AT400960B - Bodenflächenbefestigung - Google Patents

Description

AT 400 960 B

Die Erfindung betrifft eine Bodenflächenbefestigung, die eine Filterwirkung für durchströmende Fluide entfaltet und vorzugsweise aus porösem Material, wie Beton oder Kunststoff, gebildet ist, sowie ein Bodenelement zum Herstellen einer Bodenflächenbefestigung.

Das auf befestigten Plätzen, Gehwegen oder Straßen sowie in Hallen u.dgl. anfallende Oberflächenwasser muß möglichst rasch und auf kurzem Wege abgeleitet werden. Üblicherweise wird Oberflächenwasser zu zentral angeordneten Abflußstellen (Schächten mit aufliegenden Gitterkonstruktionen) geleitet und von dort über im Boden angeordnete Kanäle einem Vorfluter oder einer Abwaserreinigungsanlage (z.B. Ölab-scheideanlage) zugeführt.

Beim Anfall von größeren Mengen von Oberflächenwässern (z.B. bei Platzregen) werden Schmutz oder größere feste Bestandteile mit dem abfließenden Wasser mitgerissen und können zwangsläufig in die Abwasserschächte eingetragen werden. Diese groben Anteile werden teilweise vom Kanalgitter zurückgehalten, was letztendlich zum teilweisen oder völligen Verschluß des Abflußgitters und zu einem Verlegen des Kanalsystems führen kann. Die zufließenden Oberflächenwässer können dann nicht mehr in ausreichender Menge abströmen, bilden Staus oder suchen sich andere unkontrollierte Abflußwege. Die Folgen eines ungenügenden oder behinderten Abflusses von Oberflächenwässern sind die Gefahr von Aquaplaning auf Straßen, die Bildung von Lacken und Spritzwasser usw.

Der Aufwand für die Reinigung und Wiederinstandsetzung des Abflußsystems ist meist beträchtlich. Es muß davon ausgegangen werden, daß nach jedem Niederschlag das Kanalsystem kontrolliert und unter Umständen gereinigt werden muß.

Weiters kann bei befestigten Plätzen, wie z.B. Tankstellen oder Werkstätten, die Flächenbefestigung oder auch der Boden selbst durch Kohlenwasserstoffe (Benzin, Öle, usw.) verunreinigt werden. Diese Stoffe müssen umgehend entfernt werden, weil sie ansonsten über die befestigten Flächen direkt in die Abwasserkanäle gelangen und dort in nachgeschalteten Ölabscheideeinrichtungen ausgeschieden, gesammelt und später entfernt werden müssen. Es müssen somit derzeit vor allem kontaminierte Oberflächenwässer gesammelt und gereinigt sowie entsorgt werden. Die baulichen Einrichtungen wie auch die laufende Wartung von Abwassersystemen ist aber sehr kostenintensiv.

Es ist ferner bereits bekannt, die auf geschlossenen Flächen anfallenden Oberflächenwässer direkt über wasserdurchlässige Bodenelemente in den Unterbau oder in ein Drainagesystem abzuleiten. Hiezu werden Bodenelemente aus porösen Materialien verwendet, die z.B. aus Sickerbeton oder porösem Kunststoff, bestehen und gegebenenfalls von einem Rahmen zur Erhöhung der Festigkeit und Befahrbarkeit umgeben sind. Diese Bodenelemente können als Formsteine ausgebildet und im Verband verlegt werden. Es hat sich in der Praxis aber gezeigt, daß diese porösen Bodenelemente den Nachteil haben, daß infolge ihres homogenen Aufbaus der Eintrag von Schmutz oder Festkörpern letztendlich zu einem luft- und flüssigkeitsdichten Abschluß führt, der nicht wieder behebbar ist, so daß die durch die Porosität bedingte Filterwirkung und biologische Aktivität in dem Bodenelement bzw. im Unterbau, zwangsläufig wieder verloren geht. Ferner werden Ölkontaminationen zwar in die herkömmlichen Bodenelemente eingetragen, doch erfolgt dort auf Grund des geringen Anteils an freiem Porenvolumen der biologische Abbau in Abhängigkeit von der geringen Bodenfeuchte sehr langsam bzw. wird alleine durch den im Regenwasser mitgeführten Sauerstoff eine biologische Aktivität in geringfügigem Ausmaß erreicht.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß die herkömmlichen nasserdurchlässigen Bodenelemente durch den Abrieb auf der Straße und durch verschiedene andere Kontaminationen im Oberflächenwasser ihre Filterwirkung und damit auch ihre biologische Aktivität zeitabhängig verlieren. Nach einer bestimmten Zeit ist deshalb die Versickerung von Oberflächenwässern durch die herkömmlichen Bodenelemente nicht mehr gewährleistet.

