DD139611A1 - Verfahren zur herstellung von scheinfugen ohne querschnittsschwaechung an der oberseite - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rißsteuerung bei Betonfahrbahnen und anderen Flächenbefestigungen, wobei die übliche Querschnittsschwächung oder Einformung eines Fugenspaltes an der Oberseite der Befestigung entfällt. Das Ziel der Erfindung ist, die infolge der .üblichen Querschnittsschwächung ander Oberseite entstehenden Nachteile zu beseitigen und dadurch die Herstellung der Fugen zu vereinfachen, die Lebensdauer und die Gebrauchseigenschaften zu erhöhen und den Unterhaltungsaufwand zu senken. Der Grundgedanke der Erfindung besteht in der Einformung eines gegenüber horizontaler Zugbeanspruchung querschnittsschwächenden Profils ih der frischen Betondeckschicht soweit unterhalb der Betonoberfläche, daß die Herstellung der Betondeckschicht durchgängig, ohne Störungen und Nacharbeiten erfolgen kann. Die Fuge zeichnet sich später an der Oberfläche des erhärteten Betons als Riß ab, der entweder ohne weitere Behandlung belassen oder mit einem Fugenschneider nachgeschnitten werden kann. Es werden Beispiele für die Ausbildung querkraftübertragender und nicht querkraftübertragender Fugen in Betonfahrbahnen angegeben, wobei auch auf die besonderen Bedingungen beim Einsatz von Gleitschalungsfertigern eingegangen;wird. Das Einsatzgebiet liegt vorrangig im Straßenbau, und beim Bau von Flächenbefestigungen. - Fig.1 -

Description

a) !Titel der Erfindung .

Verfahren zur Herstellung von Soheinfugen ohne Querschnittsschwächung an der Oberseite

b)-.Anwendungsgebiet» der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Scheinfugen zur Eißsteuerang in Betonfahrbahnen oder anderen IPlächenbefestigungen, wobei die übliche Querschnittsschwächung an der Oberseite der Deckschicht entfällt.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, daß in allen Betonfahrbahndecken Fugen mit des Ziel eingebaut werden, die bei größeren Betonflächen unvermeidliche Mißbildung durch eine planmäßige' Querschnittsschwächung geometrisch zu fixieren. Bei allen in der Praxis angewendeten Lösungen werden Querschnittssdwächungen an der Oberseite der Betondeckschicht angeordnet, wobei--in einigen Pailen zusätzlich auch untere Einlagen zur Quersehnittsschwächung verwendet werden. Perner sind Ausführungsformen mit Fugeneinlagen, oder Einschnitten über die gesamte Querschnitt shöhe bekannt. . · Die bei den bekannten Lösungen übliche QuerschnittsSchwächung an der Oberseite der Betondeckschicht wird entweder im- frischen Beton durch das Einbringen geeigneter Einlagen hergestellt j oder durch einen Einschnitt in den erhärteten Beton:, erzeugt. . Die in.der Praxis angewendeten und allgemein bekannten Verfahren zur Herstellung von Querfugen weisen folgende Mangel auf; Beim Einarbeiten des oberen Fugenspaltes in den itischbeton

. . - 2 - :X IÜ.74/

wird die Betonstruktur gestört«, Auf den Baust eilen, sind für

^o die Herstellung der Fugen teilweise nur unzureichende technische Hilfsmittel vorhanden. Häufig wird der obere Fugenspalt mit einem einfachen Beil in den Frischbeton eingearbeitet. Nach dem Einlegen der Fugenleisten muß die Betonoberfläche entlang der Pagenkanten von Hand nachgearbeitet werden. Dies erfolgt vorwiegend unter zusätzlicher Wasserzugabe, wodurch eine Schwächung der Dauerhaftigkeit und der Festigkeit des Betons im Fugenbereich entsteht. Die eingelegten Fugenleisten werden bei beginnender Erhärtung des frischen Betons wieder gezogen, wobei der Beton entlang der Fugenkanten im Priih-

' io st-adium der Erhärtung mechanisch hoch beansprucht wird. Beim Ziehen der Fugenleisten entstehen nicht selten schon die ersten Fugenkantenschäden. Der nach dem Ziehen der Fugenleiste entstandene obere Fagenspalt wird vielfach erst nach mehreren Wochen und teilweise auch erst nach Monaten mit einem Fugen-

'+5 vergußstoff verfüllt. Bis dahin kann bereits Sand oder anderes Erdmaterial in die verhältnismäßig breiten Fugenöffnungen eindringen.

