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Verfahren und Vorrichtung zum fortlaufenden Herstellen und Verlegen
eines biegsamen, bewehrten Dichtungsbelages zum Schutze von Uferböschungen Die Erfindung
betrifft denn Schutz von Kanalufern gegen Erosion, wie sie durch das Anschlagen
der Wellen und das Arbeiten des Wassers verursacht wird, mittels eines feuchtigkeitsbeständigen
Belags oder einer Abdeckung in Form einer Matte aus bituminösem Material, die an
Bord eines Schiffes hergestellt und dann in einem fortlaufenden Streifen längs der
Uferböschung verlegt wird, während das Schiff langsam am Ufer entlang fährt. Diese
Schutzmethode ist in ihren Grundzügen in einer früheren Patentschrift beschrieben.
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Die Erfindung bezieht sich im besonderen auf ein Verfahren zum fortlaufenden
Fertigen und Verlegen eines biegsamen, bewehrten Dichtungsbelages unter Benutzung
einer vorgefertigten Unterlagsmatte und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Auf dieser gleichzeitig als Bewehrung dienenden Unterlage werden, beispielsweise
mittels einer bituminösen Masse, harte und dichte Teile bzw. Bruchstücke befestigt,
die darauf eine feste Dichtungs- und Schutzschicht bilden.
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Die vorgefertigte Unterlagsmatte muß eine entsprechende Biegsamkeit
bzw. Nachgiebigkeit und Anpassungsfähigkeit besitzen und gegen Zug- und Druckbeanspruchung
sowohl während des Verlegens als auch während des Dauergebrauches widerstandsfähig
sein. Ebenso muß sie dem Bespülen durch das Wasser Widerstand leisten. Da die Unterlagsmatte
mit einer Schutzschicht bedeckt werden muß, muß ihre Oberfläche so beschaffen sein,
daß sie den Stoffen der Schutzschicht gegenüber die notwendige Haftfähigkeit aufweist.
Die Unterlagsmatte besteht aus einer Bewehrung, die den auftretenden Zug- und Druckbeanspruchungen
widersteht und auf einer oder beiden Seiten einen Schutzüberzug aufweist. Der Schutzüberzug,
der eine in sorgfältig ausgewählter Dicke auf die Bewehrung aufgebrachte wasserfeste
und schmiegsame Masse darstellt, haftet sowohl an der Bewehrung selbst wie an den
später aufzubringenden Verstärkungsstoffen und ist bei normaler Temperatur stabil.
Er soll der Bewehrung vollen Schutz gegen Korrosion bieten, soll, selbst wenn die
Bewehrung brechen sollte, die Unterlagsmatte dauernd undurchdringlich machen, und
soll die Verbindung der einzelnen Teile der Unterlage untereinander und die Befestigung
des Verstärkungs- und Dichtungsmaterials darauf ermöglichen, derart, daß die verlangte
Schmiegsamkeit des fertigen Belages erreicht wird. Für die bei Dichtungsbelägen
an sich bekannte Bewehrung können die meisten Arten technischer Drahtnetze und Metallgitter
verwendet werden; Eisendrahtnetze verschiedener Art sind besonders geeignet, da
sie dem Einsickern durch Kapillarwirkung weniger unterliegen und fäulnisfest sind.
Um eine Beschädigung durch Pflanzen und Wühltiere zu verhindern,, kann eine Bewehrung
zur Anwendung kommen, die aus dünnen, flachen oder gewellten Metallblechen, wie
dünnen, galvanisch oder durch Plattieren verzinnten Eisenblechen oder Aluminium-,
Kupfer- oder sonstigen leicht biegsamen Blechen besteht. Bahnen aus Kunststoffen
können ebenfalls verwendet werden.
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Die Schichten, mit denen die Bewehrung überzogen ist, und das Befestigungsmittel
für das als Verstärkung wirkende Material, können entweder identische, verwandte
oder völlig verschiedene Produkte sein. Als Überzug lassen sich insbesondere bituminöse
Massen oder Gemische auf der Basis beliebiger Bindemittel, wie Teer, Gummi oder
Kunststoff, verwenden. Geeignet sind z. B. geblasene Gemische auf Bitumenbasis,
die sich insbesondere im Hinblick auf die vielfältige Beanspruchung, z. B. auf Nachgiebigkeit
bei niedrigen und gleichzeitig auf Widerstandsfähigkeit bei hohen Außentemperaturen,
bewähren.
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Eine besonders wirksame Methode zur raschen Herstellung und. Verlegung
des Schutzbelages bestehe darin, daß man. vorbehandelte Bewehrungen, wie Unterlagen
auf Bitumengrundlage in der Art der
beim Dachdecken verwendeten,
-benutzt. Man kann dann als Verstärkungsmaterial eine gegebenenfalls sandhaltige
Mischung verwenden, die ähnlich der Oberflächenschicht der Unterlage zusammengesetzt
ist.
