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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrbahnaufbausystem sowie ein
Verfahren zum Aufbau einer Fahrbahn mit einem unter einem Planum
vorgesehenen Aushubbereich mit einem Bodenaustausch und Ver- und
Entsorgungsleitungen.
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9 zeigt
einen im Stand der Technik verwendeten Straßenaufbau 33.
Der Straßenaufbau 33 weist einen sich über
die gesamte Straßenbreite, einschließlich eines
Teils der seitlich der Verkehrsfläche 2 vorgesehenen
Geh- bzw. Radwege 28, erstreckenden Bodenaustausch 23 auf.
Der Bodenaustausch 23 ist in einen Boden 30, wie
beispielsweise einen F3-Boden, eingebracht. In den Bodenaustausch 23 sind
in schmalen, tiefen Gräben 26, 27 Gas-
bzw. Trinkwasserleitungen 3, 4 eingebracht. Die
Gräben 26, 27 sind im Stand der Technik
mit Sanden bzw. Kies klassisch verfüllt. Während
die Gas- und Trinkwasserleitungen 3, 4 typischerweise,
wie in 9 gezeigt, in einer Tiefe im Bereich des über
die gesamte Fahrbahnbreite verlaufenden Aushubbereiches für den
Bodenaustausch 23 angeordnet sind, werden Kanalleitungen 5 zur
Entwässerung tiefer, das heißt in einem zusätzlich
unter dem Bodenaustausch 23 vorgesehenen tiefen schmalen
Graben 9 vorgesehen. Der Graben 9 wird mit grobkörnigem,
nicht bindigem Boden 25 verfüllt.
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Der
quer über die Straßenbreite verlaufende Bodenaustauschbereich 23 ist
am Boden mit Geotextil 29 ausgelegt, um das Eindringen
von Partikeln aus dem darunter befindlichen Bodenbereich 30 in den
Bodenaustauschbereich 23 zu vermeiden. Der Bodenaustauschbereich 23 ist
typischerweise mit Grobschlag, das heißt einem undefinierten
Gemisch von Steinen der Körnung 0 bis 100 mm, bis zu einer bestimmten
Höhe aufgefüllt. Die Dicke dieser Auffüllung
ist so bemessen, dass für die darauf vorgesehenen Schichten
des Straßenoberbaus eine Mindesttragfähigkeit
von 45 MN/m2 erreicht wird.
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Auf
diesem Material ist eine Frostschutzschicht 16 angeordnet,
in welcher seitlich der Fahrbahn Drainagen 24 für
die Straßenentwässerung vorgesehen sind. Die Frostschutzschicht 16 besitzt
in dem in 1 gezeigten Beispiel über
die Fahrbahnbreite 2 hinweg eine Dicke von beispielsweise
41 cm. Auf der Frostschutzschicht 16 ist eine Asphalttragschicht 17 mit
einer Dicke von beispielsweise 10 cm vorgesehen, auf welcher eine
Asphaltbetondeckschicht mit einer Dicke von z. B. 4 cm aufgebracht
ist.
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Der
bekannte Straßenaufbau 33 hat sich über
viele Jahre als zuverlässig erwiesen, weist jedoch auch
gewisse Nachteile auf. Um die gewünschte Tragfähigkeit
von wenigstens 45 MN/m2 zu erreichen, muss
beispielsweise der mit Grobschlag 25 aufgefüllte
Bodenaustauschbereich 23 eine bestimmte Mindesttiefe aufweisen
und mit einem Material verfüllt werden, mit welchem die
gewünschte Tragfähigkeit erreichbar ist. In Folge
dessen ist ein relativ großer Bodenaushub unterhalb der
gesamten Straßenbreite 2 erforderlich und es ist
in dem Bodenaustauschbereich 23 ein Bodenaustausch oder
eine Bodenverbesserung vorzunehmen. Der Bodenaustausch 23 muss
zudem verdichtet werden.
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Des
Weiteren werden von den Leitungsbetreibern von Ver- und Entsorgungsleitungen 3, 4 spezielle
Anforderungen an die Rohrleitungszonen 26, 27 gestellt,
welche wiederum bei der Verfüllung der Bodenaustausch-
bzw. Aushubbereiche 23, 26, 27 berücksichtigt
werden müssen. Entsprechend ist der Straßenaufbau 33 relativ
aufwändig.
