DE2741885A1

DE2741885A1 - Dichtungsbelag fuer bruecken

Info

Publication number: DE2741885A1
Application number: DE19772741885
Authority: DE
Inventors: Jean Cameleyre
Original assignee: SCREG Routes et Travaux Publics
Current assignee: SCREG Routes et Travaux Publics
Priority date: 1976-09-22
Filing date: 1977-09-17
Publication date: 1978-03-23
Also published as: IT1090461B; DE2741885B2; ES462515A1; FR2365661B1; DE2741885C3; FR2365661A1; BE858903A

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER U KELLER SELTING

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreislcr f 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Dr.-Incj. Th. Meyur, Köln

Dr.-Iny. K. W. Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fuus, Köln

Dipl.-Chum. Al(;k von Kreislur, Köln

Dipl.-Cliem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Inrj. G. Soiling, Köln

Ke/Ax/To.

5 Köln ι ι 16. September 1977

DLICIIM/.NMMAUS ΛΜ HAUPlIiAHNHOF

SCREG ROUTES ET TRAVAUX PUBLICS,

19, Rue Broca, 75240 Paris Cedex 05 (Frankreich)

Dichtungsbelag für Brücken

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"<o-v 102 21- 23*5 41 - 4 Tel«·« 888 2307 dcpo d ■ l<!\<:<yamm _: Domoolcnl Köln

I) LchLuinjsbeicKj für Brücken

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Dichtungsbelag für Fahrbahnen von Brücken (ouvrages d'art) aus Zementbeton oder orthotropen Metallplatten und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Die Erfindung ist auf das Gebiet des Komplexes "Dichtungsbelag - Fahrbahnbelag" auf den Fahrbahnen von armierten oder vorgespannten Brücken aus Zementbeton und des Komplexes "Schutzschicht - Dichtungsbelag Fahrbahnbelag" auf den Fahrbahnen von Brücken aus orthotropen Metallplatten gerichtet.

Wenn der Dichtungsbelag (erster Fall) oder der Schutz und Dichtungsbelag (zweiter Fall) in sehr dünner Form durch Vernetzung von hitzehärtbaren Materialien in situ verwirklicht werden, werden traditionell zwei Methoden 5 angewandt:

a) Die sogenannte Methode der "mit Splitt eingestreuten einlagigen Schicht";

Eine Schicht aus hitzehärtbarem Material wird auf die Fahrbahn aufgebracht und dann vor der Vernetzung mit Splitt abgedeckt. Durch das Einstreuen des Splitts soll dem Belag genügend Rauhigkeit verliehen werden, um das Gleiten und Verschieben des Fahrbahnbelages, der nach der Vernetzung der Schicht aufgebracht wird, unter schwerem Verkehr zu verhindern. Die Erfahrung hat gelehrt, daß dies nicht immer gelingt. Andererseits ist

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diese Methode kritisch, weil die Gefahr besteht, daß der Splitt die Dichtungsschicht durchdringt und sie hierdurch unwirksam macht.

b) Das sogenannte Verfahren der "zweilagigen, mit Splitt abgedeckten Schicht":

Eine Schicht aus hitzehärtbarem Material wird auf der Fahrbahn ausgebreitet. Nach ihrer Vernetzung wird eine zweite Schicht aus dem gleichen Material auf die erste Schicht aufgebracht und dann vor der Vernetzung mit Splitt abgedeckt. In diesem Fall durchdringt der Splitt die Dichtungsschicht nicht, aber einerseits verhindert er ebenso wie bei dem ersten Verfahren nicht immer das Gleiten und Verschieben der Verschleißschicht, und andererseits kann nach einer gewissen Zeit der Beanspruchung durch schweren Verkehr ein Ablösen (Aufspaltung) zwischen den beiden hitzehärtbaren Materialschichten eintreten. Das Verschieben und Gleiten der Verschleißschicht ist hierbei in den Bereichen, wo das Ablösen stattgefunden hat, unvermeidlich.