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Es ist besonders wichtig, da,ß das zum Befestigen des Verstärkungsmaterials
auf der Belvehrung (bzw. deren bitumenhaltigem Überzug) benutzte bituminöse Gemisch
rasch fest wird, um die Verlegung des Belages nicht zu verzögern. Ein geschmolzenes,
bi,turninöses Harz oder Pech, das -entweder aus reinem Bitumen oder Bitumen mit
einem Füllmaterial, dem gegebenenfalls Sand beigefügt sein kann, besteht, ist von
besonderem Wert, da -es rasch abbindet. Ein solches Material hat darüberhinaus den
Vorteil, daß es die bitumenhaltige Unterlage gegen Temperaturschwankungen isoliert,
wodurch deren Biegsamkeit aufrechterhalten und die feste Haftung der Überzugsschichten
gewährleistet wird. Geblasenes oder oxydiertes Bitumen ist im Hinblick auf seine
gute Haftfähigkeit gegenüber der Oberfläche einer bitumenhaltigen Unterlage besonders
geeignet. Auch die; reinen Bitumensorten, wie sie durch Destillation von Rückstandsölen
und normalen 'öder sauren Emulsionen erhalten werden, lassen sich ohne weiteres
verwenden.
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Das Verstärkungsmaterial, welches dem fertigen Belag die notwendige
Dicke, Schwere und mechanische Widerstandsfähigkeit verleiht, sollte so wenig wie
möglich die ursprünglichen Eigenschaften der Unterlage, insbesondere deren Schmiegsamkeit,
beeinträchtigen. Die Bestandteile dieses Materials müssen daher von einheitlicher
Körnung sein und derart auf der Unterlage in engem Abstand, jedoch aneinander nicht
dicht anliegend, aufgebracht werden, d@aß sie eine Art von in sich verbundener Schicht
bilden. In den meisten Fällen kann ein wohlfeiles Material, beispielsweise grober
Sand oder kleine Kiesstückchen, wie es an der Baustelle selbst zu geringen Kosten
verfügbar ist, als Verstärkungsmittel verwendet werden.
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Das Aufbringen dieses Materials kann entweder so durchgeführt werden,
daß- zunächst das Bitumen oder geschmolzenes Pech über die Unterlage vergossen wird,
worauf man die Verstärkungsschicht darüber verteilt, oder derart, daß man den groben
Sand oder Kies vorher über die biturnenhaltige Unterlage ausbreitet und ihn dann
mit Bitumen oder geschmolzenem bituminösem Pech übersprüht. In letztercm Fall kann
nicht nur die Dosierung des Bindemittels viel höher gewählt werden als im ersteren,
sondern das Material kann auch in das Bindemittel tiefer eingebettet werden, was
im allgemeinen-zu bevorzugen ist. Falls ein sehr biegsamer Belag gewünscht wird,
sollten übrigens die Zwischenräume zwischen den einzelnen Teilchen der Verstärkungsschicht
nur bis zu einem gewissen Teil ihrer Höhe ausgefüllt werden. Um das Haften des Materials
an der Unterlage zu verbessern, kann es erhitzt oder vorher überzogen werden; auch
Lacke oder Klebemittel können Verwendung finden. Die Oberflächendichte und - Gesamtdicke
des Belages entspricht der Körnung des verwendeten Gesteines, während seine Schmiegsamkeit
von der gewählten Unterlage und der Viskosität des das Verstärkungsmaterial festhaltenden
Harzes bzw. Peches abhängt.
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Ein wichtiger Punkt ist das Befestigen der einzelnen Belagselemente,
z. B. der Bahnen der Un.terlagsmatte:, aneinander. Um eine fortlaufende Bahn zu
erhalten, kann man entweder der Länge nach die jeweiligen Enden der Einzelbahnen
aneinander befestigen, oder man kann. zusätzlich die einzelnen -Bahnen der Breite
nach- Seite an Seite aneinander zusammenfügen, so daß rnän eine Gesamtbreite erhält,
die der Anzahl der verwendeten Unterlagsmatten entspricht. Zu diesem Zweck können
die einzelnen Teile der Unterlage vor dem Beschichten aneinander befestigt werden.
Das Aufbringen einer oder mehrerer Dichtungs- bzw. Verstärkungsschichten stellt
die Kontinuität des Gesamtbelages wieder her und deckt die Verbindungsstellen ab.
