DE4014858A1 - Fahrbahndecke fuer verkehrsflaechen - Google Patents
Fahrbahndecke fuer verkehrsflaechenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrbahndecke für
befahrbare Verkehrsflächen, vornehmlich im Bereich von
Abfüllstationen für Treibstoffe, Tankstellen oder
dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Neben geschlossenen Fahrbahndecken aus erhärtendem Material,
wie z. B. Beton, oder bituminösen Bindemitteln, kennt man
Fahrbahndecken aus vorgefertigten Einzelbauteilen, wie z. B.
aus Pflastersteinen aus natürlichen oder künstlichen
Materialien. Da ein Fahrbahnbelag aus Pflastersteinen sich
unregelmäßigen Grundrissen, aber auch unterschiedlichen
Höhen leichter anpassen läßt als ein durchgehender
geschlossener Fahrbahnbelag, werden Pflasterungen
üblicherweise für Verkehrsflächen verwendet, zu deren
Herstellung Deckenfertiger nicht eingesetzt werden können,
also kleinere, auch verwinkelte Flächen, wie z. B. Höfe,
Tankstellenzufahrten oder dergleichen.
Fahrbahnbeläge aus Pflastersteinen werden üblicherweise auf
einem Unterbau aus einem Material verlegt, das frostsicher
und in der Lage ist, die aus der Verkehrsbelastung
herrührenden Lasten zu verteilen. Pflasterungen haben
infolge der zwischen den einzelnen Pflastersteinen
bestehenden Fugen die Eigenschaft, Niederschlagswasser
unmittelbar in den Untergrund abfließen zu lassen, was sie
aus der Sicht des Umweltschutzes besonders wertvoll macht.
Daraus resultiert aber auch die Gefahr einer Kontaminierung
des Bodens durch Schadstoffe.
Bei der Betankung von Kraftfahrzeugen an Tankstellen
entstehen Tropfverluste an Kraftstoffen. Wenn auch durch
Vergaserkraftstoff infolge höherer Verdunstungsraten kaum
Kontamination in den Boden gelangt, ist diese Gefahr bei
Dieselkraftstoffen und leichtem Heizöl in sehr viel
stärkerem Maße gegeben, so daß, ebenfalls aus Gründen des
Umweltschutzes, gepflasterte Flächen abgedichtet werden
müssen. Dieses Problem stellt sich vor allem bei der
Pflasterung von Zufahrten zu sowie Bereichen von
Tankstellen.
Pflasterungen erfordern als Unterlage eine Schicht aus einem
Material, das kohäsionslos und deshalb zu einer ebenen
Oberfläche abziehbar ist; diese Unterlage besteht meist aus
Sand. Theoretisch wäre es zwar möglich, auf
eine Dichtungsschicht, z. B. aus einer Kunststoffolie oder
aus Tonmineralien, eine Sandschicht aufzubringen und auf
dieser die Pflasterung zu verlegen. Abgesehen davon, daß
Dichtungen aus Kunststoffolien gegenüber Kohlenwasserstoffen
nicht beständig und konventionelle Dichtungen aus
mineralischen Dichtungsmaterialien nicht ausreichend
tragfähig und auch nicht frostsicher sind, hat eine oberhalb
einer Dichtungsschicht angeordnete Sandschicht den Nachteil,
daß sich durch die Fugen der Pflasterung einsickernde
Kohlenwasserstoffe in der Sandschicht horizontal ausbreiten
und dann durch Diffusion oder gar durch Risse in der
Dichtungsschicht auch einen Weg in den Untergrund finden
können.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine sichere Dichtung für Fahrbahnbeläge aus
vorgefertigten Einzelbauteilen, z. B. Pflastersteinen, zu
schaffen, die nicht nur tragfähig und frostsicher, sondern
auch beständig gegen Kohlenwasserstoffe und dauerhaft
haltbar ist.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist noch eine Trockenmischung zum
Herstellen einer solchen Dichtungsschicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß einerseits
eine Mischung aus Kiesen und Sanden mit hochwertigen
Tonmineralien, wie z. B. Montmorillonit, frostsicher ist,
weil die einzelnen Bestandteile der Mischung keine
Frosthebungen verursachen, also auch innerhalb der
Frosttiefe eingebaut werden kann, und andererseits durch das
Traggerüst aus grober Körnung auch ausreichend tragfähig
ist.