Eine Sanierung der durch Verschmutzung und Ölkontamination zugesetzten Bodenelemente kann nur durch Austausch derselben erfolgen, wobei aber die Kosten beträchtlich sind und auch das optische Bild erheblich gestört wird. Schließlich stellen diese Elemente einen Sondermüll dar. Auch die im Unterbau nicht mehr vorhandene biologische Aktivität muß sich nach einer Sanierung erst langsam wieder regenerieren.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Bodenflächenbefestigung und ein Bodenelement der einleitend angegebenen Art zu schaffen, die als Filterkörper in hohem Maße fluiddurchlässig sind, durch eingetragene Schmutzteile nicht verlegt werden oder Zuwachsen und in denen wie auch im Unterbau eine hohe biologische Aktivität sichergestellt wird, die auf lange Zeit erhalten bleibt. Die erfindungsgemäße Bodenflächenbefestigung zeichnet sich dadurch aus, daß sie in Durchströmrichtung von der Eintrittsoberseite zur Austrittsunterseite zumindest zwei übereinanderliegende Schichten aufweist, von denen die eintrittsseitige obere Schicht wesentlich dünner als jede der darunterliegenden Schichten ist und die freien Durchströmquerschnitte der eintrittsseitigen Schicht kleiner als die freien Durchströmquerschnitte jeder der darunterliegenden Schichten sind, wobei die Abmessungen der freien Durchströmquerschnitte in den in Durchströmrichtung aufeinanderfolgenden Schichten zunehmen. 2

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Vorzugsweise sind die freien Durchströmquerschnitte in allen Schichten durch die Poren von die Schichten bildenden porösen Materialien gebildet. Zusätzlich können in an sich bekannter Weise freie Durchströmquerschnitte in allen Schichten durch mittels Dorne u.dgl. geformte Kanäle gebildet sein, die vorzugsweise durchgehend von Schicht zu Schicht abgestuft oder in an sich bekannter Weise im wesentlichen konisch sind. Zweckmäßig sind die Schichten aus Beton unterschiedlicher Korngröße bzw. aus Ein- oder Mehrkornbeton gebildet.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß aus der US-PS 4 560 302 ein Abdeckstein für eine Straßenquerentwässerungsrinne bekannt ist, welcher aus Polyesterbeton geformt ist und vertikal durchgehende Wasserdurchtrittsschlitze aufweist, deren Durchlaßquerschnitt sich von oben nach unten zu erweitert, um ein Verlegen der Schlitze hintanzuhalten.

Die Erfindung betrifft auch ein Bodenelement zum Herstellen einer Bodenflächenbefestigung, welches die im Zusammenhang mit der Bodenflächenbefestigung geschilderten Merkmale aufweist und eine solche Umrißform hat, daß es in Verband z.B. fugenlos verlegt werden kann.

Mit der vorliegenden Erfindung wird erreicht, daß die an der Oberfläche anfallenden Wässer ungehindert in den Boden abgeleitet wird. In den Wässern enthaltene Kontaminationen, wie z.B. Öle oder Benzine, werden in der Flächenbefestigung bis zu einem bestimmten Grad adsorbiert und in dieser selbst später in einem biologischen Abbauprozeß wieder regeneriert. Durch die spezielle Struktur der freien Durchströmquerschnitte in Durchströmrichtung und das dadurch bedingte zunehmend größere Luftvolumen wird die biologische Aktivität im Bodenelement wesentlich verbessert und beschleunigt.

Die in den Oberflächenwässern enthaltenen Feststoffe können beim Versickern nur bis zu einer bestimmten Korngröße in das Bodenelement eindringen; wegen der Zunahme des freien Durchströmquer-schnittes werden sie jedoch im Bodenelement nicht zurückgehalten, sondern in den Unterbau ausgetragen. Die Be- und Entlüftung des Unterbodens bleibt nach Errichtung der Bodenflächenbefestigung erhalten.

Die auf der Oberfläche der Bodenflächenbefestigung bzw. des Bodenelementes zurückgehaltenen Feststoffe können problemlos aufgenommen und entfernt werden. Die Poren an der Oberfläche sowie auch im Inneren können durch Schmutzteile nicht Zuwachsen, so daß der Drainageeffekt und biologische Abbauaktivität innerhalb der Flächenbefestigung und auch in Unterboden erhalten bleiben. Die Reinigung und Wartung der Abwasserschächte und Kanäle wird dadurch auf ein Mindestmaß reduziert. Überdies gelangen Amphibien nicht mehr in die Abwasserschächte.

