DE1903914A1

DE1903914A1 - Strassendecke,Verfahren zum Verlegen der Strassendecke und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1903914A1
Application number: DE19691903914
Authority: DE
Inventors: Karl-Friedrich Hallfeldt; Fraenkel Helmut Jakob; Dempwolff Dr-Ing Karl Rudolf
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1967-07-24
Filing date: 1969-01-27
Publication date: 1970-09-10
Also published as: DE1658531A1

Description

betreffend

Strassendecke, Verfahren zum Verlegen der Strass ende eine und Vorrichtung zur Durchführung; des Verfahrens

(Zusatz su Patent ........... Patentanmeldung P 16 5t> 531.2)

Die Erfindung betrifft eine Strassendecke mit einer Schicht aus Isoliermaterial unter einer aufgegossenen Betonoder Bitumen-Oberflächensehieht, wobei die Isolierschicht eine aufgesprühte Schicht von starrem aufgeschäumten Polyurethan ist.

Eine. Strassendecke dieser Art ist Gegenstand des Patents ........... (Patentanmeldung P 16 58 531.2). Die Strassendecke ist, wie gefunden wurde, bisher bekannten Strassendecken aus einer schweren li'rostschutzschicht aus Schotter oder Schotter mit Sand einer Dicke bis zu 80 cm, auf die übliche Asphaltfahrbahnen verlegt sind, erheblich überlegen. Die dicke ochotterschicht, die bei den bisherigen Strassendecken verwendet wird, erfordert umfangreiche Aushebungsarbeiten und grosse •Mengen Schotter oder Sand, die manchmal über weite Entfernungen transportiert und gehandhabt werden müssen und sowohl einen Zeitaufwand "wie einen erheblichen Kapitalaufwand bedeuten.

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Obwohl, bezogen auf das Gewicht, Polyurethansehaumstoffe viel aufwendigere I-Iateriaiien als Schotter sind, bedingt die Tatsache, dass eine dünne ochicht von 3 bis 4 cm Polyurethanschaumstoff in zufriedenstellender V/'eise eine dicke Schicht von 50 bis 80 cn Schotter ersetzen kann, dass der G-esantpreis

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je ni Strassendecke erheblich niedriger wird, was insbesondere dann der Pail ist, wenn der Polyurethanschaunstoff in situ aufgesprüht wird. Da weiterhin der Polyurethanschaunstoff als Frostschutzschicht in der Strassendecke die Beschädigung einer Strasse durch Frost und anschliessendes Auftauen vemindert, benötigt eine 'derartige Strasse weniger ünterhaltungs- und Reparaturkosten. Obwohl die vorgeschlagene Konstruktion der Strassendecke zufriedenstellend ist, ist eine Verbesserung noch möglich, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht.

Bs muss bemerkt werden, dass die den Polyurethanschaum bildende I-Iasse, obwohl sie in flüssiger Fora auf den Straßenunterbau gespritzt wird, nach dem vollständigen Aufsc-h-äunen unterschiedliche Dicken aufweist. Die kleinen !tippen von wenigen I-Iillinetern Hohe in der Oberfläche der Schaums chi oht sind hierbei bedeutungslos, jedoch beträgt die Dickeiiabweichung an den überlappenden ITahtstellen zwischen aneinander liegenden querverspritzten Streifen der Scnaunschicht mehrere Zentiaenter. Da die öberflächendecke aus Beton oder 3itumen, die auf die Schaumschicht aufgegossen wird, eine ebene Oberfläche besitzen rauss, wird diese Schicht an den Stellen oberhalb der höher stehenden ITahtstellen der 3chaumunterschient erheblich dünner sein. Die Dicke der Oberflächenschicht einer Strasse sollte dagegen so gleichnässig wie möglich sein, vras besonders bei einer Strassendecke erforderlich ist, bei der die Oberflächenschicht auf einer relativ schwachen Polyurethanschauastoff-'schicht ruht, wenn ein Spalten der Beton- oder Bitumenschicht '. an den dünnereren Stellen oberhalb der Erhebungen in der Schaumschicht vermieden v/erden soll. Ausserden werden insbesondere bei Verwendung einer Bitumen-Oberflächendecke alle relativ hoch hervorstehenden Teile in der Oberfläche der Schaumstoffschicht nachdem die Strasse einige Zeit benutzt worden ist, an der Strassenoberflache sichtbar werden, z.B. in Form von waschbrettartigen Querrinnen.
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Gegenstand der 3rfindung ist die Schaffung einer otras-

sendecke der in Patent (Patentanmeldung P 16 5S 551·2)

angegebenen Art, die mit konstanter Geschwindigkeit vorteilhaft verlegt werden kann und bei der die Isolierschicht ohne grosse Unregelmässigkoiten in der Oberfläche ausgebildet wird und dadurch ein Schwächen oder eine sonstige Beeinträchtigung der auf die Isolierschicht gelegten Oberflächendecke nicht auftritt.