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Ferner
ist aus der Druckschrift
DE
103 32 249 A1 ein Bodenmörtel für Verfüllarbeiten
im Tiefbau bekannt, welcher für die Verfüllung
schmaler offener Gräben für alle Medienleitungen
sowie für die Verfüllung von Einzelaufgrabungen
eingesetzt wird. Das beschriebene Material besitzt den Vorteil,
dass es während seines Einbaues eine fließfähige
Konsistenz aufweist und damit eine weitgehend vollständig hohlraumfreie
Verfüllung an der Einbaustelle ermöglicht. Nach
dem Einbau erfolgt eine selbstständige Verfestigung der
Bodenverfüllmasse, ohne dass zusätzliche Verdichtungsarbeiten
erforderlich sind. Bereits nach 12 Stunden ist die Selbstverfestigung
so weit fortgeschritten, dass ein weiterer Aufbau auf die Bodenverfüllung
möglich ist. Nach der vollständigen Verfestigung
bleibt eine manuelle Lösbarkeit der Verfüllmasse,
beispielsweise für Reparaturzwecke und dergleichen, erhalten.
Aufgrund dieser Eigenschaften wird die bekannte Bodenverfüllmasse
insbesondere in solchen schmalen offenen Gräben oder Einzelaufgrabungen
verwendet, in welchen eine Verlegung bzw. Verfüllung von
Leitungen unterschiedlicher Medien auf engstem Raum realisiert werden soll.
In derartigen Bereichen wäre eine traditionelle Verdichtung
von herkömmlichen Einbaustoffen nur unter erhöhtem
Aufwand möglich.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System für
einen Fahrbahnaufbau sowie ein zugehöriges Verfahren zum
Aufbau einer Fahrbahn zur Verfügung zu stellen, mit welchen
der Zeit- und der Kostenaufwand zum Herstellen eines Fahrbahnaufbaus
gesenkt werden und dennoch die Mindestanforderungen an die Tragfähigkeit
der Fahrbahn zuverlässig erfüllt werden können
oder gar die Tragfähigkeit verbessert werden kann.
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Die
Aufgabe wird einerseits durch ein Fahrbahnaufbausystem mit einem
unter einem Planum vorgesehenen Aushubbereich mit einem Bodenaustausch
und Ver- und Entsorgungsleitungen gelöst, wobei in dem
Aushubbereich ein sich etwa über die Breite des Planums
erstreckender, flächiger Bodenaustauschbereich und wenigstens
eine Leitungszone vorgesehen ist und wobei sowohl die wenigstens eine
Leitungszone als auch der Bodenaus tauschbereich mit dem gleichen,
in fließfähiger Form einbringbaren, selbstverdichtenden
und härtbaren Baustoffgemisch verfüllt sind.
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Somit
wird erfindungsgemäß sowohl in schmale, tiefe
Leitungszonen von Leitungsgräben der Ver- und Entsorgungsleitungen
als auch in den im Vergleich zum Stand der Technik hinsichtlich
der Tiefe reduzierbaren, flächigen Aushubbereich für
den Bodenaustauschbereich, der sich im Wesentlichen über
die gesamte Fahrbahnbreite erstreckt, das gleiche selbstverdichtende
und härtbare Baustoffgemisch eingebracht. Das Baustoffgemisch
kann zunächst in fließfähiger Konsistenz
gleichmäßig sowohl in die wenigstens eine Leitungszone
als auch in den Bodenaustauschbereich gefüllt werden und
damit auf einfache Weise alle Aushubbereiche nahezu hohlraumfrei
ausfüllen. Da das Baustoffgemisch in die Aushubbereich
fließen kann, können die Aushubbereiche relativ
schnell und gleichmäßig verfüllt werden. Überraschenderweise
können trotz Verwendung ein und desselben Baustoffgemisches
zur Verfülung tiefer liegender Leitungszonen als auch des flächigen
Aushubbereiches unter der Fahrbahn, an welche gemeinhin völlig
andere Anforderungen gestellt werden, sowohl die Eigenschaften für
eine qualifizierte Bodenverbesserung zur Verfügung gestellt als
auch darüber hinaus die Anforderungen erfüllt werden,
die an die Verfüllzone hinsichtlich der Tragfähigkeit
und an die Leitungszone seitens der Leitungsbetreiber gestellt werden.
Da sich das Baustoffgemisch darüber hinaus selbst verdichtet,
ist keine separate Verdichtung, wie im Stand der Technik, erforderlich.
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Die
wenigstens eine Leitungszone kann in dem Bodenaustauschbereich und/oder
in wenigstens einem Leitungsgraben vorgesehen sein, dessen Breite
geringer als die Breite des Planums ist und der tiefer als der Bodenaustauschbereich
ist.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist das Baustoffgemisch ein Bodenmörtel, in dem Recyclingboden,
Bauabfallrecyclingmaterial, Zement und Wasser enthalten ist. Beispielsweise
kann als Bodenmörtel eine Bodenverfüllmasse gemäß der
deutschen Patentanmeldung
DE
103 32 249 A1 , wie beispielsweise Chemix, verwendet werden.
