DE102005007947A1

DE102005007947A1 - Armierungs-Schichtsystem

Info

Publication number: DE102005007947A1
Application number: DE102005007947A
Authority: DE
Inventors: Martin Schön; Warnfried Baumann
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-09-14
Also published as: PL1693517T3; EP1693517B1; EP1693517A3; EP1693517A2

Abstract

Ein Armierungs-Schichtsystem (1) dient zur flächenhaften Sicherung, eingebracht zwischen einem Unterbau und einer Deckschicht. Das Armierungs-Schichtsystem (1) hat eine Armierungsschicht (2), die eine Armierungsmatrix mit einer Vielzahl von zwischenliegenden Freiräumen (4) aufweist, zur Aufnahme von im Unterbau und/oder der Deckschicht auftretenden Spannungen. Ferner hat das Armierungs-Schichtsystem (1) eine direkt an die Armierungsschicht (2) angrenzende Sperrschicht (5). Diese ist derart ausgestaltet, dass sie nach dem Auflegen auf den Unterbau einen durch das Armierungs-Schichtsystem (1) stattfindenden Stoffaustausch vorübergehend unterbindet und sich aufgrund einer während der Herstellung der Deckschicht erforderlichen Erwärmung von diesem unter Freigabe zumindest eines Teils der Freiräume (4) zersetzt. Es resultiert eine gute Verzahnung der benachbarten Straßenschichten in der Ebene des Armierungs-Schichtsystems (1), wobei gleichzeitig die Vorteile der Sperrschicht (5) während der Herstellung des Fahrbahnbelages erhalten bleiben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Armierungs-Schichtsystem zur flächenhaften Sicherung, eingebracht zwischen einem Unterbau und einer Asphalt-Deckschicht, mit einer Armierungsschicht, die eine Armierungsmatrix mit einer Vielzahl von zwischenliegenden Freiräumen aufweist, zur Aufnahme von im Unterbau und/oder der Deckschicht auftretenden Spannungen, und mit mindestens einer direkt an die Armierungsschicht angrenzenden Sperrschicht.

Ein Armierungs-Schichtsystem der eingangs genannten Art ist bekannt aus der EP 0413295 A1 . Dort ist als Sperrschicht eine Komponente eines zweikomponentigen Verbundstoffs angegeben. Durch die Sperrschicht wird das Durchdringen von Wasser sowie von organischen und anorganischen Bestandteilen verhindert.

Andere Beispiele für Armierungs-Schichtsysteme finden sich in der EP 1158098 B1 , der DE 19812475 A1 , der EP 0956392 B1 und der DE 19543991 A1 .

Das Armierungs-Schichtsystem nach der EP 0413295 A1 hat den Nachteil, dass die Sperrschicht eine Verzahnung des Materials des Straßenunterbaus einerseits mit dem Material der Straßendeckschicht andererseits auf Höhe des Armierungs-Schichtsystems erschwert. Ein laterales Versetzen der Straßendeckschicht relativ zum Straßenunterbau in der Ebene des Armierungs-Schichtsystems ist daher nicht auszuschließen.

Eine verbesserte Verzahnung kann durch eine Armierung erzielt werden, die einen Stoffaustausch zwischen den Schichten, die dem Armierungs-Schichtsystem benachbart sind, durch die Ebene der Armierung, z. B. durch Zwischenräume bzw. Durchbrechungen, ermöglicht. Entsprechende Armierungs-Schichtsysteme haben aber den Nachteil, dass es nicht möglich ist, die Armierung bei der Herstellung der Deckschicht mit Fahrzeugen zu überfahren, ohne dass hierbei unerwünscht Material durch das Armierungs-Schichtsystem von unten nach oben hindurchgedrückt wird.

