DE10015394A1 - Verbindungsschicht für den Straßenbau und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Sanierung von gepflasterten Straßen, bei denen durch langjährigen Verkehr die Pflastersteine (5) eine sehr glatte Oberfläche aufweisen und damit die Gefahr von Unfällen gegeben ist. Das gesamte Sanierungsfeld ist mit Baustahlmatten (2) zu belegen, die an den Stößen in Quer- und Längsrichtung verschweißt werden. Mit Erdnägeln (4) werden die Stahlmatten (2) fixiert. Es erfolgt das Umhüllen der Stahlmatten (2) und Erdnägel (4) mit üblichen Baustoffen auf Bitumenbasis. Die Verbindungsschicht besteht somit aus den vernagelten Matten (2) und deren Umhüllung. Auf die Verbindungsschicht wird eine Deckschicht (1) z. B. aus Asphaltbeton aufgebracht. DOLLAR A Das Wirkungsprinzip entspricht der Bodenvernagelung. Die bisherige Straßenoberfläche mit den Pflastersteinen (5), Matten (2) und Nägeln (4) mit Umhüllung sowie die Deckschicht (1) ergeben im System eine Stützkonstruktion, welche als Verbundkörper wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsschicht im Straßenbau und ein Verfahren zu deren Herstellung mit der es möglich wird, aus Pflastersteinen bestehende Straßenbeläge derart zu sanieren, daß die Straßendecke eine hohe Verformungsfestigkeit aufweist und auch unter ungünstigen Bedingungen vertikale und horizontale Kräfte des Verkehrs aufnehmen kann.

Bekanntlich sind gepflasterte Straßen, die für den öffentlichen Verkehr errichtet wurden, nach jahrzehntelanger Nutzung sanierungsbedürftig. Die Pflastersteine sind an ihrer Oberfläche durch den Verkehr geglättet. Die ursprüngliche Rauhigkeit eines behauenen oder aus Schlacke gegossenen Steins ist nicht mehr gegeben; im Gegenteil, die Steine sind an ihrer Oberfläche glattpoliert. Bereits bei trockenem Wetter sind diese glattpolierten Pflastersteine für den Kraftfahrer nicht ungefährlich. Hier sollen zum Beispiel die aus Kupferschieferschlacke hergestellten Steine genannt werden, die zum Zeitpunkt der Verlegung durch ihre rauhe Oberfläche ihre Aufgabe gut erfüllten. Mit zunehmendem Straßenverkehr wurden diese Steine - wie schon gesagt - geglättet und stellen nunmehr eine Unfallgefahr dar. Häufig werden Straßenbeläge mit glattpolierten Pflastersteinen von den Kraftfahrern unterschätzt. Das Unfallrisiko erhöht sich bei feuchtem Wetter um ein Mehrfaches und vor allem dort, wo unbefestigte Randstreifen vorkommen oder wo unbefestigte Straßen auf gepflasterte Straßen einmünden. Ein dünner schmieriger Film auf den glattgefahrenen Steinen verringert die Reibung zwischen den Reifen und dem Straßenbelag erheblich.

An Fußgängerüberwegen, die vom Kraftfahrer besondere Aufmerksamkeit erfordern, bedeutet ein Straßenbelag mit Pflastersteinen eine erhebliche Gefahrenquelle, denn das zwangsläufig häufige Bremsen bedeutet auch eine sehr glattpolierte Oberfläche der Pflastersteine.

Bei der Sanierung der gepflasterten Straßen versucht man durch einen Belag, welcher auf die Oberfläche aufgebracht wird, Abhilfe zu schaffen. Häufig wird dazu eine mit Füllstoffen versehene Bitumenschicht verwendet. Mit üblicher Straßenbautechnik, meistens unter Verwendung schwerer Walzen, wird eine Deckschicht aufgetragen. Mit dieser sollen Unebenheiten ausgeglichen werden und die Straße soll in bezug auf Griffigkeit den Verkehrsanforderungen entsprechen.

