DE19642025A1 - Verfahren zur Herstellung einer drainagefähigen Trennschicht zwischen Kiesbettung und Fahrbahnbelag im Straßen-, Wege- und Platzbau in Verbindung mit drainagefähigen Seitenstreifen und einem seitlich abgewinkeltem Fahrbahnbelag - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von Frost- und Pflanzenaufbrüchen und Setzungen im Fahrbahnbereich und deren Seitenstreifen, im Straßen-, Wege-, Platz- und Tiefbau.

Die Erfindung betrifft eine drainagefähige Trennschicht zwischen geschlossenen Fahrbahn- oder Platzbelägen und deren Untergrund und einem drainagefähigen Seitenstreifen auf Basis einer festgebundenen Tragschicht gebunden und/oder verklebt durch Duo- oder Thermopla­ ste, dabei werden die tragenden Füllstoffe wie zum Beispiel Sand, Splitt, Kies, Schotter usw. mit dem flüssigen Kunststoff umhüllt und mit Druck verdichtet.

Der allgemeine Straßenbau wird seit altersher immer gleich hergestellt. Auf einen tragfähigen Untergrund wird eine Lage Kies/Sand-Gemisch mit einer bestimmten Sieblinie aufgebracht und verdichtet. Darüber kommt eine Asphalt- oder Betondecke, welche als Fahrbahnbelag dient. Dies ist ein altbewährtes Verfahren und wird weltweit angewendet. Je nach Anforde­ rungsprofil wird die Stärke der Asphalt-Beton- oder Kiesschicht stärker oder schwächer ange­ legt. Auch kann man durch Additive die Qualität der Fahrbahndecke positiv verändern.

Durch die immer größer werdende Verkehrsdichten und Achslasten sind diese Systeme im­ mer mehr überfordert. Auch die Umwelt trägt das Ihre dazu bei. Überschüssiges Regenwas­ ser, welches von der Drainage nicht mehr abgeführt werden kann, sammelt sich auf der Fahr­ bahndecke, wird von der Erdschicht am Rande aufgenommen und teilweise an die Kies­ schicht abgeführt, das kapilaraktive Sand/Kies-Gemisch saugt das Wasser regelrecht auf. Die­ ses Wasser sorgt über längeren Zeitraum für eine Entmischung des Sand/Kies-Gemisches. Auch bildet sich unter der Tragdecke bedingt durch Temperaturschwankung, Kondenswasser. Wird der Gefrierpunkt unterschritten, führt dies zu Frostaufbrüchen in der Tragdecke, da das entstehende Eis horizontal und nach unten keine Ausdehnungsmöglichkeit hat. Auch wird Wurzelwerk von nahestehenden Bäumen und Büschen von dieser Kondenswasserschicht an­ gezogen, was dann zu Wurzelaufbrüchen führt.

All diese Probleme werden durch aufwendige Reparaturarbeiten beseitigt. Hohlraumeinsen­ kungen werden zum Beispiel durch aufwendiges Verpressen von Wasserglaszementgemisch verfüllt, Frostaufbrüche werden durch Erneuerung der Fahrbahndecke beseitigt, ebenso Pflan­ zendurchbrüche.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, dieses vielseitige Problem dahingehend zu beseitigen, indem eine Trennschicht zwischen Kiesbett und Fahrbahnbelag eingebaut wird. Gleichfalls wird das abfließende Oberflächenwasser über die parallel zur Straße verlaufenden drainagefähigen Seitenstreifen abgeführt.

