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Joachim Bildstein, Im Bachgrund 5-7, 4005 Meerbusch 1
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Friedrich Franz Breddemann, Plöner Weg 5,4150 Krefeld Roland Wenige,
Lindenstr. 7, 5439 Nister-Möhrendorf Manfred Westphal, Neuhofsweg 27, 4150 Krefeld
11 Verfahren zur Herstellung einer Straßenbefestigung Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Herstellung einer Straßenbefestigung mit einem Unterbau aus ungebundenem
körnigen Material und einem Oberbau aus einer oberen Tragschicht aus bituminös gebundenem
körnigen Material sowie aus einer Deckschicht.
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Die bituminöse Straßenbefestigung ist üblicherweise ein gradlinig
dehnbares Mehrschichtensystem. Der Spannungszustand lagert sich durch die Schichtung
des Straßenkörpers je nach gewählter Bauweise durch Steifigkeitsunterschiede der
Materialien in eine Biegebeanspruchung der Schichten um. Je elastischer die jeweiligen
Materialien sind, desto stärker wirken sich Verkehrsbeanspruchungen auf die Biegebeanspruchung
aus. Bitumen ist gegenüber einem hydraulischen Bindemittel, wie z.B. Zement, wesentlich
elastischer, da es thermisch verformbar ist und nicht versteint. Bei Wärmeeinwirkung
auf Bitumen werden auch ätherische Öle frei, die zum Aufweichen des Bindemittels
führen. Deswegen
ergeben sich bei Beanspruchung aufgeweichter Straßenbefestigungen
Verlagerungen der körnigen Materialien innerhalb der Schichten, letztlich also eine
Verformung der Straße, die auf jeden Fall vermieden werden muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs beschriebenen
Gattung anzugeben, das bei gleicher und besserer Haltbarkeit der Befestigung eine
Einsparung an Material, d.h. eine dünnere Straßenbefestigungs ermöglicht, und mit
dem die Straße auch preisgünstiger hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für den Unterbau grobkörnige
Müllverbrennungsschlacke mit geringem Feinkornanteil verwendet wird, die nach dem
Aufschütten verdichtet wird, daß für die obere Tragschicht ein Gemisch aus hohlraumreichen
gebrochenen Körnern mit gewaschenem Brechsand und einer lediglich zur Verklebung
benachbarter Körner ausreichenden Menge Bitumen verwendet wird, wobei das Gemisch
unmittelbar nach dem Einbau in heißem Zustand durch Rütteln verdichtet wird, und
daß die Deckschicht unmittelbar auf die obere Tragschicht aufgebracht wird.
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Die Erfindung erreicht durch Wahl geeigneter Materialien und entsprechender
Einbaumaßnahmen eine Verbindung der eingebauten Materialien und vermeidet dadurch
die beim herkömmlichen Straßenbau auftretende Schichtenbildung zwischen Unterbau,
Tragschicht und Deckschicht, die herkömmlich regelmäßig durch Binderschichten vereinigt
sind.
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Erfindungsgsmäß wird nämlich durch Verwendung grobkörniger Müllvcrbrennungsschlacke
mit geringem Feinkornanteil bereits ein sehr fester Unterbau hergestellt, weil diese
grobkörnige Müllverbrennungsschlacke auch ohne Bindemittel durch Verdichtung so
in sich verfestigt werden kann, daß dadurch der notwendige Gegendruck für das spätere
Einrütteln der oberen Tragschicht erzeut werden kann und daß später die relative
Lage der Körner bei geschützter Oberfläche des Unterbaus auch durch Kräfteeinwirkung
der Verkehrsbelastung nicht verändert werden kann. Die Verhältnisse werden um so
besser, je geringer der Feinkornanteil ist.