Derart unerwünscht durchgedrücktes Material kann z. B. am Fahrzeug anhaften und im ungünstigsten Fall dazu führen, dass das Armierungs-Schichtsystem unerwünscht vom Fahrzeug mitgenommen wird.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Armierungs-Schichtsystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass es eine gute Verzahnung der benachbarten Schichten in der Ebene des Armierungs-Schichtsystems ermöglicht, wobei gleichzeitig die Vorteile der Sperrschicht während der Herstellung der Deckschicht erhalten bleiben sollen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Armierungs-Schichtsystem, bei dem die Sperrschicht derart ausgestaltet ist, dass sie nach dem Auflegen auf den Unterbau einen durch das Armierungs-Schichtsystem stattfindenden Stoffaustausch vorübergehend unterbindet und sich aufgrund einer während der Herstellung der Deckschicht erforderlichen Erwärmung von diesem unter Freigabe zumindestens eines Teil der Freiräume zersetzt.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich eine Sperrwirkung beim Herstellen der Deckschicht einerseits und die Gewährleistung eines Stoffaustausches nach Verlegung des Armierungs-Schichtsystems andererseits nicht zwingend ausschließen. Diese beiden, eigentlich widerstreitenden Funktionen werden durch die erfindungsgemäße Sperrschicht miteinander in Einklang gebracht. Diese sperrt den Stoffaustausch genau so lange, wie dies erforderlich ist, nämlich während des Aufbringens der Deckschicht. Die Erwärmung bei der Herstellung der Deckschicht sorgt dann dafür, dass sich die Sperrschicht so zersetzt, dass anschließend ein Stoffaustausch zur Erzielung der erwünschten Verzahnungswirkung möglich ist. Ein Armierungs-Schichtsystem mit einer aufschmelzenden Folienschicht ist zwar auch in der DE 19543991 A1 angesprochen. Dort findet sich jedoch kein Hinweis darauf, dass durch dieses Aufschmelzen ein Stoffaustausch durch die Ebene des Armierungs-Schichtsystems ermöglicht sein soll. Dies ist beim Armierungs-Schichtsystem nach der DE 19543991 A1 auch nicht möglich, da dort eine keine Freiräume aufweisende Vliesschicht auch bei aufgeschmolzener Folienschicht erhalten bleibt. Das Armierungs-Schichtsystem kann universell immer dort angewendet werden, wo eine flächenhafte Sicherung zwischen einem Unterbau und einer Deckschicht erforderlich ist. Derartige Anwendungen sind der Fahrbahnbau, der Deponiebau, der Deichbau oder die Herstellung von Flachdächern.

Die Armierungsmatrix kann alternativ als Gitternetz oder als Wirrgelege ausgeführt sein.

Die Armierungsschicht kann aus Glasfasern, aus Basalt- oder aus polymeren Fasern gefertigt sein. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass die Armierungsschicht aus Mischungen dieser unterschiedlichen Faserarten gefertigt ist.

Eine bitumenaffine Beschichtung der Armierungsschicht und/oder der Sperrschicht verbessert bei einer bevorzugten Ausgestaltung die Haftung des Armierungs-Schichtsystems an den benachbarten Schichten.

Die Sperrschicht kann als Folienschicht ausgeführt sein. Ein Beispiel für ein Folienmaterial ist PE, insbesondere LDPE. Die Folienschicht kann zur Vergrößerung ihrer Steifigkeit uni- oder biaxial gereckt sein.

Die Sperrschicht kann alternativ auch als Faserschicht ausgebildet sein. Die Faserschicht kann in Form von Bändchen, Lunte, texturierten Fasern oder Vlies aufgebaut sein.

Eine wasserdampfdurchlässige Sperrschicht einer bevorzugten Ausgestaltung verhindert, dass sich bei auf den Unterbau aufgelegtem Armierungs-Schichtsystem aufgrund der Erwärmung bei der Aufbringung der Deckschicht unerwünschte Wasserdampfblasen unter dem Armierungs-Schichtsystem bilden. Die Wasserdampfdurchlässigkeit kann insbesondere durch eine Perforierung der Sperrschicht ermöglicht werden. Eine derartige Perforierung ergibt derart kleine Durchbrüche in der Sperrschicht, dass die Funktion des Unterbindens eines Stoffaustausches durch das Armierungs-Schichtsystem im Blick auf die Überfahrbarkeit durch Baufahrzeuge weiterhin gewährleistet bleibt.