Die Trennschicht hat die Aufgabe, die von der Sonne erwärmte Tragschicht von der kalten Sand/Kies-Schicht isolatorisch zu trennen. Dies geschieht dahingehend, daß ein drainagefähi­ ger Belag, wie in der Patentanmeldung Nr. 196 32 640.0 vom 13.08.1996 der Anmelderin beschrieben ist, als Trennschicht eingesetzt wird. Diese Trennschicht besteht aus allseits von kunststoffumhüllten Schüttgutbestandteilen, wie zum Beispiel Kies, Schotter, Schlacke, Splitt, Blähton usw., wobei der Kunststoff aus Duoplast oder Thermoplast bestehen kann. Der Anteil des Kunststoffes in der Trennschicht ist dabei gering, in der Regel 2-10% Gewichts­ anteile von der Gesamtmasse der Trennschicht, vorzugsweise 2-5%, so daß die natürlich gegebenen Hohlräume des Schüttgutes nicht verfüllt werden. Desgleichen werden die Berührungspunkte der Schüttgutbestandteile durch den Kunststoff physikalisch verbunden, aber thermisch getrennt, da der Kunststoff als Isolator wirkt. Des weiteren wirkt sich die Kunststoffumhüllung dahingehend aus, daß die Steigfähigkeit von Wasser in der Trenn­ schicht auf 3-7 mm reduziert wird, die Möglichkeit der Belüftung der Trennschicht sowie der geringe Feuchtegehalt desselben bewirkt, daß sich zum einen das Wurzelwerk den Weg zum Grundwasser sucht, und zum anderen Frostaufbrüche verhindert werden. Sollte sich trotzdem in der darunterliegenden Sand/Kiesschicht Eis bilden, kann es sich in den Hohlräu­ men des Zwischenbelages mit in der Regel 20-45% Hohlraumvolumen, je nach Schüttgut, ausdehnen.

Mit diesem Belag kann auch ein stabilisierter Randstreifen hergestellt werden, welcher zum einen befahrbar ist und zum anderen durch seine Drainagefähigkeit eine sehr gute natürliche Entwässerung aufweist, gleichzeitig durch seine Tonlagenveränderung durch Befahrung als Sicherheitszone eingesetzt werden kann.

Die Kunststoffumhüllung sorgt außerdem auf klebende Weise für eine kraftschlüssige Ver­ bindung zwischen den einzelnen Schüttgutbestandteilen, so daß die Trennschicht wie ein monolithischer Block aufgebaut ist und Kräfte horizontal und vertikal aufnehmen und über die Vielzahl der Einzelklebepunkte verteilen kann. Je nach Anforderungsprofil kann ein dazu passender Kleber ausgesucht werden. Sind zum Beispiel hohe Druckkräfte aufzunehmen, so eignet sich ein Thermoplastkleber, welcher sich während seines Abkühlphase sehr gut ver­ dichten läßt. Soll ein großes Hohlraumvolumen vorhanden sein, so eignet sich ein Duoplast­ kleber am besten, da hier von der Qualität des Klebers keine Verdichtung erforderlich ist.

Bei der Verwendung eines Thermoplastklebers wird die vorstehende erfindungsgemäße Auf­ gabe dadurch gelöst, daß das zu bindende Haufwerksmaterial, z. B. Splittsteine mit einer Größe 5-32 mm vorzugsweise von 5-16 mm, in einem Freifallmischer und/oder Zwangs­ mischer durch Zusetzen von Wärme erhitzt wird und mit einem Thermoplastkleber vermengt wird, der unter der Erwärmung schmilzt und sich wie ein dünner Film um die erhitzten Splitt­ steine legt und sie bei Erkalten dauerhaft verbindet, ohne daß die Hohlräume verfüllt werden. Dieser Thermoplastklebstoffanteil beträgt in der Regel 2-10 Gewichts%, vorzugsweise 2-5 Gewichts%.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß nach der Verarbeitung des erwärmten Thermoplast kunststoffklebersplittgemisches eine schnelle Abkühlung erfolgt, welche außerdem künstlich durch Begießen mit Wasser beschleunigt werden kann, jedoch zuvor ausreichend Wärmepo­ tential hat, um verarbeitet und/oder appliziert zu werden. Auch spielt es bei dieser Erfindung keine Rolle, ob sich die Witterungseinflüsse ändern. Der als Kleber eingesetzte Thermoplast­ klebstoff unterliegt keinen Topfzeiten wie der Mehrkomponentenkleber sondern nur Abkühlungsprozessen. Außerdem ist ein Thermoplast recyclingsfähig, so daß es möglich ist, Reparaturen an diesen Verfestigungen insofern durchzuführen, indem man die verklebte Bau­ substanz aufbricht, wieder erhitzt vermengt und wieder verarbeitet. Dieses Prozedere kann mehrmals wiederholt werden.

