DE1634046C - Wasserdurchlässige Deckschicht für Kanal wandungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine wasserdurchlässige Deckschicht aus Asphaltbeton für Kanalwandungen, insbesondere von mit Schiffen befahrenen Kanälen, die aus mineralischen Stoffen abgestufter Körnung bestehen, die mit Bitumen versetzt und gebunden sind.

Tn letzter Zeit werden immer mehr bituminöse Dekken zur Dichtung von Staudämmen, Speicherbecken und vor allem auch für Schiffahrtskanäle verwendet. Diese Decken bestehen aus einem Asphaltbeton, der aus abgestuftem Mineral verschiedener Körnungen und Bitumen zusammengesetzt ist. Diese Masse ergibt einen Beton, dessen Plastizität man verschieden einstellen kann, je nachdem man weicheres oder härteres Bitumen verwendet. Im vorliegenden Fall handelt es sich hauptsächlich um Böschungsflächen, bei denen das Bitumen so eingestellt werden muß, daß ein Ablaufen bei Erwärmung durch Sonnenbestrhalung unterbleibt.

Nach diesem Verfahren sind bisher viele Kanäle ausgeführt worden, zahlreiche Staudämme wurden so gedichtet und die größeren Speicherbecken mit dichtem Asphaltbeton ausgelegt.

Wie erwähnt, werden auch Kanäle zum großen Teil durch Asphaltdecken gedichtet. Diese Dichtungsdecken bieten gleichzeitig, wenn sie bis an die Oberfläche des Kanals gelegt werden, einen Schutz gegen das Ausspülen der Ufer.

Nachdem sich nun in der Binnenschiffahrt in den letzten Jahrzehnten eine völlige Umstellung des Antriebes der Schiffe ergeben hat, müssen Kanalstrecken, die bisher nur durch Schüttsteine gegen Wellenschlag gesichert waren, ebenfalls mit bituminösen Schichten überzogen werden, die das Ausspülen des Bodens verhindern. Früher wären die Kanäle im allgemeinen durch Schleppkähne befahren. Zur Zeit beherrschen aber die Selbstfahrer, also Kähne mit eigenem Antrieb, den Verkehr. Sie fahren schneller, geben höhere Bugwellen und verursachen stärkeres Schraubenwasser. In allerjüngster Zeit kommen dazu Schubschiffe, die durch ihren großen Querschnitt die Kanäle noch belasten. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, auch Strecken, die normalerweise nicht gedichtet werden, mit Schichten oder Decken zu überziehen, die das Abspülen der Ufer verhindern, andererseits aber das Wasser durchtreten lassen, d. h., es müssen undichte Asphaltdecken hergestellt werden.

Es ist verhältnismäßig leicht, einen dichten Asphaltbeton herzustellen, der völlig wasserundurchlässig ist und gleichzeitig die Uferböschung gegen Ausschwemmung schützt. Ferner ist dichter Asphaltbeton äußerst witterungsbeständig und hat sich deshalb eingeführt.

Bei Kanalstrecken, in denen das Grundwasser höher steht als der Kanalwasserspiegel, besteht die Gefahr, daß das Grundwasser eine dichte Asphaltschicht bei entsprechend hohem Überdruck von den Böschungen und der Sohle abhebt und daß es deshalb wünschenswert ist, Asphaltdecken zu bauen, die dem Wasser die Möglichkeit des Durchtritts geben, also die undicht sind. Steigt aus irgendwelchen Gründen der Wasserspiegel außerhalb des Kanals, so kann sich bei Ausbildung einer entsprechenden Sickerlinie das Grundwasser in den Kanal ergießen, ohne daß ein entsprechender Überdruck hinter der Asphaltdecke steht. Diese Sickerlinie hängt weitgehend von der Durchlässigkeit des Bodens ab, und entsprechend durchlässig muß auch die Asphaltdecke sein. Vielfach ist es auch nötig, daß landwirtschaftlich bearbeitete Flächen zum Kanal hin entwässern können, daß also der Grundwasserspiegel, der sich außerhalb des Kanals irgendwie hoch einspielt, dadurch in seiner Höhe gehalten wird, daß zu hohe Niederschläge oder Überschwemmungen an Flüssen in der Nähe des Kanals ihr Wasser in diesen abführen können.

Nun ist es ohne weiteres möglich, undichte Asphaltdecken herzustellen, indem entsprechend grobes Gestein mit Bitumen umhüllt und eingewalzt wird. Es entstehen dadurch in der Decke Hohlräume, durch die ίο das Wasser durchtreten kann, da das Gestein nur an den Berührungsflächen der einzelnen Körner, z. B. Schotter, miteinander verbunden ist. Zwei Punkte sprechen aber dagegen, mit derartigen Decken zu arbeiten:

1. Wenn das Mineral, aus dem der Asphaltbeton aufgebaut ist, sehr grob ist, so werden durch die Wellenbewegung, die die Schiffe erzeugen, unter Umständen Sand, Humus oder irgendwelche Bestandteile, die feiner sind als die Hohlräume und Durchgänge im Asphatlbeton, herausgezogen, und dadurch besteht die Gefahr, daß die Asphaltschutzdecke zusammenbricht.

2. Es besteht für sehr offene Asphaltbetondecken ferner die große Gefahr, daß bei langer anhaltender Frostperiode das Wasser in diesen Decken gefriert und daß dann bei Absinken des Kanalwasserspiegels aus irgendeinem Grund oder bei der Räumung des Kanals durch Eisbrecher die Schollen, die in den Asphaltbeton hineinragen, diesen mit wegreißen.

