DE2610950A1

DE2610950A1 - Kunststoffbelag mit griffig bleibender oberflaeche

Info

Publication number: DE2610950A1
Application number: DE19762610950
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Koldewitz; Rolf Petri
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1976-03-16
Filing date: 1976-03-16
Publication date: 1977-10-06

Description

Kunststoffbelag mit griffig bleibender
Oberfläche Die Erfindung betrifft einen Fahrbahnbelag, auf der Basis von Reaktionskunststoffen und Füllstoffen, wie Sand, Splitt, Kies. Als Reaktionskunststoffe werden flüssige, kalthärtende Ein- und/oder Zweikomponenten-Reaktionsstoffe eingesetzt. Dies können z.B. Epoxide, Teer-Epoxide, ungesättigte Polyester, Methylmethacrylate u.a. sein.
Die Füllstoffe werden im wesentlichen als Mischungen aus Sand und Splitt in die als Bindemittel dienenden Reaktionskunststoffe eingesetzt.
Auf stark befahrenen Straßen, wie Autobahnen, entstehen durch das überrollen der Fahrzeugreifen in den Fahrbahndecken partiell, linear oder sogar vollflächig Vertiefungen. In diesen Bereichen staut sich bei Regen das Oberflächenwasser, und es komnt zu dem gefürchteten Aquaplaning-Effekt. Ferner wird durch die Fahrzeugreifen ein Abrieb auf der Fahrbahndecke erzeugt und hierdurch ihre Oberflächentextur verändert und als weitere Folge ihre Griffigkeit verringert.
Die Oberflächenrauhigkeit von Fahrbahndecken wird als Griffigkeit bezeichnet, die in Gleitbeiwerten gemessen wird.
Die Messung wird im allgemeinen mit einem Pendelmeßgerät (SRT-Gerät) in Kombination mit einem Ausflußmeßgerät vorgenommen. Für hohe Geschwindigkeiten liefert diese Meßmethode keine aussagekräftigen Werte. Daher wird hierfür meist ein anderes Verfahren, die Messung mit einem besonderen Schlepprad, durchgeführt. Dies wird von einem Kraftfahrzeug als fünftes Rad mitgeführt und ist mit einer eigenen Bremse ausgerüstet. Diese Messung wird unter festgelegten Versuchsbedingungen auf nasser Fahrbahnoberfläche durchgeführt.
Die zulässigen Gleitbeiwerte liegen je nach den zu erwartenden Fahrgeschwindigkeiten zwischen 0,26 und 0,42. Werden die jeweils gültigen Grenzwerte unterschritten, müssen Maßnahmen zur Verbesserung der Verkehrssicherheit getroffen werden.
Durch vollflächiges Überbauen bzw. partielles Ausbessern der beschädigten Fahrbahndecken mit ungefülltem oder einem gefüllten Kunststoff, der zusätzlich zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit und damit der Griffigkeit mit einem scharfkantigenr harten Material, vorzugsweise Hartgesteinsplitt, abgestreut wurde, wurde versucht, eine verkehrssichere Straße wiederherzustellen und für einen längeren Zeitraum zu erhalten. Dies gelang jedoch nur so lange wie die Abstreukörner aus dem Kunststoff herausragten. Sobald sie bis zu seiner Oberfläche abgerieben waren und der Kunststoff nun mit abgerieben wurde, fiel der Gleitbeiwert unter das zulässige Maß ab. Dieser Belag erfüllte jetzt nicht mehr die Bedingungen der Verkehrssicherheit und mußte überarbeitet werden. Dies geschah in der Regel durch die Herstellung einer neuen Beschichtung. Hieraus folgt, daß der Belag nur so lange hielt, wie die aus ihm herausragenden Mineralien. Der ungefüllte oder gefüllte Kunststoff diente also nur als Haftvermittler zwischen dem die Rauhigkeit bringenden Gestein und dem Substrat bzw. stellte lediglich einen Schutz des Betons vor äußeren Einflüssen dar.
Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens konnte nur dadurch verbessert werden, indem der gesamte Querschnitt der Beschichtung, also Abstreumaterial, Bindemittel und Füllstoff, zur Erhaltung der Griffigkeit bis zum vollständigen Verschleiß der Beschichtung, herangezogen wurde. Bisherige Versuche, dies mit unterschiedlich harten mineralischen, metallischen und schlackenartigen Füllstoffen zu erzielen, schlugen fehl, da auch hier nach dem Abrieb überstehender Körnungen der Gleitbeiwert zusammenbrach.
Es stellte sich daher die Aufgabe, die obengenannten Nachteile zu vermeiden und einen Fahrbahnbelag zu schaffen, der widerstandsfähig gegen Witterungseinflüsse ist und bei hoher Belastung eine gleichbleibende Griffigkeit auch bei fortschreitendem Abrieb des Belages aufweist.
Überraschenderweise wird diese Aufgabe durch einen Fahrbalinbelag gelöst, der zusätzlich zu den Füllstoffen hartspröde hohlraumaufweisende Formkörper enthält, deren mechanische Beanspruchbarkeit geringer als die des übrigen Fahrbahnbelages ist.
Als besonders vorteilhaft hat sich dabei als hohlraumaufweisendes hartsprödes Material Blähton oder Blähschiefer erwiesen. Mit Blähton bzw. Blähschiefer bezeichnet man bestimmte Tonmineralien oder Schiefer, bei denen die im ursprünglich kompakten Zustand befindlichen Teilchen durch thermische Behandlung in großvolumige hohlraumaufweisende hartspröde Formkörper umgewandelt wurden.
Weiter eignen sich sehr gut als hohlraumaufweisende hartspröde Formkörper Glashohlkugeln, die einen Durchmesser von 0,5 bis 5 mm aufweisen sollten. Es können weiterhin Tonhohlkugeln oder solche hartspröden Materialien zum Einsatz kommen, die eine geringe Schlagzähigkeit besitzen, deren Inneres hohlraumartig beschaffen ist oder ein poriges Gefüge aufweisen.
Die Wirkungsweise der beim erfindungsgemäßen Fahrbahnbelag eingesetzen Formkörper läßt sich wie folgt erklären. Nach dem Abrieb der ersten Phase, in der die Abstreukörnung nahezu die Bindemitteloberfläche erreicht hat, bricht der über den spröden Materialien oder Hohlkörpern stehende Bindemittelfilm und die Außenhaut der Hohlkörper unter der mechanischen Belastung zusammen bzw. das spröde Material wird aus dem Bindemittel entfernt, so daß der vom Hohlkörper oder dem spröden Material innegehabte Raum im Bindemittel als Vertiefung bzw.
Rauhtiefe an der Belagsoberfläche erscheint. Gleichzeitig wird der relative Abstand der oberen Kornkante des Abstreukornes gegenüber der Bindemittelebene erhöht, so daß das an sich abgefahrene Korn In Abhängigkeit von seiner Einbettungstiefe ebenfalls zur Erhöhung der Griffigkeit beiträgt.
Ein zusätzlicher Vorteil dieses Belages sind die durch diese Arbeitsweise erhaltenen Vertiefungen auf der Belagsoberfläche, die zur Entwässerung der Belagsoberfläche beitragen, so daß ein Aquaplaning-Effekt im Rahmen der neu erhaltenen Rauhtiefen vermindert wird.
Als Bindemittel, in welche die hartspröden hohlraumaufweisenden Formkörper eingearbeitet sind, dienen die schon eingangs genannten Reaktionskunststoffe.
Ein so herges-tellter Fahrbahnbelag ist in seinem gesamten Querschnitt gleichmäßig zusammengesetzt und hat deshalb auch überall gleichmäßige Eigenschaften. Diese bewirken spätestens nach dem Verschleiß des Abstreumaterials eine gleichbleibende Griffigkeit des Belages während seiner gesamten Nutzungszeit. Dadurch bleiben die Gleitbeiwerte der Belagsoberfläche bis zum völligen Verschleiß des Belages im Bereich der zulässigen Grenzwerte. Gleichzeitig wird Oberflächenwasser durch die entstandenen Rauhtiefen aufgenommen bzw.
abgeführt, wodurch die Entstehung von Aquaplaning eingeschränkt oder vermieden wird.
In Figur 1 werden die Abriebphasen eines nach dem Stand der Technik mit mineralischen Stoffen gefüllten oder abgestreuten Belages dargestellt. Dabei ist mit 1 der mineralische Füllstoff und mit 2 das Bindemittel bezeichnet.
