DE1962852A1

DE1962852A1 - Verfahren zur Stabilisierung von Wasserbauwerken mit Hilfe bituminoeser Gemische

Info

Publication number: DE1962852A1
Application number: DE19671962852
Authority: DE
Inventors: Woestenenk Albert Jan; Span Hylco Johan Theodor
Original assignee: Bitumarin NV
Current assignee: Bitumarin NV
Priority date: 1968-12-16
Filing date: 1967-03-17
Publication date: 1970-07-23
Also published as: ES374576A1; DK130228C; ATA1165569A; NL6918752A; US3635033A; BE743127A; DK130228B; GB1289687A; AT332311B; FR2032295A1

Description

DR. ELISABETH JUNG, DR. VOLKER VOSSIUS, DIPL.-ING. GERHARD CO.LDEWEY

Patentanwälte I O V Z ö U 2

MÖNCHEN 23 · CLEMENSSTRASSE 30 . TELEFON 345067 · TELEGRAMM-ADRESSE: INVENT/MÜNCHEN · TELEX 5-29686

UoZ.; E 888 (Pi/J/Kä)
Bit. 8

BITUMARIN NcVo,
Zaltbommel, Niederlande.

" Verfahren zur Stabilisierung von Wasserbauwerken mit Hilfe · bituminöser Gemische "

Priorität: 16. Dezember 1968, Grossbritannien, Nr. 59 690/68

Wasserbauwerke, wie Deiche, Dämme, Molen oder Wellenbrecher, Bind gewöhnlich starken Einwirkungen entweder durch Wellengang oder durch Strömungen unterworfen« Ee sind daher Hassnahmen getroffen worden, um solche Bauten so gut wie möglich gegen ein Auswaschen durch solche Wellen oder Strömungen zu schützen, indem man insbesondere die Böschungen ζ·Β* mit Basalt- oder Betonblöcken verkleidete. Es wurde jedoch festgestellt, dass eine solche Verkleidung bzw» ein solcher Schutzbelag der Einwirkung des Wassers nicht auf die Dauer widerstehen kann, ausser wenn man künstliche Einbauten mit sehr grossen Abmessungen einsetzt. Insbesondere Verkleidungen aus herkömmlichen Steinen sind bei Plut oder stürmischer See der schweren Einwirkung des Wellengangs und der Strömungen nicht genügend gewachsen. Eine Stabilisierung gegenüber einer solchen Einwirkung kann dadurch erzielt werden» dass man die Verkleidungen mit Bitumen oder bituminösen Gemischen

009830/1125

ausgiesst, wobei eine wasserundurchlässig Baustruktur erzielt wird ο

Eine derartige Bauweise, bei der das Ausgiesaen kontinuierlich und vollständig durchgeführt wird, bringt jedoch bestimmte Nachteile mit sich, Diese beruhen auf der V.'asserundurchlässigkeit der erhaltenen Baustrufcturj auf Grund welcher sich ein erhöhter, die Beständigkeit des Scnutζbauwerke verringernder Wasserdruck aufbaut.

Der Aufbau des Wasserdrucks unterhalb des Schutzbauwerks einer Uferbegrenzung kann durcn die Gezeitenbewegungen, die Saugwirkung der zurücklaufenden Strömungen und aurch auf einen hohen Grundwasserspiegel zurückzuführenden Sickerströme verursacht werden»

Aufgabe der JSrfindung ist es, ein neues Verfahren zur Stabilisierung von Z₀B₀ Uferbegrenzungen, Deichen unu Dämmen mit Hilfe bituminöser Gemische zur Verfugung zu stellen, bei dessen Anwendung der Aufbau des Wasserdrucks unterhalb dee Befestigung- oder Schutzbauwerke (nachstehend bezeichnet als "Verkleidung") im wesentlichen verhindert wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Stabilisierung von '.as s erbauwerken mit aus Stein- oder Zement blöcken bestehenden Verkleidungen gegenüber dem Wellengang und Strömungen durch Aufbringen eines bituminösen Gemisches, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man

a) ein bituminöses Gemisch aus einem Bitumenmörtel, der aus Bi- . turnen, Zellstoff und einem Mineralaggregat besteht und einen, höheren Bitumengehalt aufweist, als dem Volumen der Hohlräume

009830/1125

dee Mineralaggregate entspricht, eowie gegebenenfalls einer Gesteine-Fraktion, verwendet, und

b) das bituminöse Gemisch in Form einzelner Anhäufungen, Flecke oder Streifen auf die Oberfläche der Verkleidung aufbringt und unter Auebildung einer diskontinuierlionen Schicht unterhalb der Oberfläche der Uferbegrenzung bzw« der Verkleidung in diese eindringen läset.