Metallhaken bzw. -klammern, die zur Verbindung der Bahnen verwendet werden können,
neigen im Laufe der Zeit zur Korrosion. Zweckmäßigerweise werden die Verbindungsstellen
zwischen den Auflagen so angeordnet, daß sie nur dem Zug widerstehen, der auftritt,
wenn sie an Ort und Stelle gebracht werden. Sonstige Zugbeanspruchungen lassen nach
einiger Zeit nach, wenn sich der Belag erst einmal fest an seinen normalerweise
stabilen Untergrund angelegt hat. In Anbetracht dessen genügt es zum Verlegen eines
dauernden haltbaren Belages, wenn man die Teile derart aneinander befestigt. daß
sie sich an den Stoßstellen überlappen und fest aneinander haften. Dies tritt von
selbst ein, wenn die Auflage eine thermoplastische Schicht enthält und wenn das
thermoplastische Haftmittel in heißem Zustand aufgebracht wird. Ein derartiges Zusammenschweißen
der Bahnen kann auch in einem getrennten Arbeitsgang durchgeführt werden.
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In eine Falte der Unterlagsmatte, die dabei an ihrem landseitigen
Rand gegen die Wasserseite hin zu einem Saum eingeschlagen wird, wird erfindungsgemäß
ein Kabel zur Verstärkung der Uferkante des Belages eingelegt. Dieses Kabel erleichtert
das Befestigen des Belages an der Böschung, was beispielsweise mittels Befestigungspflöcken
aus Metall, Holz, bewehrtem Beton usw. erfolgen kann.
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Das Verlegen des fertigen Belags erfolgt mit Hilfe von Greifern, die
den vom Schiff ablaufenden Belag am verstärkten Rand ergreifen und fortlaufend zum
Ufer hinziehen.
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Zur weiteren Verdeutlichung sei auf die Zeichnung eingegangen, die
schematisch einen Teil eines Schiffes, auf welchem der Belag hergestellt wird, und
ferner die Uferböschung, auf welche er aufgebreitet ist, zeigt.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt einerVorrichtung gemäß der Erfindung mit
Ansicht eines teilweise bereits verlegten Belages; Fig. 2 ist eine Draufsicht auf
das Heck des Schiffes; Fig. 3 ist ein Querschnitt des Ufers mit aufgebrachtem Belag.
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Vor der Durchfahrt des Schiffes 3 wird die zu schützende Uferböschung
gegebenenfalls durch eine Auffüllung 2 (s. Fig. 3) eingeebnet. Das Ufer kann beispielsweise
auf die gewünschte Länge in einer Breite von 2,50 m, je nach der Schräge, geschützt
werden, und das obere Ende des Belages kann 30 cm über dein Wasserstand liegen.
In dieser Höhe von 30 cm über dem Wasser wird in die Böschung ein horizontal verlaufender
Graben 5 eingeschnitten, der sich über die ganze zu schützende Länge hinzieht und
dessen Breite und Tiefe etwa 20 bis 30 cm betragen kann. Ein Metallkabel von einigen
Millimetern Durch messer wird an einem Punkt in einem gewissen Abstand von dem Anfang
der Schutzschicht an die Böschung angelegt. Dieses Verstärkungskabel 6 läuft von
einer Trommel über eine Führungsrolle 6 a und wird von dem Schiff 3 aus bei seiner
Fahrt in der Richtung, in welcher die Arbeit fortschreitet, fortlaufend abgerollt.
In dem dargestellten Fall trägt das Schiff drei Rollen 8 von vorgefertigten bitumenhaltigen
Unterlagsmatten, die je 1 m breit und so angeordnet sind, daß die drei Einzelstreifen
9 in paralleler Richtung derart abgewunden werden, daß sich ihre
Längsseiten
um etwa 10 bis 15 cm überdecken. Beim Abwinden legen sich die Matten zunächst auf
das Deck des Schiffes auf, das mit einer Sandschicht 10 bedeckt ist. Zwischen Deck
und Matte kann, wie das bei der Herstellung von Asphaltbelägen an sich bekannt ist,
eine Zwischenschicht aus Kraftpapier (Natronpapier) od. dgl. eingebracht werden,
so daß die Matten nicht an dem Schiffsdeck ankleben.
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Bei Punkt 11 beginnt der eigentliche Arbeitsgang, indem man die abgewundenen
freien Enden der drei Unterlagsmatten mittels Metallhaken bzw. -klammern 12 aneinander
befestigt, die durch die Schläge eines Spezialinstrumentes eingetrieben werden..
Auf gleiche Art wird das abrollende Verstärkungskabel 6 fortlaufend in einen Einschlag
an der dem Ufer zugekehrten Kante der Unterlagsmatte eingehüllt, wobei diese Kante
in Form eines Saumes 13 eingeschlagen wird.
