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Verfahren zur Herstellung und Reparatur von Betonfahrbahnen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Reparatur von Betonfahrbahnen, bei dem auf eine lastübertragende Unterlage, z. B. Unterbeton oder eine beschädigte Betonfahrplatte, eine dünne Platte aus vorgespanntem Beton aufgelegt wird, mit welchem Verfahren praktisch endlose Fahrbahnen ohne jede
Fuge hergestellt werden können.
Bei der Reparatur von beschädigten-etwa rissig gewordenen-Autobahn-Decken ist es bekanntgewor- den, auf die bereits vorhandene, jedoch oberflächlich beschädigte Autobahndecke eine Gleitschicht von besonders geringer innerer Reibung aufzubringen und auf diese Gleitschicht Fahrbahnplatten mit in gerin- gem Ausmass vorgespannter Bewehrung aufzulegen. Zwischen je zwei benachbarten Fahrbahnplatten mussten jedochDehnfugen ziemlich grosser Breite-etwa 85 mm - belassen werden, die durch ineinandergreifende
Finger überbrückt wurden. Wesen dieser Bauart ist es, das Auftreten von schädlichen Zugspannungen im
Beton der neuen Fahrbahnplatten dadurch zu vermeiden, dass die neue Fahrbahnplatte auf eine besondere
Gleitschicht aufgelegt wird, die einen äusserst geringen Reibungswiderstand bietet.
Es ist weiters bekannt, Platten aus Beton, die möglichst grosse Abmessungen hinsichtlich Länge und
Breite haben sollen und keine Fugen besitzen dürfen, mit Hilfe einer vorgespannten Bewehrung stark auf Druck vorzubelasten, um das Entstehen von Zugspannungen zu vermeiden. In dieser Weise wurden beispielsweise grosse Betonplatten, z. B. für die Anlage von Autobahnen, Rollfeldern u. dgl., mit möglichst wenig Fugen erzeugt. Der Reibungswiderstand zwischen dem Unterbau und der Platte wurde durch eine Lage Paraffin und eine darübergelegt Teerpappe oder durch dünne Metallplatten verringert.
Zur Erzeugung der Vorspannung wurden in den Platten drei übereinanderliegende und sich kreuzende Lagen von Stahlstäben, in Hüllrohren verlegt, angeordnet und gespannt. Diese Fahrbahnplatte hatte jedoch eine verhältnismässig - in bezug auf den Unterbeton - sehr grosse Dicke, da sie praktisch selbsttragend war, verlangte demnach starke Bewehrungsstäbe und dementsprechend sehr grosse Kräfte zur Erreichung der erforderlichen Vorspannung in diesen Stäben. Dieses Verfahren bzw. diese Bauart hat sich als nicht hinreichend ökonomisch weder für den Bau neuer Fahrbahnen noch zur Reparatur bereits vorhandener Fahrbahnen durchsetzen können.
Zur Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren zur Herstellung bzw. Reparatur von Fahrbahnen wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, bei dem Verfahren der eingangs angeführten Art die Vorspannung in der Platte so hoch zu bemessen, dass die durch die Temperatur erzeugten Zugspannungen durch höhere Druckspannungen überlagert sind.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin gelegen, dass zunächst die Unebenheiten der tragfähigen Unterlage oder beschädigten Fahrbahn ausgeglichen, danach eine Gleitschicht aufgebracht und auf die Gleitschicht eine dünne, vorgespannte Platte aufgelegt wird.
Durch die Anwendung einer hohen Vorspannung auf eine besonders dünne Platte werden die Kosten für die Erzeugung der Vorspannung in der Bewehrung gering. Dehnungsfugen werden überflüssig aus dem Grunde, dass den Zugspannungen, die in der Fahrplatte entstehen können, höhere Druckspannungen überlagert sind, so dass praktisch unendlich lange Platten hergestellt werden können. Durch den Fortfall dieser Fugen werden nicht unbeachtliche Lohnkosten eingespart. und die Lebensdauer der Strasse wird erhöht, da
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die Beanspruchungen durch die Stösse, welche die über die Fugen rollenden Räder der Fahrzeuge sonst erzeugen, wegfallen.
Das Verfahren gemäss derErfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Hiebei zeigt Fig. 1 im Schnitt eine alte, beschädigte Platte mit einer aufgelegten vorgespannten Betonplatte, und Fig. 2 zeigt im Schnitt die Darstellung einer besonders zweckmässigen Ausführungsform der Erfindung.