Dieser Bodenmörtel erfüllt die Anforderungen an
eine qualifizierte Bodenverbesserung nach dem Regelwerk des Straßenbaus
genauso wie die Anforderungen, die an das Verfüllmaterial
in der Leitungszone und im Verfüllbereich des Grabens gestellt
werden. Durch die Verwendung eines solchen Baustoffgemischs kann
eine Verringerung des Bedarfs an Primärbaustoffen, insbesondere
eines speziellen Plastifikators, wie Ton bzw. toniges Gestein oder
Betonit, bei einer günstigen Nutzung örtlich vorliegender
mineralischer Abfallstoffe wie Sekundärbaustoffen ermöglicht
werden. Insbesondere kann bei diesem Baustoffgemisch Bauabfallrecyclingmaterial
in Kombination mit der Nutzung von minerali schen Abfallstoffen aus
Bodenaushubmaterial effektiv genutzt werden, wobei durch eine entsprechend dosierte
Vormischung und weitere Vorbehandlung eine hohe und gleichbleibende
Qualität der hergestellten Mischung, unabhängig
von den einzelnen Bodenschichten, gewährleistbar ist.
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Es
hat sich zudem als günstig erwiesen, wenn die wenigstens
eine Leitungszone wenigstens einen Leitungsgraben aufweist, in welchem
beim Verfüllen ein Grabenverbau mit seitlichen Stützplatten
und dazwischen angeordneten Stützstreben vorgesehen ist.
Bei Verwendung einer solchen Konstruktion kann die jeweils in dem
Leitungsgraben zu verlegende Ver- oder Entsorgungsleitung sicher
und auf richtiger Höhe in den Leitungsgraben eingebracht und
dort mit einer bereits verlegten Leitung verbunden werden, wobei
die Grabenseiten durch die seitlichen Stützplatten und
die dazwischen vorgesehenen Stützstreben vor einem eventuellen
Einbrechen des Grabens geschützt werden. Nach dem Verlegen
der Leitung und dem Verfüllen des Leitungsgrabens können
die seitlichen Stützplatten und die Stützstreben wieder
aus dem Leitungsgraben entfernt und für weitere Anwendungen
genutzt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Variante der vorliegenden Erfindung ist auf einem Boden
von wenigstens einem Leitungsgraben der wenigstens einen Leitungszone
wenigstens ein in der Höhe einnivelliertes und lagegesichertes
Leitungslagerelement vorgesehen. Mit Hilfe des Leitungslagerelementes
kann eine in dem Leitungsgraben zu verlegende Leitung auf genauer
Höhe sicher in dem Leitungsgraben positioniert werden,
so dass die Leitung einfach, schnell und genau verlegt werden kann.
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In
einer zweckmäßigen Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung umfassen die in die wenigstens eine Leitungszone eingebrachten
Ver- und Entsorgungsleitungen wenigstens eine Gasleitung, wenigstens
eine Trinkwasserleitung, Stromkabel und/oder Informationskabel.
Somit können verschiedenste Leitungen und/oder Kabel in
der wenigstens einen Leitungszone verlegt werden, wobei pro Leitungsgraben
eine oder mehrere Leitungen und/oder Kabel vorgesehen sein können.
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Es
ist besonders von Vorteil, wenn die Ver- und Entsorgungsleitungen
in ihrer Position in der wenigstens einen Leitungszone durch Lagesicherungsmittel
gesichert sind. So können die Ver- und Entsorgungsleitungen
beispielsweise in ihrer Lage durch Gewichte und/oder Verkeilungen
gesichert werden, wodurch ein Auftrieb der Ver- und Entsorgungsleitungen
beim Einbringen des Baustoffgemisches in der Leitungszone verhindert
werden kann.
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In
einem bevorzugten Beispiel der Erfindung ist auf dem verfüllten
Bodenaustauschbereich ein Fahrbahnoberbau mit einer ungebundenen
Tragschicht, einer gebundenen Tragschicht und einer Deckschicht
vorgesehen. Die ungebundene Tragschicht ist typischerweise eine
Frostschutzschicht. Als gebundene Tragschicht kann eine Asphalttragschicht
wie beispielsweise eine Betonschicht eingesetzt werden. Als Deckschicht
wird typischerweise eine Asphalt-Beton-Deckschicht verwendet. Zwischen
der gebundenen Tragschicht und der Deckschicht kann eine Binderschicht
vorgesehen sein. Somit kann mit der vorliegenden Erfindung ein Fahrbahnoberbau
zum Herstellen einer Straße eingesetzt werden, der mit
Fahrbahnoberbauten, die im Stand der Technik bekannt sind, vollständig
vergleichbar ist. Dabei ist der erfindungsgemäße
Fahrbahnunterbau mit den mit dem Baustoffgemisch verfüllten
Gräben in der Lage, die Mindestanforderungen an die Tragfähigkeit
für den oben beschriebenen Fahrbahnoberbau von ≥ 45
MN/m2 zur Verfügung zu stellen.