In der Höhe sind die aufgetragenen Schichten je Baumaßnahme unterschiedlich. Zwischen altem Straßenbelag und neu aufzubringender Deckschicht erfolgt der Verbund mittels Haftemulsion. Nach Abschluß der Arbeiten scheint die sanierte Straße künftigen Anforderungen zu entsprechen.

Die Erfahrung zeigt jedoch, daß trotz Verwendung einer Haftemulsion die neu aufgetragene Deckschicht bei verkehrsreichen Straßen nur kurzzeitig hält, es lösen sich großflächig Teile der neuen Straßendecke vom Pflaster ab.

Es ist naheliegend, daß die aus Kostengründen dünn aufgetragenen Deckschichten sehr schnell Beschädigungen aufweisen. Mitunter wird auch versucht, im Hinblick auf geplante Sanierungen, z. B. der Abwasserkanäle unter der Straße, mit einer dünn aufgetragenen Deckschicht den Straßenzustand mittelfristig zu verbessern. Diese Bemühungen sind im allgemeinen erfolglos. Es zeigt sich auch, daß eine verhältnismäßig dick aufgetragene Deckschicht auch schon oft nach dem ersten Winter Beschädigungen aufweist. Das großflächige Ablösen von den Pflastersteinen erfolgt ebenfalls unaufhaltsam. In diesem Fall entstehen dann gefährliche Schlaglöcher, die Ausbesserun­ gen, mehr oder weniger notdürftig ausgeführt, notwendig machen.

Gemäß DE-OS 41 22 136 A1 wird eine Vorrichtung zum Verlegen von Bewehrungsgeweben in Straßenschichten vorgeschlagen, wobei das Gewebe zwischen Deck- und Tragschicht plaziert wird. Vor der Abrolleinrichtung ist ein Spritzgerät zum Aufbringen von Bitumenschlempe als Klebstoff angeordnet und nachfolgend eine Fixier-/Schneideinrichtung, wobei zur Fixierung eine Nageleinheit Verwendung findet. Hierbei ist einerseits nicht sichergestellt, daß der Klebstoff eine ausreichende Haftung auf glatten Untergründen bewirkt und andererseits Zug- und Scherkräfte des rollenden Verkehrs über die zusätzliche Fixierung relativ flachgreifender Nägel abgefangen werden können.

Weiterhin bietet das EPO 855 467 A2 eine Lösung an, wonach im Sinne einer Montagehilfe eine Bewehrungsmatte in bestimmtem Abstand zu Tragschicht gehalten wird und anschließend die Deckschicht eingebracht wird. Es sind hier keine zusätzlichen Maßnahmen zur Verankerung zur Tragschicht erkennbar, sodaß mittels Auftragen einer starken Deckschicht vorwiegend Druckbelastungen des Verkehrs kompensiert werden. Diese Variante ist sehr material- und damit kostenaufwendig und verhindert nicht, daß Zug- und Scherkräfte die Stabilität des Deckenaufbaus negativ beeinflussen.

Wie festzustellen ist, gibt es keine mit vertretbaren Kosten zu realisierende Lösung, auf Straßendecken aus glattgefahrenen Pflastersteinen eine Schicht aufzubringen, die mit dem alten Unterbau eine Verbindung eingeht, so daß ein Ablösen dieser Schicht verhindert wird.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Straßendecke zu schaffen, die bei der Sanierung von Straßen mit glattgefahrenen Pflastersteinen zur Anwendung kommt, wobei der alte Straßenbelag in seinem Zustand belassen wird und eine Schicht auf die gepflasterte Straßendecke aufgebracht wird und unter Verwendung einer Deckschicht mit dem Straßenpflaster eine feste Verbindung erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich der grundlegenden erfinderischen Gedanken auf den Hauptanspruch 1 verwiesen wird. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Patentansprüchen 2 bis 7.