Im Verfahren der Erfindung kann jedes beliebige herkömmliche Strassenbaubiturnen verwendet werden. Man kann auch Teer und Pech, sowie Gemische aus Teer und Bitumen verwenden.

Man kann im allgemeinen jedes beliebige bituminöse Gemisch, das der vorstehenden Definition entspricht, im erfindungsgemäesen Verfahren sum liinbau bei l.'aeeerbauwerken verwenden* Beim Einbau geht man so vor, dase man das bituminöse Gemisch in die duroh die Verkleidung gebildete offene(n) Steinschicht en) eingiesst. Das bituminöse Gemisch durchdringt die gesamte Tiefe der offene(n) Steinschicht(en) und flieset anschliessend seitlich ab. Die Eindringtiefe wird im allgemeinen mittels einer Unterschicht geregelt, die wesentlich kleinere Hohlräume aufweist, als die ausEugieesende Stein-Struktur. Beim Aufbringen von Anhäufungen, die anschlieesend in die Stein-Struktur eindringen sollen, muss darauf geachtet werden, dass sich unterhalb der Oberfläche der Steinechichten(en) (der Stein-Struktur) keine wasserundurchlässige Schicht ausbildet, die von einem zu stark ausgeprägten seitlichen Abfliessen des eindringenden bituminösen Gemisches ■ herrührt. Eine solche, sorgfältige Regelung des Eindringens liegt natürlich im Bereich der technischen I-löglichiieiten dep Fachmannes* Bei einer bevorzugten Ausführungeform des Verfahrens der

009830/1T25

BAD

.Erfindung verwendet man ein bituminöses Gemisch, das das Aufbringen der Anhäufungen, Flecken oder Streifen, die änschlieeeend eindringen sollen, dahingehend erleichtert, dass die liindringtiefe und das seitliche Abfliessen des Gemisches durch die Stein-Struktur von selbst geregelt wird. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemassen Verfahrens wird ein bituminöses Gemisch verwendet, das auf Grund seiner Zusammensetzung als ein Gemisch aus einen Bitumenmörtel und einer Geeteinsfraktion angesehen werden kann, in welchem die Korngrösse der Steine im Hinblick auf die Korngrösse der in der auszugieeeenden Stein-Struktur enthaltenden Steinblöcke so gewählt \*ird, dass die obere Korngrösse D 85 der im bituminösen Gemisch enthaltenen Steine um einen Faktor von 5 bis 10 kleiner ist als die untere Korngrösee D 15 der auszugiee-3enden Steinblöcke.

Sie Bezeichnung "Bitumenmörtel" bezieht sich auf jedes beliebige-Gemisch aus Bitumen und einem ftineralaggregat, das aus (a) Füllstoff und (b) Sand und/oder gebrochenen Steinen und/oder Kies besteht, wobei dieses Gemisch aus Bitumen und Mineralaggregat einen höheren JJitumengehalt aufweist, als dem Volumen der Hohlräume des flineralaggregats entspricht. Die Bitumenmörtel weisen im allgemeinen einen Bitumengehalt von 10 Gew.-^ oder darüber, vorzugsweise von mindestens 12 Gew.-^, auf«

Unter "unterer liorngrösse D 15" ist jene in äquivalenten Durchmessern ausgedrückte Sieb-Maschenweite zu verstehen, durch die 15 $> der Steinblöcke hindurchgehen; der Ausdruck" obere Korngrösse D 85" bezieht sich dementsprechend auf jene Sieb-Maschenweite, die 85 Gew.-j6 der iai bituminösen Gemisch enthaltenen Steine hinäurchläeot.

009830/1125

Dae bituminöse Gemisch wird vor dem Einbau natürlich auf eine Temperatur erhitzt, bei der ee vergossen "werden kann, so dass sein Eindringen in die tftein-Struktur gewährleistet istο Die Viskosität des im bituminösen Gemisch enthaltenen Bitumens kann an das erforderliche Fliesever&iögen des Gemisches angepasst werden.

Der Bitumenmörtel-Genalt der bevorzugt eingesetzten erfindungsgemäsaen bituminösen Gemische beträgt mindestens 35 Gew.-96 „ Ein erfindungsgemäss besonders bevorzugt verwendetes Gemisch enthält einen Mörtelgehalt von mindestens 45 Gew_c~#, sowie als Rest Steine; der Bitumengehalt des Mörtels beträft in diesem Pail 12

Bei einer aus mehr als zwei Schichten von Steinblöcken entstehen den Verkleidung wird die Eindringtiefe vorzugsweise so geregelt, dass die oberen beiden Schichten der Steinblöcke durchdrungen werden.