Die Strass end ecke nit einer 'Schicht von Isoliermaterial unter einer gegossenen Beton- oder Bitumen-Oberflächendecke, wobei die Isolierschicht eine .aufgesOritste Schicht von starrem

Tatent .

aufgeschäumten Polyurethan ist, genäss/. (Patentanmeldung P 16 71 531/.2) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethar-:"C:'.aur«:stoffschicht aus streifen gebildet ist, die in Längsx'ientung der citra3se aufgespritzt wor den sind.

In allgemeinen ist die Gesamtlänge der Ii^-aht; et eil en zwischen angrenzenden Streifen den geschäumten i?-lyurethar.:."iaterials in einer vollständigen verlegten Schaunet off schicht aui* :ie:- btraose grosser, wenn sich die streifen in ^!..uerrichtur.(: zu;· oxrasse erstrecken, als wenn sie in Längsrichtung zur otrasse verlaufen. Au 3 s erde::, bilden die streifen, wenn sie lär.gs der Jitrasse verlegt sind, ununterbrochene ITciht stellen, die den vielen getreruiten Nahtstellen vorzuziehen, eind, die sich durch die C^uerverlegung der streifen bilden. Hin HauT;tvortGil der erfindungeger.iässeii ütrasceniecke ist darin zu sehen, dass Streifen, die ε-ich in Längsrichtung sur ."3;rasse erstrecken, kontinuierlich mit Icoiict-anter Geschv/inaigkeit verlegt werden können, so dass bei:.! Auftragen des rolyurethsnmaterials eine erhebliche Gieichnäsoigkeit der Schaumstoff schichter, erreicht wird und die Glätte der Oberfläche verbessert wird« In diesen Susannenhang •ist festzustellen, dass bein Aufspritzen in einer Anordnung quer sur Straene das Aufspritzen des verschäumbaren Materials am Ende jedes -luerdurcligangs angehalten werden nuss uni die Spritzdüsen auf die Seite der Strasse surückgerichtet werden müssen, VDn dor ^eier Durchgang begonnen hat. '.isnr. jedoch c.as Polyurethan kontir.uiei'lich in Sick-Zack-"uster oder in einer anderen sich wiederholenden 5pritzbewe-~Uiig über die Strassen-

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breite gespritzt wird, überlappt sich der Polyurethanschaumstoff am Beginn eines Querdurchgangs mit frisch gespritztem Ilaterial am Ende des vorhergehenden Durchgang das immer noch im Schau- , men begriffen ist oder noch nicht einmal das Aufschäumen begonnen hat und daher noch keine Dicke erreicht hat, während am Ende des Querdurchgangs das Polyurethan mit Material des vorhergehenden Durchgangs überlappt, das viel früher verspritzt worden ist und sich bereits in einem fortgeschritteneren Aufschäumungsstadium befindet oder bereits vollständig aufgeschäumt ist und daher eine grössere Höhe erreicht hat, wenn die.Flüssigkeit des folgenden bpritzvorgangs auftrifft· In beiden Fällen wird die Höhe der üchaunoberflache über die Strassenbreite erheblich schwanken. Diese Schwierigkeiten sind bei Verwendung von schäumbaren Isolierstoffen typisch, die als Flüssigkeit auf ein Strassenbett gespritzt v/erden,wobei nach einiger Zeit, die von einer bis zu vielen Sekunden je nach der verwendeten Hasse schwanken kann, das Aufschäumen und Aufsteigen beginnt« Daher wurden diese Schwierigkeiten'bisher nicht bei Strassen angetroffen, die aus üblichen fliessfähigen aber nicht schäumenden Strassenbaumaterialien hergestellt sind.