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Zusätzlich
zu den oben beschriebenen Leitungsgräben kann in den Aushubbereich
ein Entwässerungsleitungsgraben eingebracht sein, in welchem eine
Entwässerungsleitung vorgesehen ist, wobei der Entwässerungsleitungsgraben
mit der Entwässerungsleitung mit grobkörnigem,
nicht bindigem Boden bis zu einer Höhe verfüllt
ist, die der Unterkante des in den Bodenaustauschbereich eingebrachten Baustoffgemisches
entspricht. Somit kann die Entwässerungsleitung in einer
tieferen Tiefe als die übrigen Ver- und Entsorgungsleitungen
des erfindungsgemäßen Fahrbahnaufbausystems in
das System mit integriert werden, wobei das Baustoffgemisch nicht
notwendigerweise auch in den Entwässerungsleitungsgraben
eingefüllt werden muss.
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Die
Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Aufbau einer Fahrbahn
gelöst, wobei unter einem Planum ein Aushubbereich mit
einem Bodenaustausch und Ver- und Entsorgungsleitungen vorgesehen
wird, ein sich etwa über die Breite des Planums erstreckender,
flächiger Bodenaustauschbereich und wenigstens eine Leitungszone
vorgesehen wird, die wenigstens eine Leitungszone und der Bodenaustauschbereich
mit dem gleichen Baustoffgemisch verfüllt werden, und das
Baustoffgemisch in fließfähiger Form in die wenigstens
eine Leitungszone und in den Bodenaustauschbereich gefüllt
wird, sich daraufhin selbst verdichtet und aushärtet.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Fahrbahn
mit hoher Qualität auf überraschend rationelle
Weise hergestellt werden. Entgegen der bisherigen Vorgehensweise
zum Aufbau einer Fahrbahn wird erfindungsgemäß das
System bestehend aus Fahrbahn, Boden und Leitung als eine Einheit betrachtet.
Entsprechend werden sowohl der Bodenaustauschbereich als auch die
wenigstens eine Leitungszone mit ein und demselben Baustoff gemisch verfüllt.
Durch die Fließfähigkeit des eingebrachten Baustoffgemisches
können die wenigstens eine Leitungszone und der Bodenaustauschbereich
mit verhältnismäßig geringem Zeitaufwand
gefüllt werden. Da darüber hinaus das Baustoffgemisch
sich selbst verdichtet und aushärtet, sind separate Verdichtungsschritte
nicht erforderlich. Dennoch kann mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren ein Fahrbahnunterbau mit darin eingebrachten Ver- und
Entsorgungsleitungen hergestellt werden, der sowohl die Anforderungen
der Leitungsbetreiber als auch die Anforderungen an die Tragfähigkeit
und den Verdichtungsgrad des Fahrbahnunterbaus zuverlässig
erfüllt bzw. sogar bessere Eigenschaften zur Verfügung
gestellt.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird die wenigstens eine Leitungszone in dem Bodenaustauschbereich
und/oder in wenigstens einem Leitungsgraben vorgesehen, dessen Breite
geringer als die Breite des Planums ist und der tiefer als der Bodenaustauschbereich
vorgesehen wird. Somit können Leitungen sowohl in den qualifizierten
Bodenaustausch unter der gesamten Planumsfläche vorgesehen
werden und/oder einzelne Leitungen noch tiefer als der flächenhaft
eingebrachte Bodenaustausch liegen.
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Günstigerweise
wird für das Verfüllen in wenigstens einen Leitungsgraben
der wenigstens einen Leitungszone ein Grabenverbau eingebracht,
wobei seitlich des Grabens Stützplatten vorgesehen werden,
zwischen welchen Stützstreben eingebracht werden. Auf diese
Weise kann der Leitungsgraben seitlich gesichert werden, so dass
die Leitung in richtiger Höhe sicher in den Leitungsgraben
eingebracht werden kann und nachfolgend mit dem Baustoffgemisch
vergossen werden kann.
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Vorzugsweise
wird auf einen Boden eines Leitungsgrabens der wenigstens einen
Leitungszone wenigstens ein Leitungslagerelement gesetzt, in der Höhe
einnivelliert und in seiner Lage gesichert. Auf dem Leitungslagerelement
kann ein an die bereits gelegte Leitung sich anschließendes
Leitungsstück sicher und in richtiger Höhe aufgelegt
und mit der bereits verlegten Leitung verbunden werden.
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Dabei
wird ein zu verlegendes Leitungsstück einer Ver- oder Entsorgungsleitung über
das Leitungslagerelement auf eine bereits in der Leitungszone verlegte
Leitung zu bewegt und mit dieser verbunden, wonach das zu verlegende
Leitungsstück auf dem Leitungslagerelement aufliegen bleibt.
Hierdurch kann eine genaue und dennoch einfache Verbindung der Leitungselemente
miteinander bewerkstelligt werden.