In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Splittanteil und der Thermoplastkleber als Granulat, in einer Asphaltanlage oder in einem "Bitumenkocher", welcher im freien Markt tagtäglich im Straßenbau zum Einsatz kommt, Hersteller solcher Maschinentechnik ist z. B. die Firma Grün in Detmold, auf seine Schmelztemperatur er­ wärmt, welches sich je nach Anforderungsprofil geringfügig ändern kann, damit eine je nach­ dem höhere oder niedere Viskosität erzielt wird. Mit dieser Viskositätsänderung kann man die Kleberbelagsstärke, welche den Splitt umgibt, bestimmen. Dieses heiße Gemenge, wird in der Regel als Belag auf einen beliebigen Untergrund, je nach Zweck und Bedarf, vorbereitet durch Stampfen, Rütteln, Walzen oder Säubern usw., aufgebracht, und seinem Zweck ent­ sprechend noch heiß bearbeitet. Wie z. B. durch Glätten, Rütteln, Stampfen, Walzen oder auch nur einer gewissen Formgebung verarbeitet und/oder unterzogen. Bei dieser Verarbei­ tung bleibt die Drainagefähigkeit erhalten. Die Erfindung erlaubt es außerdem, vorgefertigte Bauteile herzustellen, welche anschließend nach dem Stand der Technik entsprechend weiter­ verarbeitet werden, wie z. B. mauern, setzen und/oder kleben, so daß die Trennschicht und/oder der Seitenstreifen auch mit Platten und/oder Blöcken verlegt werden kann.

Als Schüttgut kommen grundsätzlich alle auch bisher schon zu ähnlichen Zwecken benutzte und in Betracht gezogene Materialien, wie z. B. in der Bauindustrie usw., in Frage. Es handelt sich normalerweise um runde oder splittförmige Sande, Kies oder Schotter mit einer Korngröße von 0,5-30 mm, je nach Verwendungszweck erforderlich, können Faserstoffe zur Erhöhung der Festigkeit und/oder Biegezugstabilität zugemengt werden.

Als Thermoplastkunststoffkleber kommen grundsätzlich alle auch bisher schon zu ähnlichen Zwecken benutzte und in Betracht gezogene Materialien wie z. B. im Kunstgewerbe, Möbelindustrie, Automobilindustrie, Elektroindustrie usw. in Frage. Es handelt sich norma­ lerweise um Thermoplaste wie z. B. Polyolefine, Polystyrole, Polyvinylethen, Polyvinylesten, Polyacrylate, Phenoplaste, Aminoplaste, Polyoxide, Polyoxide, Polyesten, Polyamide, Poly­ mide oder Naturstoffabkömmlinge mit unterschiedlichen chemischen physikalischen und/oder mechanischen Eigenschaften und Schmelzpunkten, welche zum Einsatz kommen können, im bevorzugten Fall ist es Polypropylen (PP) und Ethylenvinylacetat (EVA).

An dieser Stelle sei auf die Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Skizze mit, Fig. 1 bezeichnet, eingegangen, welche ein Haufwerksgebilde, mit einer darauf aufgebrach­ ten Trennschicht erstarrten Thermoplastklebersplittgemischbelages und der darüberliegenden Deckschicht (Fahrbahn).

Dabei ist ersichtlich, daß das einzelne Korn, mit 1 bezeichnet, mit einem dünnen Film Ther­ moplast und/oder Schmelzklebstoff, mit 2 bezeichnet, vollständig umhüllt, und an den Berührungspunkten untereinander horizontal und vertikal dauerhaft verbunden und/oder ver­ klebt ist.

Die Fahrbahndecke ist dabei mit A bezeichnet, die Trennschicht mit B, und die Sand/Kiesschicht mit C.

In der Fig. 2 wird ein Querschnitt einer Fahrbahn dargestellt. Darin sind die drainagefähigen Seitenstreifen mit A gekennzeichnet, der verdichtete Untergrund mit C und die Trennschicht mit D. Die Fahrbahndecke, mit B bezeichnet, fließt seitlich in die Tragschicht C hinein und verhindert, daß die im Seitenstreifen abgeführten Wassermassen unter die Fahrbahndecke eindringen können.

Bei der Verwendung eines Duoplastklebers wird die vorstehende Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zu bindende Haufwerksmaterial, zum Beispiel Splittsteine mit einer Größe von 5-16 mm in einem Freifall- und/oder Zwangsmischer mit einem Mehrkomponen­ tenharzkleber vermengt wird. Der Klebstoffanteil beträgt dabei 1-10 Gewichts%, vorzugs­ weise 1-5 Gewichts%. Dabei ist es erforderlich, den Mehrkomponentenharzkleber über eine Mischmaschine, wie in der Patentanmeldung Nr. 196 32 638.9 vom 13.08.96 von der Anmel­ derin geschrieben, in den Mischer einzusprühen, so daß eine optimale Mischqualität erreicht wird. Auch ist es möglich, durch ein einfaches Besprühen der vorbereiteten Trennschicht und/oder Seitenstreifens eine ausreichende Stabilisierung zu erreichen.