Das die Dichtungsschicht bildende Material wird in
trockenem, d. h. vorgetrocknetem Zustand aufgebracht. Der
Einbau des Dichtungsmaterials in trockenem Zustand hat dem
Vorteil, daß durch Abziehen mit den üblichen Werkzeugen eine
ebene, zum Auflegen der Einzelbauteile geeignete Oberfläche
geschaffen werden kann. Bei dem nachfolgenden Einrütteln der
Einzelbauteile wird das trockene Material unter Füllung der
Porenräume verdichtet. Da das Volumen des Feinkornanteils
größer ist als das Porenvolumen des Grobkornanteils,
verbleibt, nachdem die Porenräume des gröberen Materials
gefüllt sind, noch Feinmaterial, das infolge der
Rüttelenergie an die Oberfläche und von unten her in die
Fugenräume zwischen den Einzelbauteilen aufsteigt und diese
ausfüllt. Damit wird eine optimale Abdichtung aller
Hohlräume des Gesamtsystems erreicht, wenn man die Fugen des
Fahrbahnbelages ebenso als Hohlräume betrachtet wie die
Porenräume des tragfähigen Korngerüstes. Die Einzelbauteile
selbst setzen sich auf das Korngerüst des verdichteten
Grobkornanteils ab und bewirken so die hohe Tragfähigkeit.
Die gewünschte Dichtwirkung wird danach durch Wässern der
Oberfläche und Zutritt von Bodeneigenfeuchte von unten her
erzielt.
Die Verfahren des Einbaus und der Verdichtung sind so
aufeinander abgestimmt und die Körnungslinie so abgestuft,
daß die Grobkörner jeweils von den Feinkörnern umgeben sind.
Dadurch stellt sich ein sehr geringer Porenraum von 25 bis
20% ein, der bei Feuchtigkeitszufuhr durch die Quellung des
Montmorillonits zusätzlich abgedichtet wird.
Stauhöhen von Kraftstoffen auf der Fahrbahn, die eine
Strömumg infolge Druck hervorrufen könnten, dürften in der
Praxis nicht auftreten, zumal Pflasterungen aus
Verbundpflastersteinen mit abgedichteten Fugen üblicherweise
mit Gefälle zu den Leichtflüssigkeitsabscheidern hin verlegt
werden. Ein in eine Fuge einsickernder Tropfen von z. B.
Dieselkraftstoff kann kaum in die Dichtungsschicht
eindringen, da zwischen diesem hydrophoben Stoff und der
hydrophilen Dichtungsschicht keine Vernetzung eintritt. Der
gegenüber sonst üblichen Dichtungsschichten hohe Anteil an
Montmorillonit erhöht vor allem auch die Sorptionsfähigkeit
für flüchtige bis nichtflüchtige Stoffe, die durch geeignete
Zusätze noch gesteigert werden kann.
Im Gegensatz zu den sonst üblichen, in feuchtem Zustand
eingebauten Dichtungsschichten aus Tonmineralien hat eine
nach der Erfindung zusammengesetzte und eingebaute
Dichtungsschicht die erforderliche Tragfähigkeit auch für
Schwerverkehr. Bei Frost bleibt das Porenwasser fein in der
Mischung verteilt; es erfolgt keine Wasseraufnahme von
außen, also keine Zunahme des Wassergehalts bzw.
Vergrößerung des Porenraumes. Eislinsen und somit Hebungen
treten nicht auf.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch eine erste
Ausführungsform einer Fahrbahndecke nach der
Erfindung und
Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Fahrbahndecke nach
der Erfindung.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer
Fahrbahndecke ist mit 1 eine konventionelle Tragschicht
bezeichnet, die üblicherweise z. B. eine Dicke von ca. 15 cm
und die Aufgabe einer frostsicheren Gründung und Übertragung
der aus den Verkehrslasten herrührenden Belastungen auf den
Untergrund hat. Unterhalb der Tragschicht 1 befindet sich
eine - nicht dargestellte - Frostschutzschicht; darunter der
anstehende Boden. Über der Tragschicht 1 befindet sich eine
Dichtungsschicht 2 nach der Erfindung, auf der dann der
eigentliche Fahrbahnbelag 3 aus Einzelbauteilen, hier aus
Betonpflastersteinen 4, z. B. Verbundpflastersteinen liegt.