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Entsprechend
einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird
das Leitungsstück in seiner Position mit Lagesicherungselementen
gesichert, wobei die Lagesiche rungselemente wieder entfernt werden,
wenn die Leitungszone wenigstens so weit mit dem Baustoffgemisch
verfüllt ist, dass das Leitungsstück von dem Baustoffgemisch bedeckt
ist. Durch die Lagesicherungselemente, wie Gewichte oder Keile,
kann das Leitungsstück auch beim Verfüllen der
Leitungszone mit dem Baugemisch vor Auftrieb gesichert werden. So
können beispielsweise Betonblöcke über
einen Kran von oben auf das jeweilige Leitungsstück aufgebracht
und nach einem teilweise Verfüllen der Leitungszone wieder
aus diesem entfernt werden.
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Weiterhin
ist es erfindungsgemäß möglich, dass
auf dem in der Leitungszone bis in eine bestimmte Höhe
gefüllten Baustoffgemisch unterhalb des Bodenaustauschbereichs
oder in den Bodenaustauschbereich eine weitere Ver- oder Entsorgungsleitung
verlegt wird. Somit können mehrere Ver- oder Entsorgungsleitungen
unterschiedlicher Medien in ein und demselben Leitungsgraben auf
engstem Raum in verschiedenen Höhen verlegt werden.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen der Erfindung, deren Merkmale und Funktionsweise
werden im Folgenden anhand der Figuren der Zeichnung näher
erläutert, wobei
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1 schematisch
ein Fahrbahnaufbausystem gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 schematisch
einen Aushub und einen Verbau eines Aushubbereichs bzw. Grabens
gemäß eines Verfahrensschrittes einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufbau einer Fahrbahn
zeigt;
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3 schematisch
eine Verlegung eines Auflagers in dem Aushubbereich aus 2 gemäß eines
Verfahrensschrittes einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Aufbau einer Fahrbahn zeigt;
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4 schematisch
einen Einbau eines Leitungsstücks in den Aushubbereich
aus 2 bzw. 3 gemäß einem
Verfahrensschritt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Aufbau einer Fahrbahn zeigt;
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5 schematisch
ein Einbringen von Lagesicherungselementen in den Aushubbereich
aus den 2 bis 4 gemäß einem
Verfahrensschritt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Aufbau einer Fahrbahn zeigt;
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6 schematisch
ein teilweises Aushubbereich des Grabens aus den 2 bis 5 mit
einem Baustoffgemisch gemäß einem Verfahrensschritt
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Aufbau einer Fahrbahn zeigt;
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7 schematisch
einen Ausbau von Lagesicherungselementen, ein weiteres Verfüllen
des Aushubbereichs und ein Ziehen des Verbaus aus dem Aushubbereich
der 2 bis 6 gemäß Verfahrensschritten
einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Aufbau einer Fahrbahn zeigt; und
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8 schematisch
ein Verlegen einer weiteren Leitung und ein Verfüllen des
Grabens aus den 2 bis 7 gemäß weiteren
Verfahrensschritten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Aufbau einer Fahrbahn zeigt.
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1 zeigt
schematisch einen möglichen Grundaufbau eines erfindungsgemäßen
Fahrbahnaufbausystems 1 in einer geschnittenen Ansicht.
Von oben gesehen weist das Fahrbahnaufbausystem 1 eine
Verkehrsfläche 2 mit einer Breite B auf, welche in
dem gezeigten Beispiel zu beiden Seiten hin leicht geneigt ist.
Seitlich der Verkehrsfläche 2 sind jeweils Geh-
bzw. Radwege 28 vorgesehen, die durch Bordsteine 31 von
der Verkehrsfläche 2 getrennt sind.
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Die
oberste Schichtfolge der Verkehrsfläche 2 ist
eine Deckschicht 19, welche in dem in 1 gezeigten
Beispiel eine Asphalt-Beton-Schicht mit einer Dicke von z. B. 4
cm ist. In dem in 1 gezeigten Beispiel liegt die
Deckschicht 19 auf einer gebundenen Tragschicht 17 auf,
die in dem gezeigten Beispiel eine Asphalttragschicht mit einer
Dicke von z. B. 10 cm ist. Zwischen der Deckschicht 19 und
der gebundenen Tragschicht kann eine Binderschicht vorgesehen sein,
die in 1 nicht separat dargestellt ist.
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Unterhalb
der gebundenen Tragschicht 17 befindet sich eine ungebundene
Tragschicht 16 in Form einer im Beispiel aus 1 beispielsweise
31 cm dicken Frostschutzschicht. In anderen Ausführungsformen
der Erfindung können die Schichten 19, 17 und 16 auch
andere Dicken aufweisen.
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Die
Frostschutzschicht 16 erstreckt sich bis in die seitlichen
Bereiche unter den Geh- bzw. Radwegen 28, wobei seitlich
der Verkehrsfläche 2 in der Frostschutzschicht 16 Drainageleitungen 24 vorgesehen
sind. Die Frostschutzschicht 16, die gebundene Tragschicht 17 und
die ungebundene Tragschicht 16 bilden den Fahrbahnoberbau
des Fahrbahnaufbausystems 1 aus. Unter der Frostschutzschicht 16 schließt
sich der Fahrbahnunterbau des Fahrbahnaufbausystems 1 an.