Als Mehrkomponentenharzkleber kommen grundsätzlich auch bisher schon zu demselben und/oder ähnlichem Zweck in betracht gezogene Materialien in Frage. Es handelt sich norma­ lerweise um Reaktionskunststoffe auf der Basis von z. B. Epoxidharzen, Methacrylaten, Po­ lyurethan, Siliconharzen und anderen Kunststoffen, deren Harz-Härter-Gemisch in bekannter Weise für das erfindungsgemäße Verfahren und den jeweils beabsichtigten Anwendungsfall auf eine bestimmte Viskosität, Topf-Abbindezeit und bestimmte Eigenschaften eingestellt werden kann.

Ein Beispiel für einen zu verwendenden Kleber sei wie folgt angegeben: Die Harz-Komponente besteht aus nicht bromierten Bisphenol A-Harzen und cycloaliphati­ schen Harzen. Ihr sind ein bifunktioneller Reaktivverdünner, Phosphorsäureester als Flamm­ schutzmittel, Kieselsäureester als Haftvermittler und ein Siliconentschäumer zugesetzt.

Die Härter-Komponente besteht aus Adukten von Aminen und Amiden mit Zusatz von phe­ nolfreien Mannichbasen, Benzylalkohol als Beschleuniger, Kieselsäureester als Haftmittler und Siliconentschäumer. Statt dessen wäre auch ein Mehrkomponenten-Polyurethanharz-Kle­ ber möglich.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung und/oder dessen Vorfertigung eines drainagefähigen Trennbe­ lages und/oder Bauelementes, sowie eines befahrbaren und drainagefähigen Rand und/oder Seitenstreifens für den Straßen- und Wegebau sowie Hoch-/Tiefbau.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Untergrund vorverdichtet und durch Rütteln, Stampfen oder Walzen eine glatte und/oder gleichmäßige Oberfläche erzeugt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Untergrund draina­ gefähig ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgutmaterial für die Trennschicht und den Seitenstreifen unter Wärmezufuhr mit einem Thermoplast und/oder Schmelzklebstoffilm ummantelt, abgekühlt und seinem Verwendungszweck als umman­ teltes Schüttgut zugeführt wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das drainagefähige Schüttgut als Bauelement vorgefertigt wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Schüttgutmaterial als Sande, Kies, Splitt, oder Schotter ausgebildet ist und durch Fasern verstärkt werden kann.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Schüttgutmaterial rund oder splittförmig ausgebildet ist.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgutmaterial durch Verkleben der einzelnen Schüttguteinzelteile erfolgt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Kleber ein Ther­ moplast und/oder Schmelzklebstoff, welche unter Wärme verflüssigt und durch Mischen mit den Schüttgutbestandteilen vermengt und verbunden wird.

10. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplast und/oder Schmelzklebstoff granulatförmig ausgebildet ist.

11. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung die­ ses Belages ein Freifallmischer, in welchem das Mischgut während des Mischens mit Wärme beaufschlagt wird, bis es die vorgegebene Temperatur erreicht hat, verwendet wird.

12. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung die­ ses Belages ein Zwangsmischer, in welchem das Mischgut während des Mischens mit Wärme beaufschlagt wird, bis es die vorgegebene Temperatur erreicht hat, verwendet wird.

13. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhitzung des Gemisches während des Mischvorganges ein Gasbrenner verwendet wird.

14. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhitzung des Gemisches während des Mischvorganges Heißluft verwendet wird.

15. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhitzung des Gemisches während des Mischvorganges eine externe Ölbadheizung verwendet wird.

16. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Kleber ein Mehr­ komponentenharz-Härter-Gemisch verwendet wird.

17. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrkomponen­ tenharz in einem Freifallmischer zugesetzt wird.

18. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrkomponen­ tenharz in einem Zwangsmischer zugesetzt wird.

19. Verfahren gemäß Anspruch 1, 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrkomponen­ tenharz über das Schüttgutmaterial, Trennschicht und/oder Seitenstreifen aufgesprüht wird.

20. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbahndecke seitlich bis in die Kiestragschicht verläuft.