DE3008835A1 - Verschleisschicht in dem von einer spurrinnenbildung betroffenen bereich einer fahrbahndecke - Google Patents
Verschleisschicht in dem von einer spurrinnenbildung betroffenen bereich einer fahrbahndeckeInfo
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Description
Hütte Krems Gesellschaft m.b.H.
Krems/Donau (Österreich)
Krems/Donau (Österreich)
Verschleißschicht in dem von einer Spurrinnenbildung betroffenen Bereich einer Fahrbahndecke
Die Erfindung betrifft eine Verschleißschicht in dem
von einer Spurrinnenbildung betroffenen Bereich einer
Fahrbahndecke, mit einem in zement- oder bitumengebundenen Beton eingebetteten langgestreckten Stahlgitter.
In stark verkehrsbeanspruchten Fahrbahndecken entstehen durch ungleichmäßigen Verschleiß Spurrinnen entlang der
bevorzugt befahrenen Fahrspuren. Wenn die Spurrinnen eine gewisse Tiefe erreichen, ist eine Reparatur bzw.
Neuerstellung der Fahrbahndecke erforderlich. Es ist
bekannt, eine den Bereich der Spurrinnen umfassende langgestreckte Ausnehmung aus der Fahrbahndecke auszufrasen
oder auszubrechen und die Ausnehmung wieder mit Beton zu füllen.
Wird hiefür zementgebundener Beton verwendet, muß die Ausnehmung eine Tiefe von mindestens 6 cm haben. Außerdem
kommt es zu Schwindrissen, in welche Wasser eindringen kann, das im Winter friert und zur Bildung von Hohlräumen
unterhalb der Neubetonschicht führt.
Wird zum Füllen der Ausnehmung reaktionskunstharzgebundener
Beton verwendet, führt die unterschiedliche Wärmeausdehnung zum Ablösen der Neubetonschicht.
-/2
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Bei Füllen der Ausnehmung mit bituminös^gebundenem Beton
kommt es bei sommerlichen Temperaturen zu einem Weichwerden und Verdrücken bzw. Verformen durch die Verkehrsbelastung.
Die Haltbarkeit bekannter Verschleißschichten im Spurrinnen-Bereich
der Fahrbahndecke ist in allen Fällen wesentlich geringer als die Haltbarkeit einer über die
gesamte Breite neuerstellten Fahrbahndecke.
Auch Stahlfaserzusätze zum Beton haben trotz des hohen Aufwandes der Verarbeitung zu keiner wesentlichen Verbesserung
der Haltbarkeit geführt. Keine Verbesserung hat auch das Bewehren des Betons mit den vor 2 bis 3
Jahrzehnten bei Fahrbahndecken üblichen Bewehrungsmatten gebracht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschleißschicht in dem von einer Spurrinnenbildung betroffenen
Bereich einer Fahrbahndecke zu schaffen, welche eine verbesserte Haltbarkeit hat und mit möglichst geringem Aufwand
herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Verschleißschicht der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß das Stahlgitter
in an sich bekannter Weise mindestens mit seinen in einer Richtung parallel .zueinander verlaufenden Gitterelementen
an der Oberfläche der Fahrbahn diese bündig abschließend freiliegt und seine Höhenabmessung größer
ist als die Breite der an der Oberfläche freiliegenden Gitterlemente, und daß der Beton kunststoffmodifiziert ist.
-/3
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Es sind zwar an der Fahrbahnoberfläche freiligende Fahrbahn-Stahlroste bekannt, die vor 40 oder 50 Jahren
insbesondere zur Befestigung von aus Schüttmaterial aufgebauten Fahrbahnen oder überhaupt als Fahrbahndecke
selbst eingesetzt waren. Diese wurden aber nicht in einem Teilbereich einer Betonfahrbahndecke verlegt und
im Fall ihres Verfüllens mit Beton wurde kein kunststoff modifizierter Beton eingesetzt, so daß der Beton
zwischen den Gitterelementen ausbrach und diese damals als "Stahlstraßen" bekannten Fahrbahndecken
keine größere Verbreitung gefunden haben. Die "Stahlstraßen" können auch aufgrund ihrer anderen Aufgabenstellung
- das Problem der Spurrinnen in Betonfahrbahndecken stellte sich erst seit einer Vervielfachung
der damaligen Verkehrsbelastung - die Erfindung nicht
nahelegen.