Bei ungleichmäßiger Verteilung des Erdmaterials in den Fugen kommt es bei sommerlicher Hitze und der damit verbundenen Temperaturdehnung des Betons zu örtlichen Konzentrationen der längsdruckkräfte und dadurch zur Überbeanspruchung des Betons. Die aufgezählten Einflüsse führen zu den bekannten häufigen Mangeln und Schaden im Fugenbereich der Betonstrassen. Ein weiterer Kachteil ist der im allgemeinen hohe Aufwand an Handarbeit beim Herstellen des oberen Fugenspaltes im Frischbeton.

Beim Einsägen der Fugen in den erhärteten Beton, wobei der Sägeschnitt im allgemeinen bis in eine Tiefe von etwa'einem Yiertel der Schichtdicke geführt wird, treten folgende Män-

So gel auf:

Es reißen am Anfang nicht alle, sondern nur wenige Fugen-bis zur Unterseite der Betondeckschicht durch. Auf diese Weise entstehen lange, zusammenhängende Betonplatten. Die durchse- rissenen ,Fugen an den Enden solcher langen Betonplatte weisen überdurchschnittlich große Bewegungen und Offn.ungsws.iten

auf, so daß die üblichen Fugenvergußstoffe überfordert sind und von den Pagenflanken abreissen. In die weitgeöffneten Fugen kann Brdmaterial eindringen. Bei sommerlicher Hitze können die bereits beschriebenen Schäden infolge ungleichmäßiger Verteilung der Jängsdruckkräfte entstehen. Das Einsägen der Fugen, in den erhärteten Beton ist ferner mit besonderen. Anforderungen an di© ,Eigenschaften des für den Beton verwendeten Zementes verbunden. Es sind nur solche Zemente geeignet, di© in den ersten Stunden der Erhärtung eine ausreichende Festigkeitsentwicklung und ein geringes Schrumpfmaß aufweisen» Andernfalls können bereits wilde Querrisse in den Betonfahrbahnen entstehen, bevor der Beton soweit erhärtet ist, daß er schneidfähig ist. Dies hat zu einer Einengung des -Zementsortiments im Betonstraßenbau geführt.

80. Schließlich ist festzustellen, daß zum Einsägen der Fugen in 'den'erhärteten Beton Piamantwerkzeuge erforderlich sind, die hohe Eosten verursachen.

Im neuseitlichen Straßenbau werden die Betonfahrbahnen zum großen 3?eil mit Gleitschalungsfertigern gebaut, bei denen die Verdichtung des Betons durch Innenrüttelflaschen, die etwa in halber Höhe der Betondecksehlcht durch den Frischbeton gesogen werden, erfolgt, · Dar Einbau der traditionellen Querfugenverdübelung unter "Verwendung von Stahldübeln mit Fugenbrettern oder Stützkörben.

ist bei diesem Fertiger nicht möglich, weil die Büttelf la-' sehen des Fertigers feste Einbauten.oder Hindernisse in der Betonschicht von größerer Höhe als etwa I00 mm nicht zulassen. Außerdem werden der Antransport des Betons und die Beschickung des Fertigers durch die Fugeneinbauten erschwert, Beim Bau von Betonfahrbahnen mit den erwähnten Gleitschalungsfertigern wird deshalb auf den Einbau querkraftübertragender Konstruktionselemente in den Querfugen verzichtet werden. Die Folge der fehlenden Querkraftrübartragung- ist eine im Laufe der Jahre langsam zunehmende Stufenbildung an dea Querfugen in der Weise, daß in Fahrtrichtung gesehen das Plattenende höher und der nach der Querfuge jeweils folgende Plattönanfang dex¹ nächsten Betonplatte tiefer liegt.

Die Erfahrungen der letzten zehn Jahre haben gezeigt, daß auch die Anordnung gebundener Tragschichten,'wie z.B. Mager-"beton oder Bituiaenkies unter der Betondeckschicht diese Stufenbildung nicht verhindern kann.

d) Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung oder erhebliche Minderung aller aufgeführten Mangel, indem einerseits auf die Einarbeitung des Fugenspaltes an der Betonoberfläche zur Sißsteuerung verzichtet wird und andererseits eine Querschnittsschwächung unterhalb der Betonoberfläche von Anfang an, d.h. bereits in den'Frischbeton, ©ing©formt wird, die so gestaltet werden kann, daß Querkräfte in der Fuge übertragen werden können und im Fall des Einsatzes von Gleitschalungsfertigern so flach gehalten werden kann, daß eine Berührung mit den Kittelflaschen des Fertigers vermieden wird. Bei Anwendung der erfindungs gemäß en Fugenausführung, insbesondere für Querfugen in Betonfahrbahnen entstehen im einseinen die nachfolgend aufgeführten technisch-ökonomischen Vorteile:

1. Vorteile durch den Wegfall der in den Frischbeton eingearbeiteten Querschnittsschwächung an der Oberseite der Betondeckschichts

- Vermeidung von Störungen in der Betonstruktur und damit Verringerung des Schadensbefalls im Fugenbereich der Betonstraßen ,..·.··'

- Wegfall des Arbeits- und Materialaufwandes für das Einarbeiten des oberen Fugenspaltes in den Frischbeton ..- Teilweiser oder vollständiger Entfall des bisher üblichen Fugenvergusses und dessen zyklischer Erneuerung

- Wesentliche Vereinfachung der Herstellungstechnologie, wodurch die Voraussetzungen für die verstärkte Anwendung der Betonbauweise gegenüber der bituminösen Bau-

' weise wegen der weltweiten Verknappung des Erdöls geschaffen werden,

2. Vorteile durch den Ersatz der in den erhärteten Beton eingeschnittenen Scheinfugen durch die erfindungsgenäße

Aus fährungs form; .

14ο - Wegfall des Arbeite- und Materialaufwandes für das Einschneiden des oberen Έ\χ genspalt es in der zur Rißsteuerung erforderlichen (Tiefe

- Gleichmäßigeres Öffnen der Querfugen und damit Vermeidung von Schäden'im Pugenbereich

14-5 - Geringere Abhängigkeit vom Schrumpfverhalten der Zemente im Frühstadium der Erhärtung durch die Existenz einer Quersehnittsschwächung von Anfang an. Die Wahrscheinlichkeit der Entstehung wilder Kisse wird reduziert und das Zementsortinient für den Betonstraßenbau kann erwei-

15o tert werden

- Geringere Gefahr des Entstehens wilder Eisse beim Aufbetonieren von Betondeckschichten auf zementgebundenen Tragschichten. Beim Einschneiden der Fugen in die erhärtete Betondeckschicht besteht die Gefahr des Durch- schlagens der in zementgebundenen Tragschichten immer vorhandenen Risse durch die daraufgelegte Deckschicht. Das Durchschlagen der Passe wird dadurch begünstigt, daß die planmäßige Querschnittsschwächung in der Betondeckschicht beim Einschneiden der Pugen in den erhärteten Beton zeitlich zu spät kommt.

3. Yorteile durch die erfindungsgeroäße Ausbildung querkraftübertragender Fugen;

- Einsparung sn Arbeitsaufwand und Baustahl gegenüber der bekannten Aus führungs form, mit Stahl dübeln ~ Die Alisführung querkraftübertragender Scheinfugen ist auch beim Einsatz von Gleitschalungsfertigern mit Innemeüttelflaschen möglich, mit den Torteilens Vermeidung der Stufenbildurxg an den Querfugen _s Eoduzierung des Instandhaltungsauf\?andes, Erhöhung der Nutzungs-

17o dauer»

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Der·Grundgedanke der Erfindung besteht in der Einformung eines gegenüber horizontaler· Zugbeanspruchung querschnittsschwächenden Profils in der Betonaeckschicht deutlich unter-

6 .- 2 1 0 9 47

halb der Betonoberflache. Dabei wird die Absicht einer freien Kißbildung an der Betonoberfläche unter der eingeformten Querschnittsschwächung verfolgt mit dem bewußten Verzicht auf eine formgebung der Fuge an der Betonoberfläche vor der Eht~

Bo stehung des Fugen-riss es. Diese Aufgabe wird erfindungsgersiß dadurch gelöst, daß unterhalb der Oberfläche der Betondeckschicht in zweckmäßiger Tiefe in den frischen Beton ein Profil eingeformt wird, welches die ; Übertragung -von Zugspannungen im Beton unterbricht. Zur Vermeidung der erwähnten ty~ pischen Sfcufenbildung an den Querfugen kann bei höher belasteten Betonfahrbahnen das Profil so geformt werden, daß in der luge Querkräfte übertragen werden können. Dabei genügt es, wenn die Querkräfte lediglich in einer der beiden möglichen Kraftrichtungen übertragen werden, da bekannt ist, daß die Stufenbildung bei Betonfahrbahnen in Fahrtrichtung betrachtet stets gleichgerichtet ist, wie dies im Teil c) schon genauer beschrieben wurde. Zur Vermeidung der Stufenbiidung an den Querfugen genügt es daher, ein einfaches Z-Profil mit zwei versetzten senkrechten Flächen und einer waagerechten Fläche auszubilden, wobei beim Einbau des Profils die zukünftige Verkehrs richtung zu berücksichtigen ist. Das Z-Profil ist so einzubauen, daß in der zu erwartenden vorherrschenden Verkehrsrichtung betrachtet jeweils der Plattenanfang der Betonplatten eine waagerechte Auflagefläche erhält,