Zwischen Fahrbahnober- und -unterbau befindet sich das Planum 34 der
Fahrbahn, welches in dem gezeigten Beispiel eine Flächenlast von ≥ 70
MN/m2 aufnehmen kann und dessen Breite etwa
der Breite B der Verkehrsfläche 2 entspricht bzw.
geringfügig kleiner ist.
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Der
Fahrbahnunterbau weist einen sich etwa über die Breite
B der Verkehrsfläche 2 bzw. des Planums 34 erstreckenden,
flächigen Bodenaustauschbereich 6, der in einen
Boden 30, wie beispielsweise einen F3-Boden, eingebracht
wurde, auf. Der Bodenaustauschbereich ist in seiner Tiefe im Vergleich
zu im Stand der Technik bekannten Bodenaustauschbereichen für
einen Fahrbahnunterbau, wie dem Bodenaustauschbereich 23 aus 9,
reduziert.
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Unter
dem Planum 35 des Bodenaustauschbereiches 6 sind
in dem Beispiel von 1 Leitungsgräben 7, 8, 9 vorgesehen.
In den Leitungsgräben 7, 8, 9 sind
Leitungen, wie eine Gasleitung 3, eine Trinkwasserleitung 4 bzw.
eine Entwässerungsleitung 5 in unterschiedlichen
Höhen eingebracht. So befindet sich die Entwässerungsleitung 5 an
der tiefsten Stelle unterhalb der Verkehrsfläche 2.
In einer Höhe darüber ist die Trinkwasserleitung 4 in
dem Graben 8 angeordnet, und die Gasleitung 3 in
dem Graben 7 ist weiter oben als die Trinkwasserleitung 4 in
dem Graben 8 angeordnet. Auch wenn in dem Beispiel von 1 die
Gasleitung 3 und die Trinkwasserleitung 4 in unterschiedlichen
Gräben 7, 8 angeordnet sind, können
diese Leitungen 3, 4 auch übereinander
in ein und demselben Leitungsgraben 7 oder 8 angeordnet
sein.
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Die
Leitungsgräben 7, 8 sind schmale schiefe
Gräben, deren Breite b geringer als die Breite B der Verkehrsfläche 2 ist.
Auch der Entwässerungsleitungsgraben 9 ist ein
schmaler tiefer Graben, welcher eine geringere Breite als die Breite
B der Verkehrsfläche 2 aufweist.
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Der
Entwässerungsleitungsgraben 9 ist bis zu einer
Höhe H, die der Unterkante des Bodenaustauschbereiches 6,
also dem Erdplanum 35, entspricht, mit grobkörnigem,
nicht bindigem Boden 20 verfüllt.
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Die
Leitungsgräben 7, 8 sowie der gesamte Bereich
des Bodenaustauschbereiches 6 sind mit dem gleichen, in
fließfähiger Form in die Aushubbereiche 6, 7, 8 einbringbaren,
selbstverdichtenden und härtbaren Baustoffgemisch 10 verfüllt.
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Als
Baustoffgemisch
10 kann beispielsweise das in der deutschen
Offenlegungsschrift
DE
103 32 249 A1 beschriebene Bodenverfüllmaterial
verwendet werden. Ein solches Baustoffgemisch
10 ist beispielsweise
als Bodenmörtel unter der Bezeichnung Chemix im Handel
erhältlich. Dieser Bodenmörtel enthält
Recyclingboden, Bauabfallrecyclingmaterial, Zement und Wasser kann
aber auch weitere Bestandteile aufweisen. Da der Bodenmörtel
aus Bodenaushub und Recyclingmaterialien hergestellt werden kann,
kann zumindest ein Teil des Bodenaushubs direkt oder später
wieder verwendet werden.
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Das
Baustoffgemisch 10 besitzt beim Einfüllen in den
Bodenaustauschbereich 6 und die Leitungsgräben 7, 8 eine
fließfähige, etwa schlammartige Konsistenz und
härtet nachfolgend aus. Während des Härtevorgangs
verdichtet sich das Baustoffgemisch 10, so dass es nicht
separat nachfolgend verdichtet werden muss. Die Aushärtung
des Baustoffgemischs 10 erfolgt derart, dass es später
noch möglich ist, das Baustoffgemisch 10 mit einem
Spaten oder dergleichen zu lösen bzw. in das Baustoffgemisch 10 hineinzugraben,
so dass ein Zugang zu den Leitungsbereichen gewährleistet
werden kann. Dennoch ist der durch den Bodenmörtel bzw.
das Baustoffgemisch 10 zur Verfügung gestellte
Fahrbahnuntergrund sehr stabil, so dass im Prinzip keine Senkungen
der Fahrbahn, wie sie im Stand der Technik auftreten, zu befürchten
sind.