Mit dem Verspritzen des Schaums in Längsrichtung, wobei ununterbrochene liahtstellen gebildet werden, ist es ebenfalls leicht, die lage der Spritzdüsen und die Breite des Spritzstrahls einzustellen, so dass die Höhe der liahtstellen sehr dicht an die Höhe der umgebenden Gebiete von aufgeschäumtem Polyurethan herankommt, und wenn diese Situation einmal erreicht ist, bleibt sie mit der kontinuierlichen Bewegung der Düsen längs der Strasse und mit einer gleichmässigen Zuführgeschwindigkeit der Polyurethanschaumstoffmasse zu den Düsen bestehen*

Schliesslich ist es bei einer kontinuierlichen Bewegung des Fahrzeugs zum Verspritzen des Polyurethanschaumstoffs über die Strasse zur Verlegung der Polyurethanstreifen parallel zur Strassenachse möglich, dass dieses Fahrzeug mit einem anderen Fahrzeug verbunden oder von diesem in anderer l/eise gefolgt wird, das mit gleicher Geschwindigkeit die Beton- oder Bitumen-Ober-

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flächendecke auf die Strasse aufgiesst, so dass die Strassen- * decke erfindungsgemäss in geeigneter "Weise in einem kontinu-' ierlichem Durchgang eines Zugs von Strassenbaufahrzeugen verlegt werden kann.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Verlegen der S.t ras s end ecke gemäss der Erfindung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schicht aus aufgeschäumtem Polyurethan von wenigstens zwei Spritsdüsen verspritzt wird, die in längcrichtung der Strasse bewegt werden, wobei sich der Spritzstrahl aus ;jeder Düse* in einem horizontalen Abschnitt hauptsächlich in Querrichtung zur Strasse erstreckt und die angrenzenden Längskanten des auf den Strassenunterbau aufgespritzten Polyurethanmaterials sich gegenseitig überlappen.

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren zum Verlegen der Strassendecke, die gekennzeichnet ist durch ein Fahrzeug .mit einer darauf in Queranordnung zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs befestigten P^eihe von Spritzdüsen für das Verspritzen einer verschäurnbaren Polyurethanmasse auf den Strassenunterbau, über den das Fahrzeug bewegt werden soll.

Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen

näher erläutert, in denen

Fig.1 einen teilweise im Querschnitt dargestellten Vorgang darstellt, der das Verspritzen einer geschäumten Polyurethanschicht zur Herstellung einer Strassendecke gemäss der Erfindung erläutert und

Fig,2 eine Aufsicht auf die Darstellung gemäss Fig.1 ist.

Die Zeichnungen zeigen ein Fahrzeug 19 zum Verspritzen des Schaums, das über ein Strassenbett gefahren wird, auf dem die Strassendecke gemäss der Erfindung verlegt werden soll. Die oberen Schichten des Strassenbetts werden durch eine Schicht 10 gebildet, die aus Sand und Schotter gebildet ist, wobei eine Viel dünnere Schicht 11 aus Bitumen als Feuchtigkeitsbarriere

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auf der Schicht 10 dient. Das Fahrzeug 19 wird bei der Bewegung über das Strassenbett durch Schienen geführt, die in einen Ab- * stand von 570 cm an jeder Seite des Strassenbetts entlang verlegt sind. Die unbegrenzt veränderliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs 19 kann auf jeden Viert zwischen beispielsweise 0,5 und 10 m/l-Iin. eingestellt v/erden. L'ine Eeihe von identisch geformter Spritzdüsen 18 für den Schaumstoff sind auf das Fahrzeug 19 i-ia gleichen "Abstand und in linearer Anordnung q.uer zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs und zur ätrassenrichtung montiert· Die Zahl der Spritzdüsen 18 hängt von der Breite der Strasse ab, die gebaut v/erden ßoll. In den Zeichnungen ist eine Reihe aus drei Düsen 18 für die Herstellung einer Fahrbahn von 3,70 in Breite verwendet. Die Düsen 18 sind vorzugsweise einstellbare auf dem Fahrzeug 19 befestigt, können jedoch während des Verfahrens in ihrer Stellung fest verbleiben, wenn sie einmal richtig eingestellt sind. Das Fahrzeug 19 oder ein Hilfsfahrzeug trägt die Zufuhr und die Ausrüstung zur Uinspeisung einer regelbaren I-Ienge einer flüssigen verschäumbar en Polyurethan— masse in jede der Düsen 18. Die Düsen sind so ausgelegt, dass sie die Polyurethannasse in einem relativ flachen Muster verspritzen_K d.h. die allgemeine Ausdehnung des Spritzstrahls 20 in Querrichtung zur Strasse ist viel grosser als in Längsrichtung zur Strasse.