^Λο die das bekannte Absacken der Pagenkanten am Plattenanfang verhindert. Selbstverständlich können auch Profile eingeformt werden, die in der Lage sind, Querkräfte nicht nur einseitig, sondern in beiden möglichen Kraftrichtungen zu übertragen, wie dies beispielsweise beim Nut- und Feder-Profil der Fall

:o5 ist. ' ·

Beim Bau untergeordneter Straßen mit geringer Verkehrsbelastung kann erfahrungsgemäß auf die Querkraftübertragung in den Querfugen verzichtet werden. Demzufolge würden^ hier einfache Profilformen genügen, die senkrecht durchgehende Pugenwände erzeugen..

Die Einformung des Profils in der Betondeckschicht kann auf verschiedene Weise erfolgen:

-7- 2.1 0947

1. Verlegen oder Befestigen von vorgefertigten Profilen aus beliebigen Werkstoffen auf dem Planum unter der Betondeck-'.

schient und anschließender Überbauung mit Frischbeton.

2. Einbringen oder E&nformen von Profilen aus beliebigen Werkstoffen in den bereits verlegten Frischbeton von oben her.

3. Einbringen oder Einformen von Profilen aus beliebigen Werkstoffen in den bereits verlegten Frischbeton von der Seite

22o aus.

Die gegenüber Zugbeanspruchung querschnittsschwächende Wirkung der Profileinlagen kann auf verschiedene Weise erzielt werden:

1. Zusammensetzen, zweier, ineinanderpassender Profile ohne Γ "> Haftung in der gemeinsamen Berührungsfläche der Profile.

2. Verwendung eines Profils, das mit einem gegenüber Zementleim haftunterbrechenden. Mittel beschichtet ist, z.B. Schalungsöl oder Paraffin.

5. Verwendung von haftunterbrechenden Folien oder Stoffen mit

25o geringer Festigkeit, ζ_βΒ. Papier, als Profilmaterial oder zur Beschichtimg von Profilen.

TJm eine zuverlässige, rißsteuernde Wirkung zu erzielen, muß die Höhe des zugspannungsunterbrechenden Profils mindestens 25 % der Dicke der Betondeckschicht betragen. Sine nach der endgültigen Fertigstellung der frischen Betonoberfläche von oben her sichtbare QuerschnittsSchwächung wird nicht angeordnet.

Infolge der beim Erhärten des Betons entstehenden Zugspannungen reißt die Betonschicht über dem eingeformten Profil

24-0 biß zur Oberkante dar Betondeckschicht durch. Die später an der Oberfläche des erhärteten Betons sichtbaren "Fugenrisse können ohne weitere Behandlung und ohne Abdichtung belassen werden, wie dies in ähnlicher ?ieise in verschiedenen Ländern bei eingeschnittenen Fugen erfolgreich praktiziert:wird. Bei

24-5 besonderen architektonischen Anforderungen oder notwendiger Abdichtung gegen das JSindringen von Flüssigkeiten in die Fugen können bei der erfindimgs gemäß en Ausführungsform, die Pugenrexsse in bekannter Weise mit einem Fugenschneider nachgeschnitten werden, wobei der Schnitt nur so tief geführt zu

-⁸- 210947

werden braucht, wie dies zur Aufnahme des Fugendichtungsmit- j

tels erforderlich ist. Der Pugeneinschnitt kann damit erheb- Γ

lieh flacher geführt werden, als dies zum Zweck der Rlßsteue- j

rung erforderlich ist. I

Die Anwendung der erf indungs gemäß en, Fugenaus führung ist auf ^;

kleineren Baustellen mit einfachen technischen Hilfsmitteln ;

möglich, die in den Ausführungsbeispielen im einzelnen ge- : nannt werden.

f) Ausführungsbeispiele ;

Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispielen. > erläutert werden. ;