Eine aus drei Schichten von Steinblöcken bestehende Verkleidung, vieren obere beiden Scaichten nach dem erfindungsgeraässen Verfahren ausgegossen werden, eignet sicn sehr gut zum Schutz gegenüber dem Wellengang·

Die Anhäufungen, Flecke ouer Streifen des bituminösen Gemisches werden auf der Verkleidung vorzugsweise in einer solchen Weise aufgebracht, dass sich die JKinzel-Anhäufungen so nahe wie Böglioh aneinander befinden« Die Anhäufungen können einander berühren; sie werden vorzugsweise in einer regelmässigen Anordnung aufgebracht·

009830/1125

Beiia Verfahren der Erfindung füllt man vorzugsweise 50 Jt, insbesondere 50 bis 75 #» ues Gesamtvolumens der Hohlräume der auszugiessenden Verkleidung mit dem bituminösen Gemische

Sie Anhäufungen des bituminösen Gemisches werden vorzugsweise auf Flächen mit jeweils gleichen bzw. möglichst gleichen Pläohen Inhalt aufgebracht, soweit die beim Einbau herrechenden Arbeitsbedingungen eine solche Anordnungsweiee gestatten₀ Die Gewichternengen der Anhäufungen werden im Prinzip mit Rücksicht auf die jeweilige Arbeitsweise und die verfügbaren Vorrichtungen gewählt» Hit befriedigender Aäherung gilt für die Bestimmung dee erforuerliehen Mindestgewichts einer einzelnen Anhäufung, dass das Volumen der Hohlräume zweier Steinschichten unterhalb einer Oberfläehe von 0_P8 bis 1,0 d vollständig gefüllt wird, wobei d die gemeinsame Dicke der beiden vorgenannten Schichten bedeutet, Das Maximalgewicht für eine einzelne Anhäufung beträgt etwa das 2<bis 3-fache des benötigten hinaestgewichts. Wenn das Gewicht der Anhäufung festgelegt worden ist, wird der Zwischenraum zwischen den einzelnen Anhäufungen in Abhängigkeit vom gewünschten Grad dee AusgiesBene der gesamten Verkleidung bestimmt· Dieser Graa des Ausgiessens entspricht, wie erwähnt, vorzugsweise einem Anteil von mindestens 50 */> des Volumens der Hohlräume der gesamten Verkleidung, >

Nachdem die Anhäufungen aufgebracht worden sind, dringt das bituminöse Gemisch zwischen die Steinblöcke der Verkleidung ein. Die obere Komgrösse D 85 der Steine der im bituminösen Gemisch enthaltenen Gesteins-Fraktion ist bei bevorzugt eingesetzten erfindungsgemäasen bituminösen Gemischen, wie vorstehend erläutert

009830/1125

wurde, um einen Faktor 5 bis 10 niedriger als die untere Koragrösse D 15 der Steinblöcke, in die das Gemisch eindringen soll. In Verkleidungen enthaltene Steinblöcke, deren Gewicht 1000 bis 6C00 kg beträgt, besitzen eine untere Korngrösse D 15 von 75 cm, eodass die Steine der im bituminösen Gemisch enthaltenen Gesteins» fraktion in diesem Fall eine obere Korn^röese D 85 von 7_P5 bis 15 cm erreichen. Erfindun^sgemäss besonders bevorzugte bituminöse Gemische enthalten 55 ί> Steine mit einem äquivalenten Xairchaeeeer von 10 bis 20 on (obere Koragrösse D 85 »15) und 45 # Ätüeenmörtel, der 12 Gew.-Jt Bitumen sowie gebrochene Steine mit I einer Korngru&se bis zu 12 ma enthält. Solche bituminöse Gemische,

die auf eine Temperatur von etwa 120⁰C erhitzt wurden, können bis zu einer liefe, die zwei StelnblöCKen entspricht, zwischen die Steinblöcke der Stein-Struktur eindringen. Bei Steinblöcken Bit Gewichten von 1000 bis 60C0 kg beträgt diese Eindringtiefe bie iu2b.