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Dieser Unterbau wird erfindungsgemäß unmittelbar mit der oberen Tragschicht
dadurch verbunden, daß das die Tragschicht bildende Gemisch in möglichst heißem
Zustand durch Rütteln verdichtet wird, d.h. ohne vorheriges Andrücken mit einer
statischen Walze, weil durch sofortiges Rütteln eine optimale Lagerung der Körner
erzeugt wird. Wichtig in diesem Zusammenhang ist auch, daß die Menge des dem Gemisch
zugesetzten Bitumens nicht zu groß wird, sondern lediglich ausreicht, benachbarte
Körner miteinander zu verkleben. Es besteht auf diese Weise eine nahtlos an den
Unterbau gebundene Tragschicht, die auch bei Erwärmung und Verkehrsbelastung keine
Veränderung durch Verlagerung der Körner erfährt. Besonders günstige Verhältnisse
werden dann erreicht, wenn für die obere Tragschicht doppelt gebrochenes Material
verwendet wird. Als Material für die obere Tragschicht eignet sich
insbesondere
neben gewaschenem Brechsand scharfkantiger Splitt, dessen miteinander verklebte
Körner auch nach der Verdichtung noch Hohlräume zwischen sich einschließen.
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Auf die so gebildete Tragschicht kann die Deckschicht unmittelbar,
d.h. ohne Zwischenschaltung einer Bindeschicht aufgebracht werden, weil das gebrochene
Korn in Verbindung mit dem weder durch Füller noch durch Bitumen geschlossenen Hohlräumen
sowie die an der Oberfläche der oberen Tragschicht verbleibenden Bindemittelreste
für eine Anbindung der Deckschicht ausreichen.
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Im Ergebnis wird damit eine Straßenbefestigung erzeugt, die sich wie
ein homogener Körper mit einem entsprechend hohen Widerstands- und/oder Trägheitsmoment
verhält. Obgleich die einzelnen Schichten nacheinander aufgebracht sind, lösen sie
sich auch unter Wärmeeinwirkung nicht mehr, eine Verschiebung der Schichten und/oder
eine Verlagerung der darin gebundenen Materialien kann nicht mehr auftreten. Infolgedessen
kann die Dicke der Befestigung geringer sein als bei herkömmlichen Befestigungen.
Einsparungen werden insbesondere dadurch erzielt, daß die bisher üblichen Bindeschichten
entfallen können.
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Wenn große Verkehrsbelastungen zu erwarten sind, kann zwischen Unterbau
und oberer Tragschicht noch eine untere Tragschicht aus gebundenem Material angeordnet
werden. Hierbei ist wiederum die Verwendung grobkörniger Müllverbrennungsschlacke
mit geringem Feinkornanteil vorteilhaft. Wenn jedoch
preisgünstigere
Kiesvorkommen in der Nähe sind, kann man fr die untere Tragschicht auch Kies mit
entsprechender Sieblinie verwenden. Das Material der unteren Tragschicht kann hydraulisch
oder auch bituminös gebunden sein. Bei bituminöser Bindung kann das die untere Tragschicht
bildende Gemisch vorzugsweise unmittelbar nach dem Einbau in heißem Zustand durch
Rütteln verdichtet werden, so daß sich ähnliche Verhältnisse ergeben, wie beim Einbau
der oberen Tragschicht.
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Die zuletzt aufgetragene Deckschicht besteht zweckmäßig aus bituminös
gebundener Grauwacke, Quarzit und gewaschenem Brechsand, so daß die eingebundenen
Körner gegen Herauslösen durch Sogwirkung des Verkehrs geschützt sind. Das Mischungsverhältnis
von Bitumen oder Bitumenmörtel und Körnung kann sich nach den gegebenen Umständen
richten, das gewählte Steinmaterial soll insbesondere durch seine Helligkeit die
Reflektion der fertigen Deckschicht bei Sonneneinstrahlung berücksichtigen, so daß
grundsätzlich schon weniger Wärme aufgenommen wird.
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Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel
der Erfindung erläutert; die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen
Querschnitt durch eine Straßenbefestigung.
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Die in der Zeichnung dargestellte Straßenbefestigung besteht in ihrem
grundsätzlichen Aufbau aus einem auf einem nicht dargestellten Planum angeordneten
Unterbau 1, einer darauf angeordneten unteren Tragschicht 2, einer oberen Tragschicht
3 und einer Deckschicht 4.
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Der Unterbau 1 besteht aus grobkörniger Müllverbrennungsschlacke mit
geringem Feinkornanteil, die nach dem Aufschütten verdichtet wurde.