Die Dichtungsschicht 2 besteht zweckmäßig aus einer Mischung
aus ca. 65% gewachsenem Kies der Körnung 8 bis 16 mm, ca.
25% Sand der Körnung 0 bis 2 mm und ca. 10% Bentonit. Die
Materialien für diese Mischung werden in trockenem, d. h.
vorgetrocknetem, kohäsionslosem Zustand gemischt und in
diesem Zustand eingebaut.
Der Aufbau einer solchen Trockenmischung aus einem Grob- und
einem Feinkornanteil baut auf der Lehre der DE 38 23 874 C1
auf. Deren Grundgedanke besteht darin, bei einer Mischung
aus zwei jeweils in sich stabilen Komponenten, nämlich einem
Fein- und einem Grobkornanteil die Struktur des
Grobkornanteils so zu dimensionieren, daß das Feinkorn
gleichsam wie eine Flüssigkeit bei Anwendung geringer
Verdichtungsenergie in die freien Porenräume eindringen
kann. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn das Größtkorn des
Feinkornanteils gleich oder kleiner ist als etwa 1/10 des
Kleinstkornes des Grobkornanteils. Die Gesamtmischung ist,
solange sie trocken ist, bezüglich des Feinkornanteils
instabil. Damit läßt sich unabhängig von dem
Anlieferungszustand der Trockenmischung ein Füllen aller
Poren des Korngerüstes bis nahe an den theoretischen
Dichtgrad erzielen. Diese Eigenschaft der Trockenmischung
ist die Voraussetzung für die Erzielung großer Homogenität
und Dichte im Endzustand; ihre innere Stabilität erhält die
Mischung dann, wenn Feuchtigkeit hinzutritt und die Kohäsion
der Feinanteile geweckt wird.
Grundsätzlich ist eine Vielzahl von
Mischungszusammensetzungen denkbar, die diesen Bedingungen
genügen, solange nur die Voraussetzung erfüllt ist, daß das
Grobkorngerüst, das aus einer oder mehreren Kornfraktionen
bestehen kann, eine ausreichend große Durchlässigkeit für
das Feinkorn aufweist und das Volumen des Feinkornanteils
größer ist als das Porenvolumen des Grobkornanteils. Dies
hat nämlich zur Folge, daß bei dem Einrütteln der
Pflastersteine 4 mittels eines Flächenrüttlers 5 nicht nur
der Feinkornanteil die Poren des Grobkornanteils ausfüllt,
der seinerseits ein Korngerüst bildet, sondern daß der
überschüssige Feinkornanteil von unten her in die Fugen 6
zwischen den Pflastersteinen aufsteigt und auch hier eine
Dichtung bildet.
Es hat sich gezeigt, daß es mit einem derartigen
Mischungsaufbau technisch gelingt, ein Porenvolumen von
unter 15% zu erzielen. Damit läßt sich sicherstellen, daß
bei Einbau großer Mengen von Dichtungsmaterial unter
Anwendung der üblichen Geräte und unter Berücksichtigung der
Streuung in der endgültigen Dichtungsschicht ein
Porenvolumen von 25 bis 20% erreicht werden kann.