Die erfindungsgemäße Verschleißschicht, deren vom kunststoffmodifizierten Beton gebildete Oberfläche
größer als die Oberfläche der oben freiliegenden Gitterelemente ist, wurde erst ermöglicht durch die
Enwicklung der kunststoffmodifizierten Betone, welche
die für den erfindungsgemäßen Einsatz erforderliche
Dauerelastizität und Schlagfestigkeit haben. Das in der erfindungsgemäßen Verschleißschicht enthaltene
Stahlgitter beeinträchtigt wegen der besonders guten Eignung des kunststoffmodifizierten Betons als Fahrbahndecke
die Fahrbahneignung der Verschleißschicht nicht.
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^ ty-
Q.
-f
Der zum Beton zugesetzte Kunststoff ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Dispersion
eingesetzt und hat eine GlasufcigwSgstemperatur nach BIN
von mindestens -60C. Vorzugsweise besteht er aus Styrolbutadien
und/oder Acrylaten und ist in einer Mindestmenge von 40 Masse-% bezogen auf die übrige Bindemittelmasse
eingesetzt.
Bei einem aus Styrolbutadien bestehenden Kunststoffzusatz
beträgt der Butadien-Anteil vorteilhaft mindestens 35 Masse-%.
Bei einem aus Acrylaten bestehenden Kunststoffzusatz enthält
dieser vorteilhaft nur mit langkettigen Alkoholen veresterte Acrylsäuren.
Im lall des bitumengebundenen Betons, welcher insbesondere
ein Gußasphalt oder Asphalt-Feinbeton ist, ist der Kunststoff
vorzugsweise in eine Bitumenemulsion eingemischt.
Vorzugsweise sind je zwei einander kreuzende Gitterelemente
der erfindungsgemäßen Verschleißschicht durch eine Preß- bzw. Klemmverbindung verbunden, wobei
mindestens eines der Gitterelemente nach unten oder oben offene Ausnehmungen hat, in welche das andere Gitterelement
jeweils eingesteckt ist. Dabei sind zweckmäßig die offenen· Ausnehmungen in Form von gekrümmten Schlitzen
ausgebildet, die wenig breiter sind als die Wandstärke des in den Schlitz einzuführenden Gitterelementes.
-/5
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Bei einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen
Verschleißschicht besteht das Stahlgitter aus mehreren zu einer beliebigen Länge zusammensteckbaren
Einzelgittern. Zweckmäßig weist das Stahlgitter wellig gebogene Längselemente in Form an sich bekannter
hochkant angeordneter Bänder auf. Zur Verbindung der in Längsrichtung aneinander anschließenden Einzelgitter
überlappen einander zweckmäßig die jeweiligen Längselemente an ihren Enden und sind mit einem
gemeinsamen Querelement verbunden.
Auch die Querelemente des Stahlgitters können vorteilhaft als hochkant angeordnete Bänder ausgebildet sein.
Die an der Oberfläche der Fahrbahn freiliegenden Gitterelemente haben zweckmäßig einen Abstand von 20 bis 60 mm,
vorzugsweise 20 bis 40 mm.
Das Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Verschleißschicht
in dem von einer Spurrinnenbildung betroffenen Bereich einer Fahrbahndecke, wobei eine
diesen Bereich umfassende langgestreckte Ausnehmung der Fahrbahndecke mit einem zement- oder bitumengebundenen
Beton ausgefüllt wird, in welchem ein Stahlgitter eingebettet ist, ist vorzugsweise dadurch
gekennzeichnet, daß das verwendete Stahlgitter im· wesentlichen seitlich und oben mit der Ausnehmung bündig
ist und daß zum Füllen der Ausnehmung ein kunststoffmodifizierter Beton verwendet wird.