Die Erfindung ermöglicht die Ausführung und Errichtung von begeh- und befahrbaren Flächenbefestigungen für Plätze, Straßen und Wegabschnitte sowie für umbaute Flächen, z.B. unter Bildung eines Verbandes, wobei diese Flächenbefestigung direkt auf einer mechanisch stabilen Tragschicht, z.B. Split. Gefällsbeton oder wasserdurchlässigen Bodenunterbau (z.B. Schotterbett) aufliegen kann. Die Entwässerung der Bodenelemente kann in den Unterbau oder über Drainagerohre erfolgen, in denen das Sickerwasser oder andere flüssige Medien einem zentralen Sammler zugeführt werden. In den einzelnen Bodenelementen können aber auch Durchbrüche ausgebildet sein, die so angeordnet sind, daß sie in der Flächenbefestigung quer zur Durchströmrichtung orientierte Kanäle ergeben, in denen die einsickernde Flüssigkeit, soweit sie nicht adsorbiert werden kann, abfließt.

Die erfindungsgemäße Bodenflächenbefestigung bzw. das Bodenelement kann aus Ein- oder Mehrkornbeton oder ähnlichen porösen Materialien, wie z.B. Kunststoffen. Asphaltgemischen usw., hergestellt werden. Zur Sicherstellung einer höheren Festigkeit können die Bodenelemente auf einen entsprechenden Unterboden aufgelegt oder, wie in der AT-PS Nr. 391 629 beschrieben, mit einer Umrahmung hergestellt werden. Auch in diesem Fall ist sichergestellt, daß das in die Oberfläche des Bodenelementes eindringende Sickerwasser durch die freien Hohlräume in den Unterbau oder in das Kanalsystem abgeführt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1a einen Querschnitt eines Bodenelementes gemäß der Erfindung, das aus porösem Material besteht; Fig. 1b einen Querschnitt durch ein alternatives Bodenelement gemäß der Erfindung; Fig. 2a eine vergrößerte schematische Teildarstellung einer Bodenflächenbefestigung bzw. eines Bodenelementes aus porösem Material, wobei einer der infolge der Porosität vorhandenen freien Durchströmquerschnitte vergrößert und idealisiert dargestellt ist; Fig. 2b eine Ausführungsform der Bodenflächenbefestigung, bei welcher ebenfalls vergrößert dargestellte zusätzliche Durchströmkanäle durch Formgebung ausgebildet sind; Fig. 3 eine schematische Darstellung der Filterwirksamkeit der Bodenflächenbefestigung bzw. des Bodenelementes, und die Fig. 4 und 5 schematische Draufsichten auf mögliche Verlegeformen von Bodenelementen.

Wie aus Fig. 1a ersichtlich ist, weist die Deckschicht 1, d.h. die die Eintrittsoberseite des Bodenelementes bzw. Filtersteines bildende erste Schicht, in Durchströmrichtung nur eine begrenzte Schichtdicke d1 auf, wobei der idealisiert dargestellte freie Durchströmquerschnitt a der Schicht 1 in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des die Schicht bildenden Ein- oder Mehrkornbetons bzw. eines anderen porösen 3

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Materials, wie Kunststoff, ebenfalls eine definierte Größe hat.

In Fig. 1b ist ein aus zwei Schichten bestehendes Bodenelement mit einem Rahmenkörper 4 zur Verbesserung der statischen Festigkeitseigenschaften des Bodenelementes dargestellt.

In den Fig. 2a und 2b ist schematisch ein Teilschnitt einer Bodenflächenbefestigung bzw. eines Bodenelementes dargestellt, wobei mehr als zwei Schichten vorhanden sind. Jede der in Durchströmrich-tung D auf die Schicht 1 folgende(n) Schicht(en) 2, 3 ... unterscheidet sich von der ersten Schicht 1 dadurch, daß die freien Durchströmquerschnitte jeweils größer sind als die freien Durchströmquerschnitte der jeweils vorhergehenden Schicht, was dadurch erreicht wird, daß für die Herstellung der Schichten 2, 3 ... z.B. ein immer grobkörnigerer Ein- oder Mehrkornbeton verwendet wird. Jedenfalls muß sichergestellt sein, daß in Durchströmrichtung D die Zwischenräume zwischen den Körnern zunehmend größere freie Durchströmquerschnitte b, c ... erzeugen. Wesentlich ist ferner, daß die Dicke d1 der ersten Schicht 1 wesentlich kleiner ist als die Dicke d2 bzw. d3 ... jeder weiteren Schicht 2, 3 ...