Während bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel nach
Fig. 1 die trocken eingebaute Mischung nicht nur die
Dichtung unmittelbar unterhalb des Fahrbahnbelages 3 und im
Bereich deren Fugen 6, sondern aufgrund ihrer
Zusammensetzung aus einem Grobkorngerüst, Feinanteilen und
Tonmineralien auch die tragfähige Dichtungsschicht 2 bildet,
ist in Fig. 2 eine Ausführungsform dargestellt, bei der auf
der Tragschicht 1 zunächst eine in üblicher Weise
zusammengesetzte und eingebaute, z. B. abgewalzte
Mischbodendichtung 7 angeordnet ist. Die darüber
angeordnete, entsprechend dünnere Dichtungsschicht 2′ nach
der Erfindung besteht hier nur aus Feinanteilen, z. B. zu
etwa 70% aus Sand der Korngrößen 0 bis 2 mm und zu etwa
30% aus Tonmineralien, z. B. Montmorillonit. Diese Mischung
wird in trockenem Zustand, also kohäsionslos, eingebaut und
abgezogen und nach dem Auflegen des Fahrbahnbelages 3 aus
Pflastersteinen 4 durch Flächenrüttler verdichtet. Die so
eingetragene Rüttelenergie bewirkt nicht nur, daß die
Teilchen des Tonmineralanteils in einer Partikelgröße von 1
bis 2 my in die Porenräume des Sandanteils eindringen, der
immerhin eine Partikelgröße von etwa 100 my bis zu 1 bis
2 mm aufweist; da auch hier der Volumenanteil an Tonmineral
größer ist als der Porenraum des Sandanteils, treten auch
hier die zum Ausfüllen der Porenräume nicht mehr benötigten
Anteile des Tonminerals nach oben und dringen von unten her
in die Fugen 6 zwischen den einzelnen Pflastersteinen 4 ein.
Die Dichtungsschicht 2′ unmittelbar unterhalb der
Pflastersteine 4 erreicht hier im Endzustand etwa eine Dicke
von etwa 2 cm.
Claims (5)
1. Fahrbahndecke für befahrbare Verkehrsflächen,
vornehmlich im Bereich von Abfüllstationen für Treibstoffe,
Tankstellen oder dergleichen, aus einem auf einem
frostsicheren Unterbau ruhenden Fahrbahnbelag aus
vorgefertigten Einzelbauteilen, z. B. Pflastersteinen aus
natürlichen oder künstlichen Materialien, dadurch
gekennzeichnet, daß unmittelbar unterhalb des
Fahrbahnbelages (3) eine Dichtungsschicht (2, 2′) aus einer
Mischung aus mineralischen Dichtungsmaterialien,
insbesondere Tonmineralien, wie z. B. Montmorillonit, und
Mineralstoffen mit hohem Feststoffanteil angeordnet ist, daß
die Mischung aus Fraktionen unterschiedlicher Körnung
besteht und so zusammengesetzt ist, daß das Volumen der
jeweils feineren Körnung größer ist als das Porenvolumen der
jeweils gröberen Körnung und das Größtkorn der feineren
Körnung gleich oder kleiner als etwa 1/10 des Kleinstkornes
der gröberen Körnung ist und daß die in trockenem Zustand
eingebrachte Mischung nach Auflegen der Einzelbauteile (4)
bei Einrütteln derselben mittels Flächenrüttler verdichtet
wird, wobei die feineren Kornanteile die Porenräume der
jeweils gröberen Körnung ausfüllen und überschüssige
Feinanteile die Fugen zwischen den Einzelbauteilen (4) des
Fahrbahnbelages (3) ausfüllen und daß die für die
Wirksamkeit der Mischung als Dichtungsschicht erforderliche
Feuchtigkeit nach dem Einbau zugeführt wird.
2. Trockenmischung zum Herstellen einer Dichtungsschicht
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung zu
etwa 70% aus Sand der Korngrößen 0 bis 2 mm und zu etwa
30% aus Tonmineralien, z. B. Montmorillonit besteht.
3. Trockenmischung zum Herstellen einer Dichtungsschicht
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung zu
etwa 65% aus Kies der Korngrößen 8 bis 16 mm, zu etwa 25%
aus Sand der Korngrößen 0 bis 2 mm und zu etwa 10% aus
Tonmineralien z. B. Montmorillonit besteht.
4. Trockenmischung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mischung in Form von Beimengungen
Materialien enthält, die in der Lage sind, in etwa durch den
Fahrbahnbelag (3) hindurchtretenden Flüssigkeiten enthaltene
Schadstoffe durch physikalische und/oder chemische
Adsorption zurückzuhalten.
5. Trockenmischung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile der Mischung
zumindest bis zu ihrem Einbau hydrophob ausgerüstet sind.
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