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In
dem in 1 gezeigten Beispiel ist in dem Bodenaustauschbereich 6 das
Baustoffgemisch 10 in Form von dem Bodenmörtel
Chemix mit einer Dicke von beispielsweise ≥ 25 cm eingebracht
worden. Der Bodenmörtel Chemix weist die Eigenschaften
einer qualifizierten Bodenverbesserung auf und erfüllt
die Anforderungen, die an die Verfüllzone 6 und
die Leitungszonen 7, 8 des erfindungsgemäßen
Fahrbahnaufbausystems 1 gestellt werden.
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Im
Folgenden wird anhand der 2 bis 8 eine
mögliche Vorgehensweise gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren zum Aufbau einer Fahrbahn näher erläutert.
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2 zeigt
schematisch den Aushub eines im Querschnitt dargestellten Aushubbereichs
bzw. Grabens 7 und dessen Verbau durch seitlich an dem Graben 7 vorgesehene
Stützplatten 11, zwischen welchen Stützstreben 12 in
verschiedenen Höhen angeordnet sind, um die Stützplatten 11 gegen
die Seitenwände des Grabens 7 fest zu drücken.
Als Stützplatten 11 können beispielsweise
Stahlplatten eingesetzt werden.
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In
dem in 2 gezeigten Beispiel besitzt der Graben 7 eine
Breite b, die es ermöglicht, dass der Graben 7 durch
eine Person betreten werden kann. Dies ist jedoch nicht unbedingt
erforderlich. So kann bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Fahrbahnaufbausystems 1 die
Breite der Leitungsgräben 7, 8 im Vergleich
zum Stand der Technik um 20 bis 40 cm verringert werden, da das
erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbau einer Fahrbahn
ein Betreten des verbauten Grabens 7, 8 nach Verlegen
der Leitungen 3, 4 nicht mehr erfordert.
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3 zeigt
schematisch eine Verlegung eines Leitungslagerelementes 14 auf
dem Boden 13 des Aushubbereichs bzw. Grabens 7 aus 2.
Das Leitungslagerelement 14 ist in dem in 3 gezeigten
Beispiel ein Kunststoffauflager, das auf Split oder Sand 18,
gesichert mit Holzkeilen, gelagert ist und in seiner Höhe
h mittels Nivellieren eingemessen ist.
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Das
Leitungslagerelement 14 weist eine Wölbung auf,
auf welche eine Leitung 3, 4 aufgelegt werden
kann.
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4 zeigt
schematisch einen Einbau einer Leitung 3, 4 von
einem betretbaren Graben, wie dem Graben 7 aus den 2 und 3,
aus. 4 zeigt den Graben 7 aus den 2 bzw. 3 in
einer Draufsicht. Hier sind mehrere Leitungslagerelemente 14 auf
dem Boden 13 des Grabens 7 vorgesehen. In 4 links
dargestellt ist eine bereits verlegte Leitung 22 mit einem
Anschlussstutzen 32 zu sehen, wobei die Leitung 22 im
Wesentlichen durch das Baustoffgemisch 10 verfüllt
ist und lediglich der Anschlussstutzen 32 offen liegt.
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Um
ein neues Leitungsstück 21 mit der bereits verlegten
Leitung 22 zu verbinden, wird die Leitung 21 über
die Leitungslagerelemente 14 auf die bereits verlegte Leitung 22 entsprechend
der durch den Pfeil A gekennzeichneten Bewegungsrichtung zu bewegt,
wobei der Leitungsvorschub beispielsweise manuell in dem Graben 7 vorgenommen
werden kann. Befindet sich das Leitungsstück 21 an
der bereits verlegten Leitung 22, werden die beiden Leitungselemente 21, 22 miteinander
verbunden, wonach jedoch das Leitungsstück 21 auf
den Leitungslagerelementen 14 aufliegen bleibt.
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5 zeigt
schematisch einen weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Aufbau einer Fahrbahn, wobei mit Hilfe von Lagesicherungsmittel 15 die
Leitung 21 vor Auftrieb gesichert wird. In dem in 5 gezeigten
Beispiel werden als Lagesicherungsmittel 15 Blöcke
aus Beton verwendet, die einerseits auf der Leitung 21 aufliegen und
sich andererseits gegen die Seitenwände des Grabens 7 stützen.
Die Betonblöcke bzw. Lagesicherungsmittel 15 können
beispielsweise über einen Kran von oben in den Graben 7 eingebracht
werden.