Bei den beiden üblichen Verfahren rührt das Gleiten und Rutschen der Oberflächenschutzschicht auf dem Dichtungsbelag von der chemischen und/oder physikalischen Unverträglichkeit zwischen der Verschleißschicht und dem hitzehärtbaren Material des Dichtungsbelages her, d.h. es gelingt nicht, mangelnde Haftfestigkeit, den die mechanische Rauhigkeit durch das Einstreuen von Splitt hervorruft, zu kompensieren.

Die FR-PS 2 178 355 beschreibt die Herstellung eines Dichtungsbelages, der ein Verstärkungsgewebe oder -vlies (insbesondere aus Polyamid oder Polyolefin) enthält, das zwischen zwei Schichten angeordnet ist, die aus der gleichen Bitumenemulsion, die ein Elasto-

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meres enthält, gebildet worden sind. Dieser Typ eines Belages ist zwar befriedigend vom Standpunkt der Dichtigkeit, genügt jedoch nicht völlig für die Anwendungen, auf die die Erfindung gerichtet ist.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Dichtungsbelag oder einen Schutz- und Dichtungsbelag des Typs, der an der Unterlage und am Fahrbahnbelag haftet und nicht die Nachteile der bekannten Dichtungsbeläge aufweist, verfügbar zu machen.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Dichtungsbelag für Brücken aus einer Unterschicht, die auf die zu schützende Oberfläche der Brücken aufgebracht wird, einer Verstärkungslage und einer oberen Schicht. Der Dichtungsbelag ist dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschicht aus einem hitzehärtbaren Material

2 besteht und ein Flächengewicht von 0,5 bis 3 kg/m hat, die Verstärkungslage aus einem ungewebten Material einer Dicke von etwa 1 bis 6 mm besteht, auf die Schicht des hitzehärtbaren Materials aufgebracht und von diesem in einem Teil seiner Dicke imprägniert ist, und die obere Schicht in einem von der Unterschicht verschiedenen Material ausgeführt ist und aus einer auf die Verstärkungslage aufgebrachten Schicht eines Bindemittels auf Kohlenwasserstoffbasis besteht, das die Verstärkungslage in einem Teil ihrer Dicke imprägniert .

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird Hartsteinsplitt in die Schicht des Bindemittels auf Kohlenwasserstof fbasis eingestreut, wenn die Maschinen, insbesondere die Maschinen zum späteren Einbau der Verschleißdecke, auf dem Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis fahren müssen.

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Die Erfindung umfaßt ferner den Einbau des vorstehend beschriebenen Belages nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

a) auf die zu schützende Oberfläche der Brücken

die Schicht aus hitzehärtbarem Material aufbringt,

b) vor dem Aushärten des hitzehärtbaren Materials auf diesem die Verstärkungslage aus ungewebtem Material so aufbringt, daß das hitzehärtbare Material die Verstärkungslage in einem Teil ihrer Dicke imprägniert,

c) das hitzehärtbare Material aushärten läßt und

d) auf die Verstärkungslage das Bindemittel auf Kohlenwasserstoff basis so aufbringt, daß es die Verstärkungslage im oberen Teil imprägniert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Der Dichtungsbelag gemäß der Erfindung besteht zunächst aus einer Lage eines unmittelbar auf die eigentliche Unterlage aus Beton oder Metall aufgebrachten hitzehärtbaren Materials, das in einer Menge von etwa 0,5 bis

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3 kg/m , vorzugsweise 1 bis 2 kg/m , ausgebreitet wird.

Dieses Material wird im allgemeinen bei Umgebungstemperatur oder einer etwas darüber liegenden Temperatur eingebaut.

Als Beispiele geeigneter hitzehärtbarer Materialien sind insbesondere Gemische von Steinkohlenpech oder Bitumen mit einem Epoxyharz und einem für das Harz geeigneten Härter und Gemische von Steinkohlenpech oder Bitumen mit den Bestandteilen eines Polyurethanharzes zu nennen. Natürlich können auch andere für diese Einbautechnik ge-

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eignete hitzehärtbare Materialien verwendet werden.

Nach dem Einbau der Schicht des hitzehärtbaren Materials wird über diese vor dem Aushärten eine aus einem ungewebten Material einer Dicke von etwa 1 bis 6 mm (vorzugsweise 3 bis 4 mm) bestehende Lage aufgebracht. Das ungewebte Material kann von beliebiger Art, natürlich oder synthetisch, sein. Die Lage besteht beispielsweise aus einem Polyesterfilz oder einem Polyolefinfilz.

