DE4138068C2 - Verfahren zur Verfestigung von aus schüttbaren Materialien hergestellten Baukörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfestigung von aus schüttbaren Materialien, z. B. Schotter, Splitt und/oder Schlacken, hergestellten Baukörpern, insbesondere von Abdeckungen von schotterlosem Eisenbahnoberbau, oder von Schot­ terhaufwerken des klassischen Oberbaus, unter Verwendung eines thermoplastischen Binde­ mittels auf Bitumenbasis.

Es ist bekannt, Schotter, Splitte, Schlacken und ähnliche solche Stoffe im Eisenbahnbau, Was­ serbau, Straßenbau und auch anderen Bereichen des Bauwesens als Kornhaufwerk in sowohl ungebundener Form, d. h. ohne Zusätze von hydraulischen Bindemitteln oder Bindemitteln aus beispielsweise Kunststoff oder auf bituminöser Basis, als auch in gebundener Form, d. h. mit Zusatz solcher Bindemittel einzusetzen.

Das bekannteste Beispiel für eine ungebundene Bauweise ist das Schotterhaufwerk des Ei­ senbahnoberbaus, nämlich der Schotteroberbau. Dieser sichert den Gleisrost in seiner Lage, verteilt die Radlasten über die Schienen, Schwellen und das Schotterbett so, daß sie vom Un­ terbau dauerhaft und schadlos ertragen werden, nimmt die Lasten federnd oder dämpfend auf und mindert die Schallabstrahlung.

Dieser bekannte Eisenbahnoberbau hat sich bewährt. Je nach Höhe der Geschwindigkeit und Achslasten verschlechtert sich jedoch die Gleislage, so daß - belastungsabhängig - in Zeitabständen von einigen oder mehreren Jahren die genaue Lage des im Schotter verkeilten Gleisrostes korrigiert, d. h. mittels sogenannter Stopf-/Richtmaschinen wieder hergestellt werden muß. Dieser spezielle Nachteil des Schotterhaufwerks war ein wesentlicher Grund, die soge­ nannte "Feste Fahrbahn" im Eisenbahnbau zu entwickeln, d. h. der Gleisrost wird nicht mehr auf bzw. in einem Schotterhaufwerk gebettet, sondern auf einem Tragsystem, welches aus Beton und/oder Asphalt hergestellt ist, aufgelagert
Solche festen Fahrbahnen besitzen aber gegenüber dem Schotteroberbau eine wesentlich hö­ here Schallemission - man spricht von einer sogenannten "schallharten" Oberfläche. Um diese Schallemission merklich zu reduzieren, werden die Schwellenfelder mit Schüttmaterialien ge­ eigneter Korngrößen ausgefüllt.

Ein solches feinkörniges Material kann aber durch die Sogkräfte, welche vor allen Dingen durch schnellfahrende Reisezüge verursacht werden, aufgewirbelt werden, d. h., einzelne Schotter­ körner werden von dem Sog aus ihrer Lage gerissen und hochgeschleudert. Solche Schotter­ wirbel können insbesondere auch in der kalten Jahreszeit durch Eisschlag verursacht werden, wenn sich nämlich im Winter Eis von den Fahrzeugböden löst und mit hoher Geschwindigkeit auf die Schotteroberfläche auftrifft. Selbst grobkörniger Schotter 25/65 kann noch aus seiner Lage gerissen und hochgeschleudert werden.

Aus der DE-OS 38 21 963 ist es auch bekannt, einen bei Umgebungstemperatur fließfähigen Kleber z. B. auch auf bituminöser Basis zu verwenden, der zunächst durch Abkühlung in den festen Aggregatzustand überführt, auf das Schüttmaterial aufgebracht und durch das allmähliche Auftauen des gekühlten Klebers die Aufbringung auf das Haufwerkgebilde zeitlich dosiert wird. Durch diese zeitlich verzögert stattfindende Verklebung soll erreicht werden, daß das Schüttmaterial nicht nur in der obersten Schicht, sondern auch in eine größere Tiefe hinein verklebt wird. Abgesehen davon, daß dieses Verfahren insbesondere durch das notwendige vorherige Abkühlen des Klebers verhältnismä­ ßig aufwendig ist, hält diese Verklebung nur so lange, wie das Schotterhaufwerk nicht in seiner Lage verändert wird, beispielsweise durch Nachstopfen.