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6 zeigt
schematisch einen Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens, in welchem das Leitungsstück 21 maximal
bis zur Oberkante des Rohrscheitels des Leitungsstücks 21 mit Bodenmörtel
Chemix, beispielsweise Chemix Typ A, verfüllt wird. Während
des Verfüllens verbleiben die Lagesicherungsmittel 15 auf
dem Leitungsstück 21. Der Bodenmörtel
kann mit einem Fahrmischer bis an den Graben 7 herangefahren
und dort mit einem geeigneten Verfüllmechanismus, wie einem
Rohr oder dergleichen, in den Graben 7 in fließfähiger
Form eingebracht werden. Der Bodenmörtel wird in dem Graben 7 grob
verteilt und höhenmäßig abgezogen. Der Bodenmörtel
ist selbstverdichtend und härtet nachfolgend aus. In einem
Zeitraum von etwa 12 Stunden ist die Selbstverfestigung so weit
fortgeschritten, dass ein weiterer Aufbau auf die Bodenverfüllung möglich
ist. Schon nach ca. 24 Stunden kann eine sofortige Überbauung
mit den ungebundenen Konstruktionsschichten, wie einer Frostschutzschicht 16, wie
in 1 gezeigt, erfolgen.
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7 zeigt
schematisch einen sich anschließenden Verfahrensschritt
des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Lagesicherungsmittel 15 ausgebaut
werden und der Graben 7 weiter mit dem Bodenmörtel
bzw. dem Baustoffgemisch 10 verfüllt wird. Wenn
der Bodenmörtel hinsichtlich seiner Höhe die seitlichen
Stützplatten 11 erreicht hat, können
Stück für Stück die Stützstreben 12 zwischen
den Stützplatten 11 aus dem Graben 7 entfernt
werden.
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8 zeigt
schematisch einen weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens, in welchem in einer Höhe oberhalb der zuerst
verlegten Leitung 21 eine weitere Leitung 4 verlegt
wird, wobei auch diese Leitung 4 innerhalb des Grabens 7 mit dem
Bodenmörtel bzw. Baustoffgemisch 10 verfüllt wird.
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Wenn
der Leitungsgraben 7 mit dem Bodenmörtel gefüllt
ist, kann sich direkt daran anschließend der Bodenaustauschbereich 6,
wie in 1 gezeigt, der sich unter dem Planum 34 erstreckt,
mit dem gleichen Bodenmörtel verfüllt werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil,
dass der Graben 7 nur noch in einer Mindestbreite ohne
betretbaren Arbeitsraum hergestellt werden muss. Da sich der Bodenmörtel 10 selbst
verdichtet, ist keine separate Verdichtung des Verfüllmaterials
im Leitungsgrabe 7 notwendig. Ferner wird durch den Einsatz
des Bodenmörtels 10 die Qualität für
die Verfüllung der Leitungszone in dem Leitungsgraben 7 als
auch die Qualität der Grabenverfüllung in dem
Bodenaustauschbereich 6 gesteigert.
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Im
Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten getrennten
Betrachtung von Fahrbahn und Ver- und Entsorgungsleitungen wird gemäß dem
erfindungsgemäßen Fahrbahnaufbausystems 1 und
dem zugehörigen Verfahren zum Aufbau einer Fahrbahn die
Fahrbahn, der Boden und das Rohr bzw. die Leitung als eine Einheit
betrachtet. Somit ist es erfindungsgemäß möglich,
die Rohrleitungszone und den Bodenaustausch unterhalb der Sollprofile
im Straßenbau gemeinsam zu nutzen. Wenn der aus dem Stand
der Technik bekannte Bodenaustausch durch das Baustoffgemisch bzw.
den Bodenmörtel Chemix ersetzt wird, welcher Eigenschaften
einer qualifizierten Bodenverbesserung im Sinne der ZTV E-StB 07
besitzt, ist statt dem bisher bekannten etwa 30 bis 40 cm Bodenaustausch
nur noch die Einbringung von beispielsweise etwa 20 cm Bodenmörtel
Chemix mit definierten Eigenschaften, z. B. als Chemix Typ A oder
B, erforderlich. Somit kann die Stärke des Straßenoberbaus
um 10 cm bei anstehenden F3-Böden reduziert werden, wodurch sich
eine Aushubverringerung und eine geringere Ausbaustärke
ergibt.
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Der
Bodenmörtel Chemix erfüllt darüber hinaus
die Anforderung an das Material in der Leitungszone, in welche die
Ver- und Entsorgungsleitungen 3, 4 eingebracht
sind, die direkt in Chemix verlegt werden können.
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Außerdem
kann auf der Oberfläche des mit Chemix verfüllten
Bodenaustauschbereichs 6 eine erhöhte Tragfähigkeit
bei definierten gleichen Eigenschaften in der Gründung
der Straße erreicht werden. So kann beispielsweise durch
ein mit dem Bodenmörtel Chemix mit beispielsweise einer
Dicke von etwa 25 cm verfüllter Bodenaustauschbereich 6 eine Flächenlast
von wenigstens 70 MN/m2 aufnehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10332249
A1 [0007, 0012, 0045]