Insbesondere im Fall einer Reparatur einer durch Spurrinnen beschädigten Fahrbahndecke und wenn eine möglichst kurze
Verkehrsunterbrechung wichtigt ist, können vorgefertigte
-/6
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das Stahlgitterenthaltende Verschleißschichtteile
tinter Zwischenanordnung einer aus dem Bindemittel des Betons einschließlich des Kunststoffzusatzes
bestehenden Haftschicht in die Ausnehmung der Fahrbahndecke eingelegt werden.
Die erfindungsgemäße Verschleißschicht kann auch dadurch erstellt werden, daß das Stahlgitter zuerst
in die Ausnehmung der Fahrbahndecke seitlich und oben bündig eingelegt wird und dann die verbliebenen Hohlräume
der Ausnehmung mit dem kunststoffmodifizierten Beton gefüllt werden.
Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Verschleißschicht sowie mehrerer Ausführungsformen von hiebei verwendeten Stahlgittern näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
Fig.1 einen Abschnitt einer Betonfahrbahndecke mit zwei
Längsrinnen,
Fig.2 diesen Abschnitt der Betonfahrbahndecke nach der
Herstellung der Verschleißschicht in den von der Längsrinnenbildung betroffenen Bereichen,
Fig. 3 ein in der erfind^ingsgemäßen Verschleißschicht
verwendbares Stahlgitter,
Fig.4 eine andere Ausführungsform eines solchen Stahlgitters in Draufsicht,
-/7
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-U-
Fig.5,6 diesesStahlgitter im Schnitt entlang der Linie
V-V bzw. in einer Detailansicht in Richtung
des Pfeiles VI der Fig.4-,
Fig.7 eine weitere Ausführungsform eines solchen
Stahlgitters in Draufsicht,
Fig.8 ein Detail zweier aneinander anschließender Stahlgitter nach Fig.7 ebenso in Draufsicht
und
Fig.9 das Detail nach Fig.8 in einer Seitenansicht.
Die in Fig.1 gezeigte Betonfahrbahndecke hat zwei mit 1 bezeichnete Längsrinnen und ist reparaturbedürftig.
Die Reparatur erfolgt durch Herstellung der in Fig.2
sichtbaren Verschleißschicht in den von der Spurrinnenbildung betroffenen Bereichen. Die Verschleißschicht
befindet sich in diese Bereiche umfassenden Ausnehmungen 2 der Fahrbahndecke, deren Begrenzung
in Fig.1 gestrich/elt eingezeichnet ist.
Die Verschleißschicht weist ein Stahlgitter 3 auf, welches in kunststoffmodifizierten Beton 4 eingebettet
ist. Wie Fig.2 zeigt, liegt das Stahlgitter 3 an
der Oberfläche der Fahrbahn diese bündig abschließend frei. Die Höhenabmessung des Stahlgitters 3 ist
größer als die Breite der an der Oberfläche freiliegenden Gitter&bmente. Das in Fig.2 sichtbare
Gitter 3 ist aus Stahlbandstücken zusammengesetzt,
-/8
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die an den Kreuzungsstellen je zur Hälfte eingeschnitten
und ineinandergesteckt sind.
Statt des Stahlgitters 3 kann die erfingunsgemäße
Verschleißschicht auch das in Fig.3 gezeigte Gitter enthalten, welches aus wellig gebogenen Stahlbändern
besteht, die an den Berührungsstellen miteinander verschweißt sind.