Der Abstand der Düsen 18 ist derart bemessen, dass auf dem Strassenbett die Spritzstrahlen aus zwei aneinander grenzenden Düsen sich gegenseitig leicht überlappen, so dass in der vollständig verlegten Schicht aus Polyurethanschauastoff die Oberfläche der sich überlappenden Kanten der aneinander liegenden Streifen aus Polyurethanschaumstoff im v/esentliehen auf gleicher Höhe liegen wie die Oberfläche des in der Umgebung verlegten Polyurethanschaumstoffs. *

Die Breite des Spritzstrahls (d.h. die Dimension parallel zur Querrichtung der Strasse) aus jeder Düse_s gemessen in der Nähe des Strassenbetts, beträgt in diesem Beispiel etwa 1,30 m und die Spritzkapazität jeder Düse beträgt etwa 6 kg/Miiu

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Eine geschäumte Polyurethanschicht 12 wird auf das Strassenbett dadurch verlegt, dass das Fahrzeug 19 mit konstanter Geschwindigkeit in Pfeilrichtung bewegt wird, während die Polyurethanmasse durch die Düsen 13 auf die Bitumenschicht 11 aufgespritzt wird. Bei diesen Vorgehen wird die Schatmstoffschicht 12 aus drei parallelen streifen 22 gebildet, :üe sich in Längsrichtung zur otrasse erstrecken und zwei kontinuierliche liahtstellen 21 in Längsrichtung besitzen. Palis gewünscht, kann das Spritzfahrzeug 19 ein flaches Fahrzeug 14 ziehen, das ebenfalls auf den Schienen an den 3trassen!:anten läuft. Da3 fahrzeug H trägt eine horizontal angeordnete starre Glättplatte mit einer glatten unteren Fläche, "die während "der Bewegung des Fahrzeugs 14 über die aufsteigende Schicht 12 des aufschäumenden Polyurethans gezogen wire., can frisch von den DU.« en 1c verspritzt worden ist. In Versuchen hat sich ergeben, dass das Glättfahrzeug 14 nicht erforderlich ist, da es sich als möglich erwiesf eine Schaumstoffschicht mit voll zufrieaensteilendsr Oberflächenqualität zu erhalten, ohne dass eine Glättplatts verwendet wird. W&cm. eine Glättplatte 13» die beispielsweise 180 cm lang sein kann, verwendet wird, v/ir-.l diese vorzugsweise senkrecht verstellbar auf dem Fahrzeug 1', - "eotigfc, so dass die Platte 13 auf eine bestimmte Kühe genäss der gewünschten Dicke der Poiyurethanschicht 12 eingestellt werden kann. Die Glättplatte 13 kann auch an das Spritzfahrzeug für den Schaumstoff 19 befestigt v/erden, ohne dass cie einen !Teil eines Uinzelfahrseugs H bildet. Um ein Ankleben des Polyurethans an die Giättplatte 13 zu verhindern, wird ein Film 16 aus einem Material, das 'nicht an Polyurethan anhaftet, wie eine Polypropylen- oder Poiyäthyienfolie oder eine Folie aus einen mit eineia Silikonmaterial imprägnierten Papier von einer 2uführungsrolle 15 abgezogen und nach den Durchgang über eine Führuiigs-Tolle 17 zwischen die Platte 13 und das Polyurethaniuaterial eingeführt. Gewöhnlich, aber nicht notwendigerweise, verbleibt dieser Film 16 auf der Oberfläche der Polyurethanschicht 12. Die Verwendung einer Glättplatte 13 kann sich als brauchbar erweisen, wenn die Oberfläche des Strassenbetts, auf das das Polyurethan verspritzt wird, sehr uneben und rauh ist. Z.B. wurde

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in einen Versuch die Glättplatte 13 auf eine Höhe von etwa bis 35 mm oberhalb der Bitumenschicht 11 des Strassenbetts gestellt, jedoch schwankte die tatsächliche Dicke der Polyurethanschaunstoffschicht 12 zwischen 5 und 70 mm, weil die Schicht auf einen sehr rauhen untergrund gespritzt worden war. -Trotzdem waren diesen Dickenschwankungen an der Oberfläche der geschäumten Schicht 12 nicht bemerkbar.