Die Sperrschicht kann ein Flächengewicht im Bereich von 25 und 50 g/m² aufweisen. Ein derartiges Flächengewicht hat sich als zum Erreichen der Sperrwirkung ausreichend herausgestellt. Zudem zersetzt sich eine derartige Sperrschicht relativ schnell, da nur ein geringes Volumen aufgewärmt werden muss.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, die diese jedoch nicht einschränken, werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 perspektivisch ein Armierungs-Schichtsystem, bei dem Teile einer oberen Armierungsschicht zur Sichtbarmachung des Schichtaufbaus weggelassen sind;
2 einen Schnitt durch das Armierungs-Schichtsystem nach 1, bevor dieses bei der Herstellung eines Fahrbahnbelages erwärmt wurde;
3 einen zu 2 ähnlichen Schnitt durch das Armierungs-Schichtsystem nach der Erwärmung von diesem bei der Herstellung des Fahrbahnbelages;
4 eine zu 1 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführung eines Armierungs-Schichtsystems mit einem Faser-Wirrgelege als Armierungsschicht;
5 einen zu 2 ähnlichen Schnitt durch das Armierungs-Schichtsystem nach
4 vor einer Erwärmung von diesem bei der Herstellung eines Fahrbahnbelags; und
6 einen zu 5 ähnlichen Schnitt durch das Armierungs-Schichtsystem nach 4 nach der Erwärmung von diesem bei der Herstellung des Fahrbahnbelags.
Ein in 1 perspektivisch dargestelltes Armierungs-Schichtsystem 1 dient zur Sicherung eines Fahrbahnbelages zwischen einem Asphalt-Straßenunterbau und einer Asphalt-Straßendeckschicht, insbesondere zur Verhinderung bzw. Verminderung einer Rissbildung im Fahrbahnbelag. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass ein derartiges Armierungs-Schichtsystem 1 zur Sicherung einer Asphaltdichtungsschicht bspw. im Deponie- bzw. Deichbau eingesetzt werden kann. Als Armierungsschicht 2 weist das Armierungs-Schichtsystem 1 ein Gitternetz auf, welches bei der Ausführung nach den 1 bis 3 aus Glasfasern 3 gefertigt ist. Alternativ kann die Armierungsschicht 2 auch als Armierungsgitter aus Basalt- oder polymeren Fasern gefertigt sein. Aufgrund ihrer Netzstruktur stellt die Armierungsschicht eine Armierungsmatrix mit einer Vielzahl von rechteckigen Freiräumen dar. Die Maschenweite des Gitternetzes ist insbesondere größer als 10 mm und vorzugsweise im Bereich um 30 mm.
Die Armierungsschicht 2 nimmt im durch das Armierungs-Schichtsystem 1 gesicherten bituminösen Farbbahnbelag auftretende Spannungen, z. B. durch Umwelteinflüsse oder durch Lastaufbringung, auf und trägt diese über eine größere Fläche wieder ab.
Die Armierungsschicht 2 grenzt direkt an eine Sperrschicht 5 an. Bei der Ausführung nach den 1 bis 3 ist die Sperrschicht 5 als Polyethylen-(PE-)Folienschicht mit einem Flächengewicht von etwa 25 g/m² ausgeführt. Auch ein höheres Flächengewicht bis beispielsweise 50 g/m² ist möglich. Die Sperrschicht 5 ist mit der Armierungsschicht 2 verbunden, in diesem Ausführungsbeispiel ist diese verklebt. Die PE-Folienschicht kann zur Erhöhung der Steifigkeit uni- oder biaxial gereckt sein.
Sowohl die Armierungsschicht 2, also im Falle der Ausführung nach den 1 bis 3 die einzelnen Glasfasern 3, als auch die Sperrschicht 5 sind gegen Wasseraufnahme geschützt und z.B. mit einer bitumenaffinen Beschichtung versehen. Dabei kann es sich um eine Bitumen-Emulsion handeln, der Additive zugesetzt sind.
Die Sperrschicht 5 ist wasserdampfdurchlässig ausgeführt. Dies wird durch eine entsprechende Perforierung der Sperrschicht 5 gewährleistet, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Beim Auflegen des Armierungs-Schichtsystems 1 auf den Straßenunterbau kann die Sperrschicht 5, wie in den 1 bis 3 angedeutet, unten liegend angeordnet sein. Die Sperrschicht 5 kann alternativ auch so aufgelegt werden, dass sie über der Armierungsschicht 2 zu liegen kommt. Die Sperrschicht 5 des auf den Straßenunterbau aufgelegten Armierungs-Schichtsystems 1 unterbindet einen durch das Armierungs-Schichtsystem stattfindenden Stoffaustausch vorübergehend. Das Armierungs-Schichtsystem 1 haftet auf dem Straßenunterbau mit Hilfe eines Anspritzmittels, das vor dem Auflegen des Armierungs-Schichtsystems 1 auf den Straßenunterbau aufgebracht wurde. Das Anspritzmittel kann das aufgelegte Armierungs-Schichtsystem 1 zunächst nicht durchdringen, da die Sperrschicht 5 dies verhindert. Das Armierungs-Schichtsystem 1 kann daher z. B. von Straßenbaufahrzeugen problemlos überfahren werden, ohne dass das Anspritzmittel unerwünscht mit den Fahrzeugreifen in Kontakt kommt.