In den Fig.4· - 6 ist eine andere Ausführungsform eines
in der Verschleißschicht verwendbaren Stahlgitters dargestellt. Die an der Oberfläche der Fahrbahn freiliegenden
und diese bündig abschließenden Gitterlängselemente bestehen in diesem Fall aus kantig-wellig
gebogenen hochkant angeordneten Bändern 6. Die Zeichnung zeigt zwei Einzelgitter 5» deren fünf Längselemente
je durch zwei Abstandhalter 7 miteinander verbunden
sind. Wie Fig.5 zeigt, bestehen die Abstandhalter aus Drähten oder Bändern, die zur Bildung von Schlitzen
gebogen sind, in welche die Längselemente 6 eingesetzt sind·
Die Längselemente 6 der Einzelgitter 5 überlappen einander an ihren Enden und sind im überlappenden
Bereich mit einem gemeinsamen Querelement 9 verbunden. Die Querelemente 9 können Rundstäbe sein, die in eine
Bohrung oder in eine nach unten offene Ausnehmung (vgl. Fig.6) jedes Längselementes 6 eingesteckt sind.
-/9
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Ein Preßsitz in dieser Ausnehmung kann durch einen Hammerschlag in Richtung des in Fig.6 eingezeichneten
Pfeiles hergestellt werden. Die Einzelgitter 5 sind um die Achse der Rundstäbe-3 gelenksbeweglich und das
Stahlgitter kann aus beliebig vielen Einzelgittern zu einer beliebigen Länge zusammengesteckt werden*
Die Fig.7 - 9 zeigen eine weitere Ausführungsform eines
in der erfindungsgemäßen Verschleißschicht verwendbaren Stahlgitters. Das Stahlgitter besteht aus Längselementen
in Form von über ihre Länge immer wieder abgewinkelten Bändern größerer Breite und aus Querelementen 12 in
Form von Bändern geringerer Breite. Wie Fig.9 zeigt, sind die Querelemente 12 in offene Ausnehmungen an
der Unterseite der Längselemente 11 eingesteckt. Die offenen Ausnehmungen sind in Form von gekrümmten
Schlitzen ausgebildet, die wenig breiter sind als die Wandstärke des in den Schlitz einzuführenden
Querelementes 12. Durch die Krümmung ergibt sich eine Preß- bzw. Klemmverbindung zwischen den Längs-
und Querelementen 12. Die in Längsrichtung aneinander anschließenden Einzelgitter können sehr einfach zu
einem Stahlgitter beliebiger Länge zusammengesteckt werden, indem die jeweiligen Enden der Längselemente
wie aus Fig.8 ersichtlich auf ein gemeinsames Querelement 12 aufgesteckt werden.
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Die Längselemente 11 des in den Fig.7 - 9 dargestellten
Stahlgitters liegen an der Oberfläche der Fahrbahn diese bündig abschließend frei und haben einen Abstand
von 40 mm.
Für das Verfahren zur Herstellung der Verschleißschicht in der Ausnehmung 2 (vgl.Fig.1 und 2) der Fahrbahndecke
ist wichtig, daß die Ausnehmung 2 den Bereich der Spurrinne 1 vollständig umfaßt. Die langgestreckte
Ausnehmung 2 wird im Fall der Neuerstellung der gesamten Fahrbahndecke z.B. durch Einlegen einer später wieder
zu entfernenden Schalung von Anfang an freigelassen.
Im Fall der Reparatur einer Spurrinneni aufweisenden Fahrbahndecke muß die die Rinne 1 umfassende Ausnehmung
2 wie üblich aus der Fahrbahndecke ausgefräst oder ausgebrochen werden. Die Ausnehmung 2 muß in jedem
Fall mit ihren Abmessungen der Höhe und Breite des Stahlgitters der Verschleißschicht angepaßt sein, so daß das
Stahlgitter seitlich in der Ausnehmung 2 und oben mit der Fahrbahnoberfläche möglichst genau bündig ist.