Eine Polyurethannasse, die sich als geeignet zur Herstellung der Isolierschicht bei der Strascendecke genäss der Erfindung erwiesen hat, war aus einer Komponente Λ aus 93,5 Teilen eines Polyols und 2 Teilen Wasser und einer Komponente B aus 176 Teilen eines Isocyanate und 15 'Teilen Trichloräthyli;ho3phat zusammengesetzt, wobei die '!eile auf das -Volumen bezogen sind« Die Komponenten A und B wurden in Volumverhältnis 1 : 2 miteinander vermischt.

Die Schicht, die sich durch das Verspritzen der verschäunbaren Polyurethanesse nach dem Aufschäumen und Setzen ergab, hatte eine grosse Druckfestigkeit, ßlr.e otrassendecke wurde hergestellt, wobei die Dicke der Schaumstoffschicht unter Verwendung der genannten Hasse 3,5 cn betrug und die Gesamtdichte 100 g/l betrug. Die Druckfestigkeit des Schaumstoffs betrug 9 kg/cm , was gut über dem noch annehmbaren liinimun liegt.

Eine dünne Schicht von heissem Bitumen wurde auf die vollständig verlegte Schaumstoffschiclit als Peuchtigkeitssperre aufgesprüht, Schliesslich wurden verschiedene Schichten aus Pahrbahnasphait als Überflächenschicht von etwa 30 cm Dicke aufgelegt. In dieser Hinsicht ist zu bemerken, dass der Schaumstoff durch das Verlegen und Verdichten der Asphaltfahrbahn (bei 150⁰O) nicht beschädigt wurde. Die gewünschte Dicke des Schaumstoffs wird natürlich von dem gewünschten Ausmass des Prostschutzes abhängen, durchschnittlich beträgt die Dicke jedoch 3 bis 4 cm. Bei der Verwendung eines Spritzmusters in Querrichtung anstelle der Längsrichtung beim Verlegen des

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Polyurethanschaunstoffs konnten erhebliche Abweichungen in der Höhe der Schaumoberfläche nicht vermieden werden. An den ITahtstellen zwischen den Querstreifen betrug die Schaumhöhe '.."orte zwischen der ITormalhöhe von 3,5. cm und 6 cm am höchsten Punlrfc. Die durchschnittliche ochaumhöhe an den Überlappungsstellen betrug 4,0 bis· 4,5 cm. Beim Aufspritzen der Streifen in Längsrichtung gemass der Erfindung war es möglich, eine Schaumstoffschicht zu erhalten, die keine derart grossen Höhenunterschiede besass, wobei kontinuierlich über längere Zeitspannen gearbeitet werden konnte.

Patentansprüche

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Claims

entanst>rüche

1, Strassendecke nit einer Schicht von Isoliermaterial unter einer gegossenen Beton- oder iSitunen-Ooerflächendecke, wobei die Isolierschicht eine aufgespritzte Jchicht von starrem aufgeschäumten Polyurethan ist, nach Patent

(Patentanmeldung P 16 55 531.2) dadurch gekennzeichnet, dass diese Polyurethanschaumstoffschicht aus streifen ausgebildet ist, die in Längsrichtung der otrasse aufgespritzt worden sind.
2. Verfahren sun Verlegen der ätrassendecke nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus aufgeschäumten Polyurethan von wenigstens zwei Spritzdüsen verspritzt wird, die in Längsrichtung der 3tras.se bewegt werden, wobei sich der Spritzstrahl aus jeder Läse in einen horizontalen Abschnitt hauptsächlich in Verrichtung zur otrasse erstreckt und die angrenzenden Längskanten des auf den otraasenunterbau aufgespritztem Polyurethannaterials sich gegenseitig überlappen.

3· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sun Verlegen der Strassendecke nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Pahrseug (19) nit einer darauf in -..ueranordnung zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs befestigten lieihe von opritzdüsen (16) für das Verspritzen einer verschäumbaren lolyurethanmasse (20) auf den Strassenunterbau, über den das Fahrzeug "oe-t •wegt werden soll.

4· Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine sich horizontal erstreckende vertikal hohenverstellbare G-lättplatte (13), die derart angeordnet ist, dass sie über die frisch aus dem !Fahrzeug (19) verspritzte Polyurethanschaum-

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stoffachiciit unter Glättung dieser Schicht gesogen, v/eräen kann.

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