Es wird so gearbeitet, daß die Verstärkungslage durch das hitzehärtbare Material im wesentlichen nur in einem Teil ihrer Dicke imprägniert wird, um die Bindung mit den darüber liegenden Lagen der endgültigen Decke (Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis und darüber liegende Fahrbahndecke) zu erleichtern.

Nach dem Vernetzen (Aushärten) des hitzehärtbaren Materials wird über die Verstärkungslage aus ungewebtem Material eine Lage aus einem Bindemittel auf Kohlenwasserstof fbasis gelegt, die entweder wasserfrei sein kann und in diesem Fall in einer Menge, von etwa 0,5 bis 2,6 kg/m (vorzugsweise 1 bis 1,5 kg/m ) aufbebracht wird, oder die Form einer (insbesondere wäßrigen) Emulsion haben kann und in diesem Fall in einer

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Menge von etwa 0,8 bis 4 kg/m (vorzugsweise 1,5 bis 2 kg/m ) aufgebracht wird. Als Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis werden insbesondere Bitumen, Verschnittbitumen, Bitumen-Polymerisate, Teer oder Teer-Polymerisate, verwendet. Alle diese Bindemittel sind dem Fachmann bekannt. Das jeweils zu verwendende Bindemittel wird in Abhängigkeit von der Art der Verschleißdecke gewählt, die abschließend über den Dichtungsbelag gemäß der Erfindung gelegt wird.

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Gemäß der Erfindung sind die Materialien der Unterschicht (hitzehärtbares Material) und der oberen Schicht (Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis) verschieden. In den meisten Fällen sind sie sogar chemisch und/oder physikalisch unverträglich miteinander.

Wenn die Maschinen auf dem Dichtungsbelag vor dem Aufbringen der Fahrbahndecke gefahren werden müssen, ist es vorteilhaft, die Oberfläche der Schicht des Bindemittels auf Kohlenwasserstoffbasis mit Splitt einzustreuen. Zu diesem Zweck wird auf diese Schicht bald nach ihrem Einbau gebrochener Hartsteinsplitt vorteilhaft in einer Menge von 3 bis 6 l/m² aufgebracht. Geeignet als Gestein ist beispielsweise Hartgestein aus Steinbrüchen, das vorzugsweise eine Körnung von etwa 2 bis 6 mm hat.

Auf den in dieser Weise eingebauten Dichtungsbelag kann anschließend eine klassische Verschleißdecke, beispielsweise aus Bitumenbeton oder Beton auf Kohlenwasserstoffbasis, aufgebracht werden.

Die verschiedenen Bestandteile des Dichtungsbelages gemäß der Erfindung haben die folgenden Aufgaben:

1. Hitzehärtbares Material

a) Es gewährleistet die Dichtigkeit des Zementbetons;

b) es schützt das Metall gegen Korrosion und gewährleistet die Dichtigkeit der Fahrbahn im Falle von orthotropen Platten,

c) es verklebt die Unterseite der Verstärkungslage mit der Fahrbahn.

2. Verstärkungslage aus ungewebtem Material

a) Dadurch, daß sie nur in ihrem unteren Teil mit hitzehärtbarem Material imprägniert wird, ermög-

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licht sie dem anschließend aufgebrachten Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis die Imprägnierung ihres oberen Teils und gewährleistet hierdurch eine starke Haftung zwischen dem hitzehärtbaren Material und dem Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis trotz der chemischen und/oder physikalischen Unverträglichkeit, die zwischen diesen beiden Materialien vorliegen kann.

b) Sie nimmt die von der Fahrbahndecke unter der Einwirkung des Verkehrs ausgeübten tangentialen Kräfte aufgrund ihrer hohen Scherfestigkeit auf.

c) Mit ihrem unteren Teil erhöht sie die Reißfestigkeit der Schicht aus hitzehärtbarem Material und ermöglicht es ihr, größere Risse in der Fahrbahn _Zu überbrücken.

d) Falls anschließendes Einstreuen von Splitt notwendig ist, schützt sie das hitzehärtbare Material gegen die Kräfte, die von den Splittkörnern, die das Bestreben haben, das hitzehärtbare Material zu durchdringen, ausgeübt werden können.

3. Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis

a) Das Bindemittel verklebt die Fahrbahndecke mit der Oberseite der Verstärkungslage, wobei chemische Verträglichkeit mit der Fahrbahndecke durch entsprechende Wahl des Bindemittels auf Kohlenwasserstoffbasis erzielt wird.

b) Das Bindemittel verhindert, daß gegebenenfalls Regenwasser oder Rieselwasser während der mehr oder weniger kurzen Zeit zwischen dem Einbau des Dichtungsbelages und der Fahrbahndecke in die Verstärkungslage eindringt.

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4. Der gegebenenfalls eingestreute Splitt dient dazu, im Falle des Verkehrs der Straßenbaumaschinen das Verkleben des Bindemittels auf Kohlenwasserstoffbasis mit den Reifen der Maschinen zu verhindern.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Auf die Oberfläche der Fahrbahn einer Brücke, die ordnungsgemäß durch Sandstrahlen oder durch Bestrahlen mit Stahlkies oder durch Aufrauhen mit an diese Art von Arbeiten angepaßten Maschinen ordnungsgemäß vorbereitet worden ist, wird eine Schicht aus Steinkohlenpech und Epoxyharz in einer Menge von 1 kg/m aufgebracht. Das Gemisch aus Steinkohlenpech und Epoxyharz hat die folgende gewichtsmäßige Zusammensetzung:

Epoxyharz ("Epikote 828",

Hersteller Shell Chemicals) 32 %

Härter auf Basis von Polyamidoaminen 18 % dünnflüssig gemachtes Steinkohlenpech 50 %

Das Gemisch aus Steinkohlenpech und Epoxyharz wird zum Zeitpunkt seiner Verwendung hergestellt und bei Umgebungstemperatur aufgebracht.

Unmittelbar nach dem Aufbringen dieser Schicht wird über die Oberfläche ein 3 mm dickes Polyestervlies ausgerollt, das in dieser Weise mit dem darunter liegenden Steinkohlenpech-Epoxyharz verklebt wird, wobei nur seine Unterseite mit der aufgebrachten Schicht imprägniert wird.

Man wartet, bis die Steinkohlenpech-Epoxyharzschicht vernetzt ist und bringt dann auf die Verstärkungslage eine klassische Bitumenemulsion in ein-r Menge von 2 kg/m auf.

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Dieses Bindemittel auf Bitumenbasis wird gewählt, weil die vorgesehene Fahrbahndecke aus Asphaltbeton besteht.

Bevor dieser Bitumenbeton mit einem luftbereiften, von Lastwagen betriebenen Schwarzdeckenfertiger eingebaut wird, wird in die Emulsion unmittelbar gebrochener Hartsteinsplitt einer Körnung von 2 bis 6 mm in einer Menge von 4 l/m eingestreut.

Der Dichtungsbelag ist nunmehr fertiggestellt. Sobald die Bitumenemulsion gebrochen ist, kann die Fahrbahndecke aus Asphaltbeton eingebaut werden.

Beispiel 2

Auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise wird auf die vorbehandelte Fahrbahn eines Kunstbauwerks eine Schicht aus Steinkohlenpech-Polyurethan in einer Menge von 1,5 kg/m aufgebracht. Das Steinkohlenpech-Polyurethan-Gemisch hat die folgende gewichtsmäßige Zusammensetzung:

Polyol 22 %

Isocyanat-Prepolymeres 28 %

plastifiziertes Steinkohlenpech 48 %

Molekularsieb 2 %

Das Gemisch aus Steinkohlenpech und Polyurethan wird zum Zeitpunkt seiner Verwendung hergestellt und leicht erhitzt, um gute Dünnflüssigkeit und damit gute Benetzung der Oberfläche der Fahrbahn zu erzielen. Anschließend wird auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise verfahren, wobei bis zum Vernetzen der Steinkohlenpech-Polyurethan-Schicht gewartet wird, bevor auf die Verstärkungslage ein "reiner" Teer der Qualität 13 (Viskosität 200 bis 3OO STV-Sekunden - 10 mm - 25°C) in einer Menge von 1 kg/m aufgebracht wird. Dieses Bindemittel wird gewählt, weil die vorgesehene Fahrbahndecke aus einem

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Kohlenwasserstoffbeton auf Basis von Steinkohlenpech und Vinylharz besteht.