Eine der Möglichkeiten der Herstellung der erfindungsgemäßen
Verschleißschicht besteht darin, das Stahlgitter enthaltende Verschleißschichtteile mit der Breite der
Ausnehmung 2 vorzufertigen und unter Zwischenanordnung einer aus dem Bindemittel des Betons einschließlich des
Kunststoffzusatzes bestehenden Haftschicht in die Ausnehmung 2 der Fahrbahndecke einzulegen. Das Einpressen
-/11
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der Fertigelemente in die allseitig mit dem Haftmittel beschichtete Ausnehmung 2 kann mittels einer Walze
erfolgen, deren Länge größer als die Breite der Ausnehmung 2 ist.
Bei der Reparatur von Fahrbahndecken mit tiefen Spurrinnen wird vorzugsweise das Stahlgitter zuerst in die
Ausnehmung der Fahrbahndecke eingelegt. Wenn die Aus- ■ nehmung insbesondere im Mittelbereich der Spurrinnne
tiefer ist als die Höhenabmessung des Stahlgitters, muß durch Zwischenlegen von Nivellierelementen das
bündige Abschließen des Stahlgitters mit der FahrbahnT oberfläche gewährleistet werden. Anschließend werden
dann die verbliebenen Hohlräume der Aimehmungmit dem
kunststoffmodifizierten Beton gefüllt.
Die Dicke der erfindungsgemäßen Verschleißschicht beträgt vorzugsweise etwa 20 mm und kann in Fällen
besonders starker Beanspruchung bis zu 60 mm betragen. Die Breite der Verschleißschicht beträgt vorzugsweise
etwa 700 mm.
Die für den Verbund mit dem Stahlgitter erwünschten Eigenschaften des kunststoffmodxfxzierten Betons
werden erreicht, wenn Kunststoff mit einer Glasöbergangstemperatur
von mindestens -60C "nach DIN eingesetzt wird. Der Kunststoff ist zweckmäßig in Wasser dispergiert.
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-η-
Im Fall, daß bitumengebundener Beton, insbesondere Gußasphalt oder Asphalt -Ϊ1 einb et on, zur Herstellung
der erfindungsgemäßen Verschleißschicht verwendet wird, soll der Kunststoff in die Bitumenemulsion
eingemischt werden.
Der verwendete Kunststoff besteht vorzugsweise aus Styrolbutadien und/oder Acrylaten und wird in einer
Mindestmenge von 40 Masse-% bezogen auf die übrige
Bindemittelmasse eingesetzt.
Bei einem aus Styrolbußadien bestehenden Kunststoffzusatz
soll der Butadien-Anteil mindestens 35 Masse-% betragen.
Bei einem aus Acrylaten bestehenden Kunststoffzusatz soll dieser nur mit langkettigen Alkoholen veresterte
Acrylsäuren enthalten.
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■ Η-
Leerseite
Claims (16)
1. ; Verschleißschicht in dem von einer Spurrinnen-"*""■"
bildung betroffenen Bereich einer Fahrbahndecke mit einem in zement- oder bitumengebundenen
Beton eingebetteten langgestreckten Stahlgitter, d.a durch gekennzeichnet ,
daß das Stahlgitter (3) in an sich bekannter Weise mindestens mit seinen in einer Richtung
parallel zueinander verlaufenden Gitterelementen an der Oberfläche der Fahrbahn diese bündig
abschließend freiliegt und seine Höhenabmessung größer ist als die Breite der an der Oberfläche
freiliegende Gitterelemente, und daß der Beton
kunststoffmodifiziert ist.
2. Verschleißschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der zum Beton zugesetzte Kunststoff als Dispersion eingesetzt ist und eine Glasii. bergan gs
temperatur von mindestens -6°C hat.
3· Verschleißschicht nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff aus Styrolbutadien und/oder
Acrylaten besteht und in einer Mindestmenge von 40 Masse-% bezogen auf die übrige Bindemittelmasse
eingesetzt ist.
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4·. Verschleißschicht nach Anspruch 3»
dadurch gekennzeichnet', daß bei einem aus Styrolbutadien bestehenden Kunststoffzusatz der Butadien-Anteil mindestens
35 Masse-% beträgt.
5· Yerschleißschicht nach Anspruch 3»
dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aus Acrylaten bestehenden Kunststoffzusatz
dieser nur mit langkettigen Alkoholen veresterte Acrylsäuren enthält.