Bei der Herstellung des Fahrbahnbelages wird bei der Zugabe der Asphalt-Straßendeckschicht das Armierungs-Schichtsystem 1 auf Temperaturen im Bereich zwischen 130 und 160° erwärmt. Diese Temperaturen liegen oberhalb des Schmelzpunktes der Sperrschicht 5, die daher aufschmilzt. Im Bereich der Freiräume entstehen daher Durchbrüche 6 (vgl. 3). Hierdurch werden die Freiräume 4 freigegeben, so dass nach Aufbringung der Asphalt-Straßendeckschicht ein Stoffaustausch durch das Armierungs-Schichtsystem 1 hindurch möglich ist. Der Asphalt des Asphalt-Straßenunterbaus einerseits und der Asphalt-Straßendeckschicht andererseits kann sich daher gut mit der Armierungsschicht 2 des Armierungs-Schichtsystems 1 verzahnen. Dadurch wird effektiv eine laterale Versetzung der Asphalt-Straßendeckschicht relativ zum Asphalt-Straßenunterbau in der vom Armierungs-Schichtsystem 1 vorgegebenen Ebene verhindert.
Die Wasserdampfdurchlässigkeit der Sperrschicht 5 führt dazu, dass Wasseranteile des Anspritzmittels vor dem Aufbringen der Asphalt-Straßendeckschicht sich durch das Armierungs-Schichtsystem 1 verflüchtigen können. Die Ausbildung störender Wasserdampfblasen unter dem Armierungs-Schichtsystem 1 beim Aufbringen der Asphalt-Straßendeckschicht ist hierdurch wirksam verhindert.
Die Sperrschicht 5 kann alternativ auch als Faserschicht aus Faserstrukturen gebildet sein, die entweder nur sehr kleine oder keine Zwischenräume zueinander aufweisen, so dass auch durch eine derartige Faserschicht ein Stoffaustausch durch das Armierungs-Schichtsystem zunächst unterbunden ist. Als Beispiele derartiger Faserstrukturen seien Bändchen, Lunte, texturierte Fasern und Vlies genannt. Diese Fasern können ebenfalls aus PE bzw. aus LDPE gefertigt sein.
Eine derartige Faserschicht kann ebenfalls mit der Armierungsschicht 2 verklebt sein. Alternativ ist eine Verbindung der beiden Schichten 2, 5 im Falle einer Faserschicht als Sperrschicht 5 durch Wirken, Weben, Schweißen, Nadeln oder Nähen möglich.
Als Sperrschicht 5 kann alternativ auch eine Bitumenschicht dienen.
Alternativ zu einer durch Wärmeeinwirkung beim Verlegen der Asphalt-Straßendeckschicht aufschmelzbaren Sperrschicht kann auch eine Sperrschicht aus einem Material vorgesehen sein, welches sich in anderer Weise unter Wärmeeinwirkung zersetzt, z. B. auflöst oder in Folge einer chemischen Reaktion die Freiräume 4 zumindest teilweise freigibt.
Bei einer Variante eines Armierungs-Schichtsystems sind zwei Sperrschicht-Lagen vorgesehen, die die Armierungsschicht 2 auf beiden Seiten abdecken. Bei einer Erwärmung einer derartigen zweilagigen Sperrschicht bei der Aufbringung der Asphalt-Straßendeckschicht gibt diese durch einen Aufschmelz- bzw. Auflösungsprozess ebenfalls die Freiräume 4 frei.
Die 4 bis 6 zeigen eine weitere Ausführung eines Armierungs-Schichtsystems 1, dieses dient ebenfalls zur Sicherung eines Fahrbahnbelages zwischen einem Asphalt-Straßenunterbau und einer Asphalt-Straßendeckschicht, insbesondere zur Verhinderung bzw. Verminderung einer Rissbildung im Fahrbahnbelag. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass ein derartiges Armierungs-Schichtsystem 1 zur Sicherung einer Asphaltdichtungsschicht bspw. im Deponie- bzw. Deichbau eingesetzt werden kann.
Dieses wird nur dort näher beschrieben, wo sein Aufbau bzw. seine Herstellung und Verlegung sich von dem unterscheiden, was oben im Zusammenhang mit den 1 bis 3 ausgeführt wurde.
Das Armierungs-Schichtsystem nach den 4 bis 6 weist eine Armierungsschicht 7 auf, die als Wirrgelege ausgeführt ist. Einzelfasern 8 der Armierungsschicht 7 sind Glasfasern. Alternativ können, wie bei der Armierungsschicht 2, auch Basalt- oder polymeren Fasern zum Einsatz kommen.
Die Flächendichte der Armierungsschicht 7 ist so gewählt, dass makroskopische Freiräume 9 zwischen den Einzelfasern 8 verbleiben. Diese Freiräume 9 werden beim Aufbringen der Asphalt-Straßendeckschicht auf das aufgelegte Armierungs-Schichtsystem 1 nach den 4 bis 6 aufgrund des wärmebedingten Aufschmelzens bzw. Auflösens der Sperrschicht 5 freigegeben. Hierbei bilden sich in der Sperrschicht 5 Durchbrechungen 10, wie in 6 dargestellt.