Die zwisohen die vorgenannten Steinblöcke eingedrungenen einzelnen Anhäufungen, Flecke oder Streifen, weisen entsprechend der Torgenannten Mäherungeregel selbst ein Gewicht von mindestens ⁽ 6400 kg auf, unter der Voraussetzung, dass die Verkleidung, die ausgegossen werden soll, ein Hohlraum-Volumen von 4C i> aufweist und dass die Anhäufungen eine Dichtezahl von 2,5 besitzen« Eine ausreichende Stabilisierung wird beispielsweise ersielt, wenn ■an Binzel-Anhäufungen mit einem Gewicht von 12 OCO kg einsetzt und diese Anhäufungen in Reihen verlegt; wobei die Abstände zwischen den einseinen Anhäufungen einer Reihe 5 m und die Abstände der Reihen voneinander 2,5 m betragen, und wobei die Anhäufungen insgesamt 50 "*> des Volumens der in der Verkleidung enthaltenen

009830/1125

Hohlräume ausfüllen. Bei Verwendung von Anhäufungen mit einem Gewicht von jeweils 8CC0 kg», die insgesamt 65 i* des Volumens der in der Verkleidung enthaltenen Hohlräume ausfüllen sollen, werden diese Anhäufungen in Abständen von 3,5 ta zueinander in Reihen verlegt, deren Abstände voneinander 1,75 m betragene

Das vorgenannte Verfahren, bei dem das bituminöse Gemisch in einer regelmässigen Anordnung aufgebracht wird, gewährleistet die nachstehend erläuterten technischen Vorteile: Die Stabilität einzelner; eine Verkleidung (Schutzbauwerk) gegenüber Wellenangriff bildenden Elemente kann durch den sogenannten "Stabilität sfakt or k_D" der bekannten Hudson-Formel charakterisiert werden. Bei der Anwendung des erfindungegemäesen Verfahrens zum Ausgieeeen von Verkleidungen kann man den k^-Wert der Steinblöcke mit einem Paktor von mindestens 5 multiplizieren. Die mittels einer Verkleidung, die erfindungsgemäss in re&elmässiger Anordnung ausgegossen wurde, erzielbare Stabilität entspricht somit einer aus mindestens fünfmal schwereren Einzelelementen aufgebauten Verkleidung.

Ein kontinuierliches und vollständiges Ausgiessen in der bekannten Weise würde infolge des Wasserdrucks, der sich unterhalb der hergestellten wasserundurchlässigen Verkleidung aufbaut,* kein befriedigendes Ergebnis liefern.

009830/1125

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Stabilisierung von Wasserbauwerken mit aus Stein- oder Zementblöcken bestehenden Verkleidungen gegenüber dem Wellengang und Strömungen durch Aufbringen eines bituminösen Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass man

a) ein bituminöses Gemisch aus einem Bitumenmörtel, der aus Bitumen, Tüllstoff und einem Mineralaggregat besteht und einen höheren Bitumengehalt aufweist, als dem Volumen der Hohlräume des Mineralaggregats entspricht, sowie gegebenenfalls einer Gesteins-Fraktion, verwendet, und

b) das bituminöse Gemisch in Form einzelner Anhäufungen, Flecken oder Streifen auf die Oberfläche der Verkleidung aufbringt und unter Ausbildung einer diskontinuierlichen Schicht unterhalb der Oberfläche der Uferbegrenzung bzw. der Verkleidung in diese eindringen lässt*

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein bituminöses Gemisch verwendet, welches aus Bitumenmörtel und einer Gesteine-Fraktion besteht, wobei die in äquivalenten Durchmessern ausgedrückte Sieb-Masohenweite, durch die 8$ Gew*-# dieser Steine hindurchgehen, um einen Faktor 5 bis 10 niedriger ist, als gene analog ausgedrückte Sieb-Maschenweite, die 15 Gew,-# der in der auszugiessenden Verkleidung enthaltenen Steinblöoke hindurchlässt.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dasB man ein bituminöses Gemisoh verwendet, das einen Bitumenmörtel mit einem Bitumengehalt von mindestens 10 * enthält. ■■ '

009830/1125

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass nan ein bituminöses Gemisch mit einem Bitumenmörtelgehalt von mindestens 35 Gew,-jt verwendet·

5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass man ein bituminöeee Geniech verwendet, das zu 55 Gew.-3& aus einer Gesteins-lraktion und au 45 Gew.-56 aus einem einen Bitumengehalt von 12 Gew.-jC aufweisenden Bitumenmörtel besteht·

60 Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man das bituminöse Gemisch in eine aus mehr als zwei Schichten von Steinblöcken bestehende Verkleidung bis zu einer Tiefe von mindestens zwei Schichten der Steinblöoke eindringen lässt·

7o Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Anhäufungen des bituminösen Gemisohes in einer regelmässigen Anordnung und in einer eolohen Weise aufbringt, dass sie einander berühren.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, .dass man 50 bis 75 £ des Volumens der in der Verkleidung enthaltenen Hohlräume mit dem bituminösen Gemisch füllt.

008830/1125