Bevor dieser Kohlenwasserstoffbeton auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise eingebaut wird, wird in den Teer unmittelbar ein gebrochener Hartsteinsplitt einer Kör-

nung von 2 bis 6 mm in einer Menge von 5 l/m eingestreut.

Der Dichtungsbelag ist nun fertiggestellt. Die Fahrbahndecke aus Beton auf Basis von Steinkohlenpech und Vinylharz kann nun unmittelbar eingebaut werden.

Das Polyol und das Isocyanat-Prepolymere, die bei diesem Versuch verwendet wurden, sind die Produkte der Handelsbezeichnung "NAPTER P 200" bzw. "NAPTER P 6" (Hersteller Societe NAPHTACHIMIE).

totau/tm

Claims

Patentansprüche

ί 1 .J Dichtungsbelag für Brücken aus einer Unterschicht, die auf die zu schützende Oberfläche der Brücken aufgebracht ist, eine Verstärkungslage und eine obere Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschicht aus einem hitzehärtbaren Material be-

2 steht und ein Flächengewicht von 0,5 bis 3 kg/m hat, die Verstärkungslage aus einem ungewebten Material einer Dicke von etwa 1 bis 6 mm besteht, auf die Schicht des hitzehärtbaren Materials aufgebracht und von diesem in einem Teil seiner Dicke imprägniert ist, und die obere Schicht in einem von der Unterschicht verschiedenen Material ausgeführt ist und aus einer auf die Verstärkungslage aufgebrachten Schicht eines Bindemittels auf Kohlenwasserstoffbasis besteht, das die Verstärkungslage in einem Teil ihrer Dicke imprägniert.
2. Dichtungsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus hitzehärtbarem Material in

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einer Menge von 1 bis 2 kg/m vorhanden ist.
3. Dichtungsbelag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzehärtbare Material aus einem Gemisch von Steinkohlenpech oder Bitumen mit einem Epoxyharz und einem für das Epoxyharz geeigneten Härter oder aus einem Gemisch von Steinkohlenpech oder Bitumen mit den Bestandteilen eines Polyurethanharzes besteht.
4. Dichtungsbelag nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ungewebte Verstärkungslage eine Dicke von 3 bis 4 mm hat.

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5. Dichtungsbelag nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungslage aus einem Polyesterfilz oder Polyolefinfilz besteht.
6. Dichtungsbelag nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis aus einem Bitumen, einem dünnflüssig gemachten Bitumen, einem Gemisch aus Bitumen und Polymerisat, einem Teer oder einem Gemisch aus Teer und Polymerisat besteht.
7. Dichtungsbelag nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis mit einer Schicht aus Hartsteinsplitt abgedeckt ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsbelages nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) auf die zu schützende Oberfläche der Brücken

die Schicht aus hitzehärtbarem Material aufbringt,

b) vor dem Aushärten des hitzehärtbaren Materials auf diesem die Verstärkungslage aus ungewebtem Material so aufbringt, daß das hitzehärtbare Material die Verstärkungslage in einem Teil ihrer Dicke imprägniert,

c) das hitzehärtbare Material aushärten läßt und

d) auf die Verstärkungslage das Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis so aufbringt, daß es die Verstärkungslage im oberen Teil imprägniert.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis in was-

2 serfreier Form in einer Menge von 0,5 bis 2,6 kg/m

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aufbringt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

man das Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis in Form

2 einer Emulsion in einer Menge von 0,8 bis 4 kg/m aufbringt.
11. Verfahren nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schicht aus dem Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis vor dem Erhärten mit Hartsteinsplitt, der vorzugsweise eine Körnung von 2 bis 6 mm hat, insbe:

einstreut.

2 hat, insbesondere in einer Menge von 3 bis 6 l/m ,

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