6. Verschleißschicht nach einem der Ansprüche 2 bis 5j
dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff im Falle des bitumengebundenen Betons, welcher insbesondere ein Gußasphaltoder
Asphalt-Feinbeton ist, in eine Bitumenemulsion
eingemischt ist.
7- Verschleißschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß je zwei einander kreuzende Gitterelemente
(6,9; 11, 12) durch eine Preß- bzw. Klemmverbindung
verbunden sind, wobei mindestens eines (6; 11) der Gitterelemente nach unten oder oben offene
Ausnehmungen hat, in welche das andere Gitterelement (9; 12) jeweils eingesteckt ist (Fig.4-8).
OBJGlNAL INSPECTED
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8. Verschleißschicht nach Anspruch 7»
dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Ausnehmungen in Form von gekrümmten ;
Schlitzen ausgebildet sind, die wenig breiter sind als die Wandstärke des in den Schlitz einzuführenden
Gitterelementes (12; Fig.6-8).
9- Verschleißschicht nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet , daß das Stahlgitter aus mehreren zu einer
beliebigen Länge zusammensteckbaren Einzelgittern besteht (Fig.4-8).
beliebigen Länge zusammensteckbaren Einzelgittern besteht (Fig.4-8).
10. Verschleißschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 9t
dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlgitter wellig gebogene Längselemente
in Form an sich bekannter hochkant angeordneter Bänder (6; 11) aufweist.
11. Verschleißschicht nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der in Längsrichtung aneinander anschließenden Einzelgitter die jeweiligen
Längselemente (6; 11) einander an den Enden überlappen und mit einem gemeinsamen Querelement (9; 12) verbunden sind.
dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der in Längsrichtung aneinander anschließenden Einzelgitter die jeweiligen
Längselemente (6; 11) einander an den Enden überlappen und mit einem gemeinsamen Querelement (9; 12) verbunden sind.
12. Verschleißschicht nach Anspruch 10 oder 11,
d a d.u rch gekennzeichnet, daß auch die Querelemente (12) des Stahlgitters als hochkant angeordnete Bänder ausgebildet sind (Fig.6-8).
d a d.u rch gekennzeichnet, daß auch die Querelemente (12) des Stahlgitters als hochkant angeordnete Bänder ausgebildet sind (Fig.6-8).
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13· Verschleißschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die an der Oberfläche der Fahrbahn freiliegenden Gitterelemente, einen Abstand von 20 bis 60 mm,
vorzugsweise 20 bis 40 mm, haben.
14. Verfahren zum Herstellen einer Verschleißschicht in dem von einer Spurrinnenbildung betroffenen
Bereich einer Fahrbahndecke, nach einem der Ansprüche 1 bis 13? wobei eine diesen Bereich
umfassende langgestreckte Ausnehmung der Fahrbahndecke mit einem zement- oder bitumengebundenen
Beton ausgefüllt wird, in welchem ein Stahlgitter eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet
, daß das verwendete Stahlgitter im wesentlichen seitlich und oben mit der Ausnehmung
bündig ist und daß zum Füllen der Ausnehmung ein kunststoffmodifizierter Beton verwendet
wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14. dadurch
gekennzeichnet , daß vorgefertigte, das Stahlgitter enthaltende Verschleißschichtteile
unter Zwischenanordnung einer aus dem Bindemittel des Betons einschließlich des Kunststoff
Zusatzes bestehenden Haftschicht in die . Ausnehmung der Fahrbahndecke eingelegt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlgitter
zuerst in die Ausnehmung der Fahrbahndecke
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seitlich und oben bündig eingelegt wird und dann die verbliebenen Hohlräume der Ausnehmung mit dem
kunststoffmodifizierten Beton gefüllt werden.
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