Claims

Armierungs-Schichtsystem (1) zur flächenhaften Sicherung, eingebracht zwischen einem Unterbau und einer Asphalt-Deckschicht, – mit einer Armierungsschicht (2; 7), die eine Armierungsmatrix mit einer Vielzahl von zwischenliegenden Freiräumen (4; 9) aufweist, zur Aufnahme von im Unterbau und/oder der Deckschicht auftretenden Spannungen, – mit mindestens einer direkt an die Armierungsschicht (2; 7) angrenzenden Sperrschicht (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (5) derart ausgestaltet ist, dass sie – nach dem Auflegen auf den Unterbau einen durch das Armierungs-Schichtsystem (1) stattfindenden Stoffaustausch vorübergehend unterbindet und – sich aufgrund einer während der Herstellung der Deckschicht erforderlichen Erwärmung von diesem unter Freigabe zumindestens eines Teil der Freiräume (4; 9) zersetzt.
Armierungs-Schichtsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gitternetz (3) als Armierungsmatrix.
Armierungs-Schichtsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Wirrgelege (8) als Armierungsmatrix.
Armierungs-Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Glasfasern und/oder Basaltfasern und/oder Polymerfasern aufweisende Armierungsschicht (2; 7).
Armierungs-Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine bitumenaffine Beschichtung der Armierungsschicht (2; 7) und/oder der Sperrschicht (5).
Armierungs-Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Folienschicht als Sperrschicht (5).
Armierungs-Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Faserschicht als Sperrschicht (5).
Armierungs-Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (5) wasserdampfdurchlässig ausgeführt ist.
Armierungs-Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (5) ein Flächengewicht im Bereich zwischen 25 und 50 g/m² aufweist.