Isolierschichten aus aushärtendem Kunststoff auf die Fahrbahnplatten aufgebracht, um diese vor der Korrosion zu - schützen. Da die Haftung zwischen der ausgehärteten Kunststoffschicht und den Asphaltschichten aber meist gering ist, wird die Oberfläche der Kunststoffschicht aufgerauht, um eine formschlüssige Verbindung zu erhalten.
- So wird in der DE-PS 840 400 vorgeschlagen, in die noch flüssige Kunststoffschicht Splitt oder Stahlspäne einzustreuen. Infolge ihrer hohen Dichte sinken diese Granulate jedoch bis auf die Fahrbahnplatten. Dadurch entstehen Undichtigkeiten in dem Isolierbelag.
- Um dies zu verhindern, wird in der DE-PS 12 40 547 eine zweilagige Kunststoffschicht aus einer Isolierund und einer Haftschicht, in die Splitt eingestreut ist, vorgeschlagen. Wegen des hohen Aufwandes wird in der DE-PS 22 23 641 eine Gewebebahn in die noch flüssige Kunststoffschicht eingelegt, um so das Durchsinken des Splittes zu verhindern. Da auch dieses Verfahren noch zu aufwendig erschien, wurde in der DE-OS 24 50 987 vorgeschlagen, einen Kunststoff mit thixotrop eingestelltem Fließverhalten zu verwenden.
- Die Haftung zwischen Kunststoffschicht und Asphalt läßt sich außerdem durch mechanisches Verformen der Kunststoffoberfläche wie beispielsweise durch Einwalzen von Rillen (DE-PS 850 458) verbessern oder durch Einlegen einer Verstärkungslage aus einem ungewebten Material, dessen unterer Teil von dem flüssigen Kunststoff und dessen oberer Teil von dem Bitumen durchdrungen wird (DE-OS 27 91 885).
- In der DE-OS 25 15 168 wird der bessere Verbund durch eine Verankerungszwischenlage mit aus Kunstharzmörtel geformte Noppen oder Rippen erreicht. Auch dieses Verfahren ist sehr aufwendig.
- Wie in der DE-OS 23 54 913 ausgeführt, können in den Isolier-und Haftschichten Haarrisse entstehen. Dies mag verschiedene Ursachen haben. Unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten und verschiedene Elastizitätsmoduli der Fahrbahnplatten einerseits und der Kunststoffschicht andererseits sind sicherlich auch als Gründe für das Entstehen von Haarrissen anzusehen.
- In der DE-OS 23 54 913 wird daher eine zweilagige Kunststoffbeschichtung mit eingestreutem Splitt vorgeschlagen, bei der ein nach nach dem Erwärmen auf 240°C elastisch bleibender Kunststoff verwendet wird. Auch dieses Verfahren ist sehr aufwendig und schränkt die Auswahl der geeigneten Kunststoffe stark ein.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Fahrbahndecken zu entwickeln, bei denen die vorerwähnten Schwierigkeiten vermieden werden und neben einer ausgezeich neten Haftung zwischen Kunststoffschicht und bituminösen Deckschichten eine Elastifizierung der Grenzschicht erreicht wird, so daß entstehende Haarrisse überbrückt werden.
- Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Granulat aus mindestens einem bei der Einbautemperatur des bituminösen Mischgutes im geschmolzenen Zustand befindlichen, mit dem Bitumen und der Kunststoffschicht sich verbindendem Material besteht.
- Als aushärtende Kunststoffe für die Haft-und Isolierschicht werden bevorzugt lösungsmittelfreie Epoxidharzsysteme mit geeigneten Härtern und Polyurethanharze bzw. ihre jeweiligen Teer-oder Bitumenkombinationen verwendet, die gegebenenfalls mit Füllstoffen versehen sind. Aber auch andere, dem Fachmann bekannte, aushärtende Kunststoffe können benutzt werden.
- Die Granulate bestehen aus thermoplastischen oder elastischen Polymeren oder ihren Bitumenkombinationen und weisen einen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 40 -150°C auf, vorzugsweise zwischen 70 und 120°C. Der Schmelzpunkt muß auf den vorgesehenen bituminösen Belag abgestimmt sein. Beim Einbau von Walzasphalt mit einer Einbautemperatur von maximal 150°C werden Granulate mit Schmelztemperaturen zwischen 70 und 80°C bevorzugt, beim Einbau von Gußasphalt mit etwa 100°C höheren Einbautemperaturen solche mit einem Schmelzpunkt zwischen 100 und 120°C.
- Der chemische Aufbau der Kunststoffgranulate muß so sein, daß eine gute Verträglichkeit sowohl mit dem aushärtenden Kunststoffsystem der Haft-und Isolier schicht, wie z.B. Teer-Epoxidharz-Kombinationen mit überwiegend aromatischen Strukturen, als auch mit den aliphatischen Strukturen der bituminösen Beläge besteht.
- Diese Anforderungen erfüllen z.B. Polyvinylacetate, Polyvinylpropionate, Copolymerisate aus Vinylacetat oder Vinylpropionat mit Ethylen, Homo-und Copolymerisate aus Alkylacrylaten mit Ethylen, Propylen, Acrylsäure, Maleinsäure, Styrol-oder Acrylnitril. Die Homo-oder Copolymerisate können entweder in reiner Form oder in Abmischung mit anderen Polymeren, mit Bitumen, Naturharzen, oligomeren Kohlenwasserstoffharzen, Synthesekautschuk oder Weichmachern Verwendung finden.