Freie Durchströmquerschnitte a, b, c ... mit zunehmenden Abmessungen in Durchströmrichtung D können, wie in Fig. 2b dargestellt, auch zusätzlich mit geeigneten Herstellungsverfahren mechanisch ausgebildet werden, z.B. durch konische oder abgestufte oder gewellte Dorne usw.

In jedem Fall muß, wie in Fig. 2a oder 2b dargestellt, sichergestellt sein, daß der freie Durchströmquer-schnitt in Durchströmrichtung D zunimmt, d.h. a<b<c usw.

Wie bereits beschrieben, kann das Bodenelement zur Erhöhung der Festigkeit bzw. Tragfähigkeit mit einem Stütz- oder Rahmenkörper 4 gemäß Fig. 1b hergestellt werden, wie dies auch in der AT-PS 391 629 beschrieben ist. Bei geringeren Festigkeitsansprüchen, wie bei begehbaren Flächenbefestigungen mit entsprechendem Unterbau, kann der Rahmenkörper entfallen.

Der Umriß der einzelnen Bodenelemente ist am einfachsten rechteckig oder quadratisch, es können aber auch andere, bevorzugt lückenlos zu einer Bodenfläche zusammensetzbare Formen angewendet werden, wie sie beispielhaft in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind. Die Größe der Bodenelemente ist nicht beschränkt und kann in Abhängigkeit vom Herstellungsverfahren oder auch von den Transport- und Einbringungseinrichtungen gewählt werden.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Ausführungsform nach Fig. 1a erläutert. Das in Durchströmrichtung D eindringende Oberflächenwasser W durchströmt die Schicht 1 infolge der Porosität des zur Herstellung derselben verwendeten Betons bzw. eines anderen porösen Materials, wobei die Porengröße der Schichten 1, 2 hinsichtlich der gewünschten Filterwirkung gewählt wird, d.h. jede Schicht des Bodenelementes wird z.B. aus einem vorbestimmten Ein- oder Mehrkornbeton oder ähnlichen Materialien hergestellt. In Abhängigkeit von den freien Durchströmquerschnitten a der Schicht 1 werden jene Festkörper im Oberflächenwasser, die größer als dieser Durchströmquerschnitt a sind, auf der Oberfläche des Bodenelementes zurückgehalten. In der nachfolgenden Schicht 2 mit der größeren Schichtdicke d2 ist der freie Durchströmquerschnitt b in Durchströmrichtung D größer als in der vorhergehenden Schicht 1. Damit ist sichergestellt, daß Festkörperteilchen, die bereits in die Schicht 1 eingedrungen sind, in der Schicht 2 nicht mehr zurückgehalten werden können.

Die freien Durchströmquerschnitte a in der ersten Schicht 1 des Bodenelementes können durch Schmutzteile nicht verlegt werden, weil bedingt durch die Schwankungen von Feuchtigkeit und Trockenheit die Schmutzteilchen Volumensänderungen erfahren und durch Befahren der Oberfläche des Bodenelementes Druckschwankungen unterliegen, welche die Schmutzteilchen in die darunterliegende(n) Schicht(en) befördern. Aus dieser Schicht bzw. diesen Schichten können die Teilchen, wegen der größeren freien Durchströmquerschnitte, ungehindert weiter transportiert werden.

Die Schicht 1 hat zweckmäßig nur eine minimale Schichtdicke d1, um zu vermeiden, daß eindringende Festkörper sich bereits in der Schicht 1 ablagern. Theoretisch ist ein Verlegen oder Zuwachsen des Bodenelementes daher nicht möglich.

In Fig. 3 ist ebenfalls stark idealisiert die Adsorption von Ölkontaminationen in der Bodenflächenbefestigung bzw. im Bodenelement dargestellt. Wenn z.B. Öle in die Poren der Schicht 1 adsorbiert werden, ist sichergestellt, daß auf Grund der Benetzungsdicke nur eine bestimmte Schichtdicke im Porenvolumen erreicht wird. Eingetragene "Kohlenwasserstoffe" werden in fluider Form an den Randflächen der Poren und an der Oberfläche der Körper, z.B. des Ein- oder Mehrkornbetons, adsorbiert und dort, bedingt durch das größere Porenvolumen und das damit erhöhte Luftvolumen, biologisch rascher abgebaut. An der Oberfläche der Bodenflächenbefestigung bzw. des Bodeneiementes wird wegen des geringen Porenvolumens auch die Verdunstung reduziert, wodurch die Feuchtigkeit in den tiefer liegenden Filterschichten besser zurückgehalten und gespeichert wird. Wegen dieser Zusammenhänge wird die biologische Aktivität verbessert und beschleunigt. Durch die Zunahme des freien Durchströmquerschnittes im Bodenelement in Durchströmrichtung ist letztendiich auch eine verbesserte Belüftung des Unterbaus gegeben, wodurch die biologische Aktivität in den tiefer liegenden Schichten der Bodenflächenbefestigung bzw. des Bodenelementes stark 4