Figur 2 zeigt den Einsatz der hartspröden hohlkugelartigen Formkörper, wobei mit 1 der mineralische Füllstoff, mit 2 das Bindemittel und mit 3 der hartspröde Hohlkörper bezeichnet ist.
In A wird wiederum der Belag unmittelbar nach seiner Herstellung gezeigt, in B erkennt man den Abrieb der ersten Phase, der zu dem Zustand C führt, in welchem man die erhaltenen Vertiefungen auf der Belagsoberfläche deutlich erkennt.
Anhand der folgenden Beispiele sollen die Vorteile des neuen Fahrbahnbelages näher erläutert werden.
Beispiel 1 Fahrbahnbelag ca. 10 mm dick a) Vorbehandlung des Untergrundes z.B. reinigen, sandstrahlen, fräsen b) Grundierung des Betons mit einer niedrig-viskosen, lösungsmittelfreien Epoxidformulierung.
Verbrauch: ca. 400 g/m2 c) Einbau eines Epoxidharz-Mörtels in die noch nicht ausreagierte Grundierung.
Verbrauch: ca. 23 kp/m2 Dieser Mörtel hat folgende Zusammensetzung; 10 Gew.-Teile Epoxidharz mit Härterkomponente 30 Gew.-Teile Quarzsand Körnung 0 - 0,3 mm 20 Gew.-Teile Quarzsand Körnung 0,3 - 0,7 mm 20 Gew.-Teile Quarzsand Körnung 1,0 - 3,0 mm und als hartspröder hohlraumaufweisender Formkörper 20 Gew.-Teile Blähton Körnung 1,6 - 3,0 mm 110 Gew.-Teile Es wird ein befahrbarer, ebener Belag erhalten, der durch seine Feinrauhigkeit einen guten Gleitbeiwert besitzt.
Beispiel 2 Fahrbahnbelag ca. 5 mm dick a) Untergrund-Vorbereitung je nach Zustand des Betons.
b) Manuelles oder maschinelles Auftragen eines Epoxidharz-Härtergemisches.
Verbrauch: ca. 1,5 kp/m2 c) Einstreuen (manuell oder maschinell) eines Füllstoffgemisches, bestehend aus einer Mischung von Splitt der Körnung 2 bis 5 mm und als hartspröde hohlraumaufweisende Formkörper Hohlglaskugeln mit einem Durchmesser von 2 mm im Verhält-2 nis 1 : 1 (ca. 10 kp/cm2), in das noch nicht erhärtete Bindemittel.
d) Entfernen des überschüssigen, lose aufliegenden Füllstoffgemisches durch Abkehren oder Absaugen vom erhärteten Belag.
2 e) überspritzen des Belages mit ca. 400 g/m2 des unter 2. b) genannten Bindemittels (Xopfspritzung) - wenn erforderlich.
Es wird ein ebener, befahrbarer Belag mit hoher Grobrauhigkeit erhalten.
Beispiel 3 Fahrbahnbelag ca. 5 mm dick a) Untergrund-Vorbehandlung je nach Zustand des Betons.
b) Manuelles oder maschinelles Auftragen eines fließfähigen Feinmörtels, bestehend aus 1 Teil Epoxidharz-Härtergemisch und 1 Teil Quarzsand der Körnung 0,1 bis 0,3 mm 2 in einer Menge von ca. 1,5 kp/m c) Einstreuen (manuell oder maschinell) eines Füllstoffgemisches, bestehend aus einer Mischung von Splitt der Körnung 2 bis 5 mm und als hartspröde hohlraumaufweisende Formkörper Hohlglaskugeln mit einem Durchmesser von 2 mm im Verhältnis 1 : 1 (ca. 10 kp/m2) in das noch nicht erhärtete Bindemittel.
d) Entfernen des überschüssigen, lose aufliegenden Füllstoffgemisches durch Abkehren oder Absaugen vom erhärteten Belag.
2 e) Uberspritzen des Belages mit ca. 400 gXm2 des unter 2, b) genannten Bindemittels (Kopfspritzung) - wenn erforderl ich.
Es wird ein ebener, befahrbarer Belag mit hoher Grobrauhigkeit erhalten.

Claims

Patentansprüche Fahrbahnbelag auf Basis von Reaktionskunststoffen und Füllstoffen, wie Sand, Splitt, Kies, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich hartspröde hohlraumaufweisende Formkörper enthält, deren mechanische Beanspruchbarkeit geringer als die des übrigen Fahrbahnbelages ist..
2. Fahrbahnbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als hartsprödes hohlraumaufweisendes Material Blähton oder Blähschiefer enthält.
3. Fahrbahnbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als hohlraumaufweisende Formkörper Glashohlkugeln eines Durchmessers von 0,5 bis 5 mm enthält.