Es besteht somit die Notwendigkeit, ein verhältnismäßig feinkörniges Material zum Aufbau des Asphaltbetons für den vorgenannten Zweck zu verwenden. Es hat sich gezeigt, daß derartig feinkörnig aufgebaute, undichte Asphaltdecken zwar den Anforderungen hinsichtlich der Vermeidung einer Ausspülung· der Uferböschungen und auch in bezug auf eine Eisgefährdung genügen, daß aber ihre Wasserdurchlässigkeit unbefriedigend ist.

Mit der vorliegenden Erfindung soll demgemäß die Aufgabe gelöst werden, Decken der genannten Art zu schaffen, die auch den bisher noch nicht erreichten Anforderungen hinsichtlich ihrer Wasserdurchlässigkeit genügen. Die Aufgabe ist nach der Erfindung mit einer Deckschicht gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das bituminöse Bindemittel, das im Verhältnis von <1 den mineralischen Stoffen, wie Kies, zugemischt ist, Additive in Form niedrig polymeren Materials, wie Polyisobutylen, in einer Größenordnung von 2 bis 7°/o enthält, wobei der Kornanteil ^ 2 mm der mineralischen Stoffe mindestens 65 % beträgt.

Eine derart zusammengesetzte Deckschicht gewährleistet überraschenderweise einen beachtlich höheren Wasserdurchtritt als ein in etwa vergleichbares Material, das nicht die erfindungsgemäß zugesetzten Additive enthält. Beispielsweise läßt ein Asphaltbeton in einer Stärke von 15 cm mit normalem Bitumen aufgebaut und einem Hohlraumgehalt von etwa 14,0 Volumprozent eine Wassermenge von 860 Liter/m^a/Std.

durch. Gibt man dem Bindemittel einen gewissen Prozentsatz zwischen 2 und 5 Gewichtsteilen Additive zu, so erhöht sich der Wasserdurchtritt auf 2180 Liter/ m²/Std.

Tn praktischer Anwendung ist ein niedrig polymeres Material als Additive benutzt worden, das eine Dichte von etwa 0,88 g/ml bei 20⁰C hatte und eine Viskosität von etwa 30°E bei 99°C. Für den Effekt der erfindungsgemäß erreichbaren höheren Wasserdurch-

lässigkeit kann nur vermutet werden, daß dieser durch eine Herabsetzung der Oberflächenspannung in der Deckschicht erreicht wird.

Ferner hat sich gezeigt, daß auch durch die Kornform eine Einflußnahme auf die Durchlässigkeit in Verbindung mit den genannten Additiven erreicht werden kann. Es hat sich nämlich gezeigt, daß Rundkorn günstigere Ergebnisse liefert als kantiges Gestein.

Durch die Erfindung wird also erreicht, daß in Kanälen oder auf Dämmen Schutzschichtenaufgebracht werden können, die vorteilhaft eine erhebliche Menge Wasser durchtreten lassen, ohne daß Sand oder feines Korn durch die Decke treten können und ohne daß die Gefahr der Zerstörung durch Frost besteht.

Ausführungsbeispiele
Bei Aufbereitung von 1,01 Mischgut, bestehend aus

Rundkorn 2/12,5 mm 69,0 GT

Sandkorn 0,09/2,0 mm 28,6 GT

Füller ... 0,09mm 2,4GT

100,0GT
ohne Additiv, aber mit as Normenbitumen mit einem Erweichungspunkt nach Ring und Kugel
57°C 4,0GT

erhält man in der Praxis in verdichtetem Zustand eine Befestigung mit einem Hohlraumgehalt von 14,0 Volumprozent, deren Wasserdurchlässigkejt bei einem Überdruck von 80 mm WS 860 Liter/m*/Std. beträgt

Setzt man demgegenüber erfindungsgemäß beispielsweise Polymere der genannten Art mit einer Viskosität von 30⁰E bei 99° C dem Bindemittel zu, ergibt sich nachfolgende Zusammensetzung:

Rundkorn 2/12,5 mm 69,0 GT

Sandkorn 0,09/2,0 mm 28,6 GT

Füller 0,09 mm 2,4 GT

100,0 GT

Normenbitumen, enthaltend 4,0 Gewichtsprozent Additive 4,0 GT

Unter gleichen Bedingungen im Körnungsverlauf, der Lagerungsdichte und dem Hohlraumgehalt ergibt sich für die Praxis eine Befestigung, deren Wasserdurchlässigkeit bei einem Überdruck von .80 mm WS Liter/m^a/Std. beträgt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wasserdurchlässige Deckschicht aus Asphalt- - beton für Kanalwandungen, insbesondere von mit Schiffen befahrenen Kanälen, bestehend aus mineralischen Stoffen abgestufter Körnung, die mit Bitumen versetzt und gebunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das bituminöse Bindemittel, das im Verhältnis von < 1 den mineralischen Stoffen wie Kies zugemischt ist, Additive in Form von niedrigpolymerem Material, wie Polyisobutylen, in einer Größenordnung von etwa 2 bis· 7% enthält, wobei der Anteil der mineralischen Stoffe mit einer Korngröße von 2; 2 mm mindestens 65 Gewichtsprozent beträgt. ':

2. Deckschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Stoffe in Form von Rundkorn enthalten sind.

3. Deckschicht nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindemittel ein Füller im Verhältnis von S 1 zugemischt ist.