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Die untere Tragschicht 2 besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel
aus hydraulisch oder bituminös gebundener Müllverbrennungsschlacke mit geringem
Feinkornanteil. Zur hydraulischen Bindung genügt ein verhältnismäßig geringer Zementanteil,
der durch Mischanlagen oder mittels Vermörtelung auf der Baustelle der Müllverbrennungsschlacke
beigemischt wird; danach erfolgt die Verdichtung.
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Bei bituminöser Bindung ist der Bitumenanteil so gering gehalten,
daß er lediglich für eine Verklebung benachbarter Körner der Müllverbrennungsschlacke
ausreicht. Dieses Gemisch ist unmittelbar nach dem Einbau in noch heißem Zustand
verdichtet worden.
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Die obere Tragschicht 3 besteht aus einem Gemisch aus doppelt gebrochenem
Splitt, gewaschenem Brechsand und Bitumen. Die Bitumenmenge ist so eingestellt,
daß sie im wesentlichen lediglich zur Verklebung benachbarter Körner ausreicht.
Das Gemisch wurde unmittelbar nach dem Aufbringen auf die untere Tragschicht 2 durch
Rütteln verdichtet, d.h.
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ohne vorheriges statisches Verdichten. Dadurch haben sich die Körner
der oberen Tragschicht 3 fest aneinander angelagert, wobei jedoch Hohlräume verblieben
sind, die von dem Bitumen nicht ausgefüllt wurden.
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Gleichwohl verbleiben auf der Oberfläche der oberen Tragschicht 3
noch genügend Bitumenreste
und Unebenheiten als Folge des Hohlraumreichtums
zur Anbindung der anschließend aufgebrachten Deckschicht 4, die beim dargestellten
Ausführungsbeispiel aus bituminös gebundenem Splitt aus Grauwacke und Quarzit mit
gewaschenem Brechsand besteht.
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Die Kornverteilung der einzelnen Schichten ist wie folgt: Unterbau
und untere Tragschicht Körnung 0-15, vorzugsweise 2% über 32 0-15, vorzugsweise
16% 16 -32 10-17, vorzugsweise 15% 8 -16 13-18, vorzugsweise 14% 4 -8 12-15, vorzugsweise
13% 2 -4 8-15, vorzugsweise 10% 1 -2 8-12, vorzugsweise 10% 0,5 -1 4-10, vorzugsweise
6% o,25 -0,5 3- 8, vorzugsweise 6% o,125-0,25 3- 5, vorzugsweise 5% 0,06 -0,125
2- 7, vorzugsweise 3% bis 0,06 Bindemittel hydraulisch: 20 bis 60 kp Zement/m3 bituminös:
3-7%, vorzugsweise 5% Bitumen
Obere Tragschicht Körnung 40 bis
60, vorzugsweise 50% 11 bis 16 mm 20 bis 40, vorzugsweise 30% 2 bis 11 mm 14 bis
18, vorzugsweise 16% Brechsand gewaschen 2 bis 6, vorzugsweise 4% Füller Bindemittel
2,4 bis 3,5% Bitumen oder 2,0 bis 3,0% Bitumen 0,5 bis 1,5% gemahlener Braunkohlentrockenteer
Deckschicht Stützkorn vorzugsweise aus Grauwacke und Quarzit: Grauwacke (quarzitischer
Sandstein), Si 02 -Gehalt 70%, Schlagzertrümmerungswerke <14 Gew:% und Quarzit,
Si Oz-Gehalt 95%, Schlagzertrümmerungswerke < 16 Gew:% Körnung 48-54 % Splitt
(2/5, 5/8, 8/11) 37-43 % Brechsand gewaschen 8-10 % Füller 6- 7 % Bitumen
Beispiel
DecKschicht 0/11 16 % heller Quarzit 2/5 16 % heller Quarzit 5/8 20 % quarzitischer
Sandstein 8/11 38,8% Brechsand gewaschen 9,2% Füller 6,2% Bitumen Beispiel Deckschicht
0/8 26 % heller Quarzit u. quarzit. Sandstein 2/5 26 % heller Quarzit u. quarzit.
Sandstein 5/8 38,4% Brechsand gewaschen 9,6% Füller 6,4% Bitumen Beispiel Deckschicht
0/5 25 % heller Quarzit 2/5 25 % quarzitischer Sandstein 2/5 41 % Brechsand gewaschen
9 % Füller 6,9% Bitumen