Es wurde auch bereits versucht, den in den Oberbau einzubringenden Schotter bzw. Splitt vor­ her mit Heißbitumen zu umhüllen. Dazu ist es notwendig, daß das Gesteinsmaterial in bekann­ ten Asphaltaufbereitungsanlagen erhitzt und mit Bitumen umhüllt wird, wobei der Einbau des umhüllten Gesteinsmaterials nur in heißem Zustand möglich ist. Es muß deshalb innerhalb kur­ zer Zeit (Tropfzeit oder Auskühlphase) eingebracht werden, d. h., ein Antransport des vorberei­ teten Gesteinsmaterials beispielsweise mit den bekannten Schotterwaggons der Bundesbahn ist nicht möglich.

In der USA-Zeitschrift "Railway Track and Structures", Juli 1959, Seiten 25 bis 27, wird ein Ver­ fahren beschrieben, bei welchem der Schotter vor dem Einbau mit Kalt-Bitumen umhüllt und dann unter den Gleisrost, nämlich unter die Schwellen eingebracht wurde. Zusätzlich hat man über das Schotterbett eine ca. 2,5 cm dicke Beschichtungsdecke aus einer Mischung von Kalt- Bitumen und nassem Sand aufgebracht.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß das Schottermaterial bereits vor dem Einbau in einen für eine spätere Verfe­ stigung geeigneten Zustand gebracht wird, das mit Bindemitteln behandelte Material auch über mehrere Wochen ohne Verklebung lager- und danach noch transportfähig ist und nach dem Einbau in die Fahrbahn die gewünschte Verfestigung sichergestellt wird.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß das Material in einer geeigneten Anlage aufbereitet und mit einem möglichst dicken Film aus dem Bindemittel umhüllt, das umhüllte Material mittels eines geeigneten Mediums und unter Zusatz ge­ eigneter Trennmittel in einen nicht haftenden Zustand überführt und das so behandelte Material in den Baukörper eingebracht und während und/oder nach dem Einbau wärmemäßig behandelt wird.

Das nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren behandelte Gesteins- und/oder Schla­ ckenmaterial hat gegenüber den eingangs geschilderten bekannten Verfahren den Vorteil, daß während der Zwischenlagerung und des Transports zur Einbaustelle keine vorzeitigen Verkle­ bungen im Gesteinsmaterial stattfinden, insbesondere ist es über mehrere Wochen ohne Ver­ klebung lagerfähig. Andererseits wird aber nach dem späteren Einbau eine innige Verklebung der einzelnen mit dem Bindemittelfilm versehenen Bestandteile des Gesteinsmaterials durch die Einwirkung von Wärme bewirkt. Weiterer und wesentlicher Vorteil dieses neuen Verfahrens ist, daß nach dem Einbau des verfahrensgemäß behandelten Gesteinsmaterials keine weitere materialmäßige Behandlung durchgeführt werden muß.

Vorteilhaft ist das Bindemittel Heiß-Bitumen und das Material wird in einer Asphaltaufberei­ tungsanlage bekannter Ausführung erhitzt, entstaubt und mit einem möglichst dicken Film aus Heiß-Bitumen umhüllt und anschließend wird das umhüllte Material mit einem Kühlmedium, z. B. Luft oder Wasser gegebenenfalls unter Zusatz geeigneter Trennmittel abgelöscht.