Zur Erläuterung der Erfindung sollen weitere Ausführungen folgen.

Unter Verwendung des vorhandenen Straßenbelages, der Baustahlmatten, der Verbindungsschicht (die im wesentlichen die Baustahlmatten umhüllt), der Nägel und der Deckschicht ergibt sich eine Stützkonstruktion, welche einen neuen Verbundkörper darstellt. Vertikale Kräfte werden durch die kraftschlüssige Verbindung zwischen Nagel und Pflasterdecke und horizontale Kräfte durch formschlüssige Verbindung zwischen Nagelkopf, Matte und Verbindungsschicht erreicht. Die Matten werden mit Asphalt oder vergleichbaren Straßenbaumaterialien nur einige Millimeter bedeckt, das triff auch für die Nagelköpfe zu (10 mm Überdeckung sind angemessen). Es geht darum, nach dem Prinzip der Bodenvernagelung eine Verbindungsschicht zu schaffen, welche mit dem Untergrund fest verbunden ist. Die Verbindungsschicht besteht somit aus der Baustahlmatte und dem Material, welches die Baustahlmatte umhüllt und bis ca. 10 mm überdeckt. Auf diese Verbindungsschicht wird dann mit herkömmlichen Methoden eine übliche Deckschicht aus Asphaltbeton oder Asphaltmastix nach RstO aufgebracht. Die Verbindungsschicht ist oft auch nicht als eigenständige Schicht aufzufassen. Vielmehr kann nach dem Umhüllen der Baustahlmatten übergangslos mit dem gleichen Straßenbaumaterial die Deckschicht in vorgegebener Stärke hergestellt werden. Das grundlegende Prinzip der Erfindung, daß eine mit Asphalt oder vergleichbaren Baumaterialien umhüllte Baustahlmatte auf dem Untergrund, d. h. auf Pflastersteinen vernagelt wurde, wird damit nicht durchbrochen.

Bei der Sanierung wird die betreffende Fläche, d. h. das Sanierungsfeld, mit Baustahlmatten belegt. Unter Berücksichtigung der ermittelten Anzahl der Nägel/m² und der Forderung, daß der neue Straßenbelag als Verbundkörper wirkt, sind die Abstände zwischen den Mattenstäben festzulegen. Je nach Bedarf können Abstandshalter zwischen der alten Straßendecke und der Mattenlage vorgesehen werden. Zum Beispiel zum Ausgleich von Unebenheiten können diese Abstandshalter installiert werden. Diese Abstandshalter können z. B. im Sinne von Unterlegscheiben beim Einschlagen der Nägel berücksichtigt werden.

Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.

Die einzelnen Figuren zeigen in Prinzipdarstellung:

Fig. 1 ein Teilstück eines sanierten Straßenabschnittes im Schnitt,

Fig. 2 ein Ausschnitt aus einem sanierten Straßenabschnitt gemäß Fig. 1.

Die verwendeten Positionszeichen bedeuten:

1 Deckschicht
2 Baustahlmatte
3 Bitumen
4 Erdnägel
5 vorhandene Pflastersteine
6 vorhandener Unterbau

Bei der Straßensanierung wird nach folgendem technologischen Ablauf gearbeitet.

Das gesamte Sanierungsfeld ist mit Baustahlmatten 2 je nach Anforderung zu belegen. Die Baustahlmatten 2 werden an den Stößen in Quer- und Längsrichtung verschweißt. Je nach Bedarf sind Abstandshalter zwischen den Pflastersteinen 5 und der Matte 2 anzuordnen. Mit Erdnägeln 4 wird die Baustahlmatte 2 fixiert. Die Erdnägel 4 werden so gesetzt, daß sie sich an den Schnittstellen der Pflasterfugen und der Stahlmattenfelder befinden. Die Länge der Erdnägel 4 sollte so bemessen sein, daß sie beim Vernageln noch in den Unterbau 5 eindringen. Nach Überprüfung der Baustahlmatte 2 im Hinblick auf Form und Kraftschluß erfolgt der Einbau von Bitumen 3, welches die Baustahlmatte umhüllt und einige Millimeter überdeckt. Damit ist die erfindungsgemäße Verbindungsschicht hergestellt und befestigt. Natürlich eignen sich je nach Anforderung an die Straße die verschiedensten Modifikationen von Bitumen bzw. Asphalt für das Umhüllen der Matte. Nunmehr wird eine Deckschicht 1 aus Asphaltbeton oder aus vergleichbaren üblichen Materialien auf die Verbindungsschicht aufgetragen.