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Das Abziehen der mit dem Kabel verstärkten Unterlage sowie die verschiedenen
übrigen Arbeitsgänge erfolgen nun fortlaufend in dem Maße, wie das Schiff sich vorwärts
bewegt. Über die ganze Breite der Unterlagsma.tte wird feiner Sand oder Kies von
30 bis 40 mm Korngröße mittels ein:ws Verteilerkübels 14 in der Weise verteilt,
daß sich die Sand bzw. Kiesteilchen gegenseitig nicht bedecken und aneinander nicht
ganz anliegen. Dann wird geschmolzenes, bituminöses Pech, das beispielsweise aus
einem Gemisch von geblasenem Bitumen und Füllmittel zu gleichen Teilen besteht,
mittels einer Sprüheinrichtung 15 quer über den Belag gleichmäßig verteilt. Das
Kühlen des so aufgebrachten Belages erfolgt mittels eines Wassergefäßes 16, in das
die Oberflächen der Walzen 17, die an der Unterseite des Belags anliegen, eintauchen
und außerdem mittels der Versprühdüsen 18, die Kühlwasser über die Oberseite des
Belags versprühen. Der fertige Belag tritt dann in die Abführungsrutsche 19 ein,
wobei seine landseitige Kante, nachdem sie eine Führungswalze 21 passiert hat.,
zwischen den Greifern 20 derart ergriffen wird, daß der gesamte Belag an dem in
seinem Saum 13 eingeschlossenen Verstärkungskabel 6 hängt, wodurch er fortlaufend
gegen die Uferböschung hingezogen wird. Das Verstärkungskabel 6 und dadurch die
uferseitige Kante des Schutzbelag@es werden am Grunde des Grabens 5 festgehalten,
in die Uferböschung eingegraben und mittels Pfählen 22, deren oberes Ende zu einem
Haken ausgebildet ist, oder auf andere `'eise befestigt. Zum Schluß verteilen einige
Arbeiter am Ufer geeignetes Gestein in zwei oder drei Schichten über den im Graben
eingesenkten Teil des Streifens und füllen den Graben mit geschmolzenem Bitumen
auf, wodurch sich nach dem Erhärten am Saum des Belages ein Schutzbelag bildet,
der auch noch mit zur Verankerung des Bela.ges beiträgt.
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In Fällen., bei denen der Belag eine unregelmäßige Oberfläche, beispielsweise
ein gewundenes Ufer, schützen soll, kann er so hergestellt werden, daß man schmale
Belagsstreifen ungleicher Länge aneinander befestigt oder daß man breite Belagbahnen,
in »Falben« legt. An allen hierbei an dem Belag erzeugten Verbindungsstellen sorgt
das Befestigungsmittel für die Aufrechterhaltung der Plastizität, während Metallhaken
oder -klammern dazu dienen, daß die Zugfestigkeit erhalten bleibt.
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Falls die Größe der auftretenden Druckbeanspruchungen auch den festesten
Belag, der erzeugt werden könnte, unzulänglich machen würde, kann ein mehrschichtiger,
aus mehreren übereinandergelegten und miteinander verbundenen Einzelbelägen zusammengesetzter
Belag verwendet werden. Zur Abdichtung von Staudämmen an der Wasserseite hat man
schon früher Bitumen- oder Asphaltmatten benutzt, die vom Schiff aus verlegt wurden.
Als Bewehrung dienten dabei Hanf- oder Sisalnetze und auch Metalleinlagen, auf die
ein Gemisch aus Asphalt und Gestein aufgebracht wurde. Die Verlegung erfolgte derart,
daß man die auf dem Schiff vorgefertigte Matte in einzelnen relativ kurzen Abschnittet
(z. B. 13 X 27 m) durch Abkippen über eine entsprechend dimensionierte Plattform
an die Böschung anlegte. Die Abschnitte, zwischen denen Fugen von etwa 10 cm offen
bleiben, wurden: dann durch Ausgießen der Fugen mit Heißbitumen verbunden. Eine
fortlaufende Verlegung in langen, vorher aufgerollten Bahnen war nicht vorgesehen,
ebensowenig ein landseitiges Führungskabel.
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Die Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahens nach der Erfindung, bei dem erstmalig fortlaufend gearbeitet werden kann,
liegen auf der Hand. Es unterscheidet sich von dem bekannten Verfahren durch die
Verwendung einer Unterlagsmatte, die so zugfest ist, daß sich eine weitere Bewehrung
erübrigt, und durch die Verlegung der Matte mittels eines in einen durch Falten
des Randes der Unterlagsmatte entstandenen Saum eingelegten Verstärkungskabels.
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Bei dieser Art des Einbaues des Dichtungsbelages werden die beim Verlegen
der Matte wirksamen äußeren Kräfte durch die Unterlagsmatte aufgenommen, so daß
die eigentliche Dichtungsschicht beim Verlegen nicht wesentlich beansprucht wird,
wodurch die Gefahr einer Rissebildung im Dichtungsbelag ausgeschaltet ist. Durch
das Verstärkungskabel wird es auch ermöglicht, die Bahn in zweckmäßiger `@Teise
vom Schiff aus auf das Ufer zu bringen und dort zu befestigen.