Wie aus der Darstellung hervorgeht, ist es von wesentlicher Bedeutung, dass die aufgelegte Platte möglichst dünn ist, damit einmal bei möglichst geringer Vorspannkraft die Druckvorspannung im Beton gross wird und zum andern das Trägheitsmoment klein bleibt, damit die Platte irgendwelchen Bewegungen des Untergrundes elastisch folgen kann, ohne dass es zum Riss führt. Geht man davon aus, dass eine Platte von der Stärke b bei einer Temperatur von + 150C betoniert wird, so wird bei Erhöhung der Temperatur in der aufgelegten Platte eine Druckspannung erzeugt, während bei Erniedrigung der Temperatur Zugspannungen erzeugt werden, die durch eine Vorspannung aufzunehmen sind. Als Grenzwerte der Temperaturen sei mit +400 und - 300C gerechnet.
Bei einer Herstellungstemperatur von +15"C er gäbe dies eine Erhöhung um +25 C bzw. eine Erniedrigung um -45 C. Zur Temperaturerniedrigung seien noch 150C
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Aus Gleichung 1) wird
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Dieses Beispiel zeigt, dass eine Plattenstärke von 6 cm aus einer Betongüte von B 600 ausreichend ist, um alle aus der Temperaturänderung und dem Schwinden des Betons herrührenden Spannungen unschädlich zu machen, wobei die Vorspannkraft je m Plattenbreite 145 t sein müsste.
Es wäre also möglich, z. B. eine 6 cm starke Platte auf eine unendlich grosse Länge ohne Dehnfuge auf die bestehende Fahrbahnplatte aufzulegen, ohne dass Risse irgendwelcher Art auftreten können. Dies bedingt wiederum ein schlagloses Fahren und damit ein Minimum an Einflüssen, die eine Beschädigung hervorrufen könnten. Durch die grosse Vorspannung bleibt der Beton frei von Zugrissen, so dass Sprengwirkungen im Winter infolge Eisbildung ebenfalls ausbleiben werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von zwei schematischen Darstellungen erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine auf dem Gelände aufliegende Betonplatte, die Risse autweist, und auf die eine vorgespannte dünne Platte aufgelegt ist. Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. l dargestellten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass sich zwischen der Betonplatte und der aufgelegten vorgespannten Fahrbahnplatte eine besondere Gleitschicht befindet.
Fig. 1 zeigt die Darstellung einer Betonplatte p, die auf dem Untergrund bzw. dem Erdboden u aufliegt und die infolge eingetretener Erdbewegungen nicht mehr ausreichend unterstützt war und daher Risse aufweist. Erfindungsgemäss wurde auf diese Betonplatte p eine dünne Betonplatte f aufgebracht, die durch Stähle e in der beschriebenen Weise vorgespannt wurde. Hiebei wurde sowohl von der Unterlage oder Platte p und der aufgelegten Betonplatte f nur ein herausgebrochenes Plattenstück dargestellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wurde auf die bestehende Fahrbahnplatte p oder eine tragfähige Unterschicht, die auch aus einem mageren Beton bestehen kann, eine Gleitschicht g aufgebracht. nachdem zuvor alle Unebenheiten der tragfähigen Unterlage oder der beschädigten Fahrbahnplatte p ausgeglichen wurden. Die Gleitschicht g ermöglicht es, dass beim Ausspannen der Spannglieder die dünne Betonplatte f sich elastisch verkürzen kann, so dass damit die Vorspannung im Beton wirksam wird. Nach dem Vorspannen der Platte f muss diese bei beiden Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und Fig. 2 nachträglich mit der Unterlage oder der alten Betonplatte p verankert werden, was jedoch keine Schwierigkeiten bereitet.
Für das Vorspannen der Stähle e in der dünnen Betonplatte f können Spannverfahren be- kannter Art Verwendung finden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung und Reparatur von Betonfahrbahnen, bei dem auf eine lastilbertragende Unterlage, z. B. Unterbeton oder eine beschädigte Betonfahrbahnplatte, eine dünne Platte aus vorgespanntem Beton aufgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung in dieser Platte so hoch bemessen wird, dass die durch Temperatur erzeugten Zugspannungen durch höhere Druckspannungen überlagert sind.