Die Verwendung von Heiß-Bitumen als Bindemittel stellt insofern eine sehr wirtschaftliche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, als Heiß-Bitumen bereits mit besten Erfahrungen im Straßenbau, also im Rahmen der dafür notwendigen Asphaltaufbereitung her­ gestellt wird und herkömmliche Asphaltaufbereitungsanlagen verwendet werden können.

Vorteilhaft wird das eingebaute Material während und/oder nach dem Einbau mit Heißluftgerä­ ten oder Infrarotstrahlern wärmemäßig behandelt.

In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens werden dem Bindemittel während des Umhül­ lungsvorganges Zellulose- und/oder Mineralfasern zugegeben. Hierdurch wird insbesondere erreicht, daß die Bindemittelumhüllung die gewünschte Dicke er­ hält.

Vorteilhaft können dem Bindemittel chemische Zusätze beigegeben werden. Solche Zusätze vermindern die Fließeigenschaft des Bindemittels und verhindern insbesondere das Abtropfen im heißen Zustand.

Das vorstehend geschilderte erfindungsgemäße Verfahren kann speziell auch beim klassischen Schotteroberbau, also ohne feste Fahrbahn angewandt werden. Ein aus dem verfahrensgemäß behandelten Schotter hergestellter Gleisoberbau kann ohne weiteres nachgestopft werden, das mit dem dicken Bindemittelfilm umgegebene Material gewährleistet auch eine erneute Verkle­ bung.

Das vorbeschriebene Verfahren kann aber nicht nur im Eisenbahnbau, sondern auch im Was­ serbau bei der Herstellung von Uferbefestigungen, Filterschichten und Asphaltdichtungen etc. angewandt werden. Der zusätzliche Auftrag heißer Asphaltbeläge führt außerdem umgehend zu der gewünschten Verklebung. Anwendbar ist das erfindungsgemäße Verfahren auch beim Einbau von solchen Materialien als stabile Schutz- und Filterschichten auf hitzeempfindlichen Dichtungsfolien.

Ähnliche Verwendungsgebiete des Verfahrens ergeben sich auch im Straßenbau, beispiels­ weise bei der Befestigung von Böschungen bei eventueller späterer Begrünung o. ä. Schließlich ist die Anwendung des Verfahrens überall dort sinnvoll, wo aus Gründen der Örtlichkeit oder wegen nicht zulässiger hoher Temperaturbelastungen der Einbau offener, d. h. hohlraumreicher Asphaltbefestigungen nicht möglich ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Verfestigung von aus schüttbaren Materialien, z. B. Schotter, Splitt und/oder Schlacken, hergestellten Baukörpern, insbesondere von Abdeckungen von schotterlosem Ei­ senbahnoberbau oder von Schotterhaufwerken des klassischen Oberbaus, unter Verwendung eines thermoplastischen Bindemittels auf Bitumenbasis, dadurch gekennzeich­ net, daß das Material in einer geeigneten Anlage aufbereitet und mit einem möglichst dicken Film aus dem Bindemittel umhüllt, das umhüllte Material mittels eines geeigneten Mediums und gegebenenfalls unter Zusatz geeigneter Trennmittel in einen nicht haltenden Zustand überführt und das so behandelte Material in den Baukörper eingebracht und während und/oder nach dem Einbau wärmemäßig behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Heiß-Bitumen ist und das Material in einer Asphaltaufbereitungsanlage bekannter Ausführung erhitzt, entstaubt und mit einem möglichst dicken Film aus Heiß-Bitumen umhüllt und anschlie­ ßend das umhüllte Material mit einem Kühlmedium, z. B. Luft oder Wasser und gegebenenfalls unter Zusatz geeigneter Trennmittel abgelöscht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eingebrachte Material mit Heißluftgeräten und/oder Infrarotstrahlen wärmemäßig behandelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bitumen wäh­ rend des Umhüllungsvorganges Zellulose- und/oder Mineralfasern zugegeben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindemittel chemische Zusätze beigegeben werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die chemischen Zusätze während des Umhüllungsvorganges zugegeben werden.