Claims (10)

1. AT 400 960 B gefördert und begünstigt wird. Die Erfindung kann im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens verschiedentlich abgewandelt werden, insbesondere hinsichtlich der Form und Größe der Bodenelemente bzw. der Bodenflächenbefestigung, die mit glatter, rauher oder auf andere Weise strukturierter Oberfläche versehen sein können. Alle Merkmale der Bodenelemente lassen sich auch bei großflächigen Bodenflächenbefestigungen anwenden. Patentansprüche 1. Bodenflächenbefestigung, die eine Filterwirkung für durchströmende Fluide entfaltet und vorzugsweise aus porösem Material, wie Beton oder Kunststoff, gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Durchströmrichtung von der Eintrittsoberseite zur Austrittsunterseite zumindest zwei übereinanderliegende Schichten (1, 2, 3 ...) aufweist, von denen die eintrittsseitige obere Schicht (1) wesentlich dünner als jede der darunterliegenden Schichten (2, 3 ...) ist und die freien Durchströmquerschnitte (a) der eintrittsseitigen Schicht (1) kleiner als die freien Durchströmquerschnitte (b, c ...) jeder der darunterliegenden Schichten (2, 3 ...) sind, wobei die Abmessungen der freien Durchströmquerschnitte (a, b, c ...) in den in Durchströmrichtung aufeinanderfolgenden Schichten zunehmen.
2. 2. Bodenflächenbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Durchströmquerschnitte (a, b, c ...) in allen Schichten (1, 2, 3 ...) durch die Poren von die Schichten bildenden porösen Materialien gebildet sind.
3. 3. Bodenflächenbefestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich in an sich bekannter Weise freie Durchströmquerschnitte (a, b, c ...) in allen Schichten (1, 2, 3 ...) durch mittels Dorne u.dgl. geformte Kanäle gebildet sind.
4. 4. Bodenflächenbefestigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle durchgehend von Schicht zu Schicht abgestuft oder in an sich bekannter Weise im wesentlichen konisch sind.
5. 5. Bodenflächenbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (1, 2, 3 ...) aus Beton unterschiedlicher Korngröße bzw. aus Ein- oder Mehrkornbeton aus Asphaltgemischen od.dgl. gebildet sind.
6. 6. Bodenelement zum Herstellen einer Bodenflächenbefestigung, das eine Filterwirkung für durchströmende Fluide entfaltet und vorzugsweise aus porösem Material, wie Beton oder Kunststoff gebildet ist, wobei es im Verband verlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es in Durchströmrichtung von der Eintrittsoberseite zur Austrittsunterseite zumindest zwei übereinanderliegende Schichten (1, 2, 3 ...) aufweist, von denen die eintrittsseitige obere Schicht (1) wesentlich dünner als jede der darunterliegenden Schichten (2, 3 ...) ist und die freien Durchströmquerschnitte (a) der eintrittsseitigen Schicht (1) kleiner als die freien Durchströmquerschnitte (b, c ...) jeder der darunterliegenden Schichten (2, 3 ...) sind, wobei die Abmessungen der freien Durchströmquerschnitte (a, b, c ...) in den in Durchströmrichtung aufeinanderfolgenden Schichten zunehmen.
7. 7. Bodenelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Durchströmquerschnitte (a, b, c ...) in allen Schichten (1, 2, 3 ...) durch die Poren von die Schichten bildenden porösen Materialien gebildet sind.
8. 8. Bodenelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich in an sich bekannter Weise freie Durchströmquerschnitte (a, b, c ...) in allen Schichten (1, 2, 3 ...) durch mittels Dorne u.dgl. geformte Kanäle gebildet sind.
9. 9. Bodenelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (1, 2, 3 ...) aus Beton unterschiedlicher Korngröße bzw. aus Ein- und Mehrkornbeton aus Asphaltgemischen u.dgl. gebildet sind.
10. 10. Bodenelement nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise im Bereich der Unterseite des Bodeneiementes quer zur Durchströmrichtung orientierte Kanäle zum Ableiten von Flüssigkeit ausgebildet sind. 5 AT 400 960 B Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 6