Figur 1: ~

Sine Betonstraße wird in traditioneller Weise mit einem Pertiger mit Oberflächenrüttelbohle oder mit handgeführter ßüttelbohle zwischen feststehender Seitenschalung gebaut. Zur Herstellung einseitig querkraftübertragender Querscheinfugen werden vorgefertigte Profile von Hand oder mit Hebezeugen auf das Planum gesetzt und anschließend mit Frischbeton überbaut. Das verwendete zusammengesetzte Profil besteht einerseits aus einem Betonfertigteil 1 mit Stahlbewehrung 2 und ο Stahlankern 3 und andererseits aus einem Stahlblechprofil 4-rait einer Blechdicke von etwa 1 mm.. Zur Verbesserung des Verbundes zwischen dem Stahlblechprofil 4· und der Betondeckschicht 5 sind am Stahlblechprofil 4- kleine Aufbiegungen 6, über die Fläche des Stahlblechprofils 4 verteilt, aussustan-

'5 . zen. Die nach dem. Erhärten der Betondeckschicht 5 über dem Betonfertigteil 1 entstandenen Fugsnrisse 7 können entweder ohne weitere Behandlung belassen werden oder mit einem Fixgenschneider zum Zweck eines anschließenden Fugenvergusses flach nachgeschnitten werden.

k> Figur 2i

Eine Betonstraße wird in traditioneller Weise mit einem Betonstraßenfertiger mit Oberflächenrüttelbohle oder mit handgefiihrt er Rüttelbohle zwischen feststehender Seit ans chalung gebaut. Die Übertragung von Querkräften in den Querfugen ist nicht erforderlich. Der Frischbeton wird zunächst ohne Quer-

-9 - 2 10 947

fugeneinlagen eingebaut. Nach dem ersten Übergang des Pertigers oder der Süttelbohle wird eine Folie aus Weichplaste 8 mit einem Rättelschwert von der Oberfläche aus in den frischen Beton so tief abgesenkt, daß sich die Folie etwa 3o mm

29o unter der Oberfläche der Betonfahrbahn befindet. Nach diesem Vorgang wird mit einem oder mehreren Übergängen mit dem Pertiger oder anderen Glatteinrichtungen die endgültige Oberfläche hergestellt« Während der Erhärtung des Betons entsteht über und unter der Folieneinlage 8 aus Weichplaste der Fugenriß 7 i& der Betondeckschicht 5· Bie nach αem Erhärten der Betondeckschicht 5 entstandenen Fugenrisse 7 können entweder ohne weitere Behandlung belassen werden oder mit einem Fugenschneider zum Zweck eines anschließenden Fugenvergusses flach nachgeschnitten werden.

3oo Figur 3:

Eine Betonstraße wird mit einem Gleitschalungsfertiger mit Innenrüttelflaschen gebaut. Zur Herstellung einseitig querkraftübertragender Querscheinfugen werden vorgefertigte Pro-. file von Hand oder mit Hebezeugen auf das Planum gesetzt und anschließend mit Frischbeton überbaut. Weiter wie in Figur 1 beschrieben.

Für die Anwendung der erfindungsgemäßen Ausführung von Querfugen auf größeren Baustellen, wie z.B. im Autobahnbau, wird die Anfertigung eines technischen Hilfsmittels empfohlen,

3"Io welches auf einem selbständigen Fahrwerk vor dem Pertiger fahrend so gebaut ist, daß es die Fugenprofilθ in ausreichender Mange bevorraten und diese auch absenken und auf dem Planum verlegen kann

"Ferner.war© dieses Gerät mit einem Übergabebehälter für den Frischbeton auszurüsten, so daß der Antransport des Frischbetons mit LTC? über die Bautrasse in der bisher üblichen Form beibehalten werden kann und durch die vor dem Fertiger auszulegenden Pugenprofile nicht behindert wird.

Claims (2)

1. - 1ο -·
   Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur Herstellung von Scheinfugen, insbesondere Querscheinfugen, in Betonfahrbahnen oder anderen Flächenbefestigungen, gekennzeichnet dadurch, daß ein gegenüber horizontaler Zugbeanspruchung querschnittsschwächendes Profil in der Betondeckschicht unterhalb der Betonoberfläche in geeigneter Tiefe in den Beton eingeformt wird sum Zweck· einer freien Rißbildung an der Betonoberfläche über der eingeformten Quer-', ßchnittsschwächung, wobei die eingeformte Querschnittsschwächung so profiliert sein kann, daß Querkräfte in der Fuge übertragen werden können.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an dar Betonoberfläche über der Fugeneinlage entstandene Biß nach ausreichender Erhärtung des Betons mit einem Fugenschneider nachgeschnitten und mit einem Fugendichtungsmittel abgedichtet werden kann. .

   Hierzu'JL-Seiten Zeichnungen