- Die Korngröße des Granulats sollte so gewählt werden, daß 90 Gew.-% im Bereich von 1 bis 10 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 6 mm liegt.
- Die Fahrbahnplatten werden in üblicher Weise mit einem geeigneten lösungsmittelarmen Primer behandelt, um bei Betonplatten den Staub zu binden bzw. um einer Korrosion bei Stahlplatten vorzubeugen. Nach dem Erhärten des Primers wird in einer Schichtdicke von 1 bis 5 mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm, eine Haft-und Isolierschicht aus aushärtendem Kunststoff aufgetragen, in die unmittelbar danach, innerhalb der Gelierzeit, 0,5 bis 1,0 kg/m2 des Granulats eingestreut werden. Wegen seiner geringen Dichte gegenuber Splitt sinkt das erfindungsgemäß verwendete Granulat nur wenig in die Haft-und Isolierschicht ein, so daß es die Oberfläche der Fahrbahnplatte nicht berührt. Nach dem Aushärten kann das nicht gebundene Granulat abgefegt werden. Beim Einbau des bituminösen Mischgutes wird das Granulat geschmolzen und bildet eine homogene kraftschlüssige Verbindung zwischen der Kunststoffschicht und dem Asphalt, die Haarrisse ohne weiteres zu überbrücken vermag. Der Asphalt dringt außerdem in die Vertiefungen der Haft-und Isolierschicht ein und bildet so einen zusätzlichen formschlüssigen Verbund.
- Durch die Kombination des kraft-und des formschlüssigen Verbundes wird eine Haftung zwischen Kunststoff-und Asphaltschicht erreicht, die die Eigenfestigkeit des Fahrbahnbelages deutlich übertrifft.
- Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein.
- Die Fahrbahnplatte einer Brücke aus Beton wird mit 0,5 kg/m2eines lösungsmittelarmen Primers auf der Basis flüssiger Epoxidharze imprägniert. Der Primer hat folgende Zusammensetzung:
- Nach dem Aushärten des Primers werden auf die Fahr bahnplatte 3 kg/m2 einer elastischen Masse auf der Basis modifizierter Epoxidharze aufgebracht, bestehend aus:
- In die noch flüssige Massen werden 1000 g/m2 Granulat der Körnung 5 bis 6 mm eines mit Bitumen modifizierten Ethylencopolymerisats (Lucobit; BASF) eingestreut, das einen Schmelzpunkt von 95 -105 °C hat. Nach dem Aushärten der elastischen Masse wird das nicht eingebundene Granulat abgefegt und in üblicher Weise ein Fahrbahnbelag aus Gußasphalt aufgebracht.
- Die Fahrbahnplatte einer Brücke aus Stahl wird entsprechend den Vorschriften entrostet und gereinigt. Danach werden 500 g/m2 eines Rostschutzprimers auf der Basis fester, hochmolekularer Epoxidharze (Orthoflex PR 1116; Strabag-Bau AG) aufgetragen. Nach dem Aushärten des Primers wird die Fahrbahnplatte mit 2 kg/m2 einer lösungsmittelfreien Masse auf der Basis flüssiger Epoxidharze (Orthoflex BC, Strabag-Bau AG) beschichtet. In die noch flüssige Haft-und Isolier - schicht werden 500 g/m2 eines thermoplastischen Granulats auf der Basis eines mit Bitumen modifizierten Ethylencopolymerisats (Lucobit; BASF) mit einer Körnung von 2 bis 3 mm eingestreut, das einen Schmelzpunkt von 95 -105°C hat. Nachdem die Haft-und Isolierschicht ausgehärtet ist, wird in bekannter Weise ein Fahrbahnbelag aus Walzasphalt eingebaut.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von bituminösen Fahrbahndecken auf Brücken mit Fahrbahnplatten aus Metall oder Beton, bei denen zwischen der Fahrbahnplatte und der Fahrbahndecke eine oder mehrere Haft-und Isolierschichten aus aushärtendem Kunststoff aufgebracht werden, wobei zumindest in der oberen Schicht vor dem Anhärten ein Granulat eingestreut wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat aus mindestens einem bei der Einbautemperatur des bituminösen Mischgutes im geschmolzenen Zustand befindlichen, mit dem Bitumen und der Kunststoffschicht sich verbindendem Material besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht aus einem lösungsmittelfreien Epoxidharzsystem besteht, dem gegebenenfalls geeignete Füllstoffe beigemischt sind.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat aus thermoplastischen und/oder elastischen Polymeren mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 40 bis 150°C besteht.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Granulat aus einer Kombination von thermoplastischen und/oder elastischen Polymeren mit Bitumen besteht und einen Schmelzpunkt im Bereich zwischen 70 und 120°C hat.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 90 Gew.-% des Granulats eine Körnung innerhalb des Bereiches von 1 -10 mm, vorzugsweise 3 -6 mm hat.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat in einer Menge von 0,5 bis 1 kg/m2 in die noch flüssige Kunststoffschicht eingestreut wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht eine Dicke von 1 -5 mm, vorzugsweise von 2 -3 mm hat.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht auf die mit einem lösungsmittelarmen Primer, vorzugs weise auf der Basis von Epoxidharzen, behandelte Oberfläche der Fahrbahnplatte nach dem völligen Erhärten des Primers aufgetragen wird.
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