Wie vorher schon erläutert, kann die Schicht, die die Baustahlmatte umhüllt und überdeckt, übergangslos in die Deckschicht 1 übergehen, wenn es angebracht ist, daß für die Verbindungsschicht und die Deckschicht 1 die gleichen Materialien verwendet werden.

Die Erdnägel 4 bestehen aus Stahl mit einem Linsenkopf und im Hinblick auf die Haftreibung aus einem geriffelten Schaft.

Wie schon gesagt wurde, sollen die Erdnägel 4 bis in den Unterbau reichen. Die Nagellänge soll dementsprechend das 1,5-fache der Pflasterhöhe betragen.

Mit der beschriebenen Erfindung wird die Binderschicht ersetzt. Die Verbindung auf Klebebasis zwischen alter gepflasterter und neuer Straßendecke hat sich, wie schon erwähnt, oftmals nicht bewährt, insbesondere bei dünnen Deckschichten. Gedacht ist das Verfahren vor allem als schnelle Sofortmaßnahme zur temporären Lösung und Entschärfung von Unfallschwerpunkten auf Straßen, Kreuzungen, Kurvenbereichen, vor Fußgängerüberwegen sowie dort, wo häufig Lastwechsel von Kraftfahrzeugen erfolgen. Das Verfahren bietet sich dort an, wo gepflasterte glattgefahrene Pflastersteine keine Kohäsion mit der Binderschicht bzw. der Deckschicht zulassen. In punkto Umweltverträglichkeit gibt es keine Bedenken. Ein großer Vorteil besteht in der jahreszeitunabhängigen Anwendungsmöglichkeit.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsschicht für den Straßenbau zur Sanierung von gepflasterten Straßen unter Verwendung des vorhandenen Unterbaus und des vorhandenen Pflasters sowie durch Einbauen einer Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Sanierungsfeld mit Baustahlmatten (2) belegt wird, die Matten an den Stößen in Quer- und Längsrichtung verschweißt werden, die Baustahlmatten (2) mit Erdnägeln (4) fixiert werden, der Einbau von bituminösem Material erfolgt, wobei das bituminöse Material die Baustahlmatten (2) und Erdnägel (4) umhüllt und überdeckt und nunmehr in an sich bekannter Weise eine Deckschicht (1) aufgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Matte (2) und den Pflastersteinen (5) Abstandshalter plaziert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdnägel (4) an den Schnittstellen der Pflasterfugen und der Stahlbaumattenfelder eingeschlagen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung gleicher Materialien für die Umhüllung der Baustahlmatten (2) und der Erdnägel (4) sowie der Deckschicht (1) ein homogenes Materialgefüge von der Oberfläche der Pflastersteine bis zur Oberfläche der Deckschicht (1) hergestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß Asphaltbeton oder vergleichbare im Straßenbau übliche Materialien eingesetzt werden.

6. Verbindungsschicht für den Straßenbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschicht aus am Pflaster (5) vernagelten Baustahlmatten (2) besteht, welche mit bituminösem Material umhüllt und überdeckt sind.

7. Verbindungsschicht nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Material, welches die Baustahlmatten (2) und Erdnägel (4) umhüllt und überdeckt, aus Beton oder anderen mineralischen Materialien besteht.