DE4423542A1

DE4423542A1 - Oberbau für Eisenbahn-Gleisanlagen

Info

Publication number: DE4423542A1
Application number: DE19944423542
Authority: DE
Inventors: Max Kohler; Olaf Unbehaun; Hans Michael Dr Broehl; Bernhard Schaaf
Original assignee: Heinrich Cronau Hoch Tief GmbH
Current assignee: HEINRICH CRONAU GMBH HOCH- TIEF- GLEIS-BAU, 66538
Priority date: 1994-07-05
Filing date: 1994-07-05
Publication date: 1996-01-11

Description

Die Erfindung betrifft einen Oberbau für Eisenbahn-Gleisanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Oberbaus.

Der klassische Oberbau für Eisenbahn-Gleisanlagen besteht aus einem ein Quer schwellengleis tragenden elastischen Schotterbett. Diese Technologie ist kosten günstig, bewährt und ermöglicht eine exakte Gleislagegenauigkeit.

Eine Alternative zum klassischen Querschwellengleis auf einem elastischen Schotterbett stellt die sogenannte "Feste Fahrbahn" dar, die anstelle des elasti schen Schotterbettes eine im wesentlichen starre Tragkonstruktion insbesondere aus Beton umfaßt. Der Zweck dieser Konstruktion ist die Minimierung der Unterhal tungsarbeiten für die erheblich längere Liegezeit.

Seit den 70er Jahren werden Versuchsstrecken mit Festen Fahrbahnen gebaut und erprobt, und es sind bislang insbesondere folgende Systeme bekannt: Nach dem System Rheda wird der Gleisrost hochgespindelt, seitlich fixiert und an schließend mit Beton ausgegossen. Nach dem System Züblin werden die Einzel schwellen in einen halbsteifen Beton eingerüttelt. Nach dem System Y-Stahl schwelle werden Stahlschwellen auf einer Asphalt-Tragschicht verklebt und veran kert. Das System BTD umfaßt eine Beton-Tragschicht mit direkter Schwellenbefe stigung. Das System ATD umfaßt eine Asphalt-Tragschicht mit direkter Schwellen befestigung.

Die bekannten System weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Im Vergleich zum Schotterbett ist hier die Herstellung einer vorschriftsmäßigen Gleisanlage aufwen dig und schwierig.

Alle bekannten Systeme haben den grundsätzlichen Nachteil, daß der starre Auf bau von unten nach oben erfolgt und am oberen Ende, also dort, wo die Fahrzeu ge laufen, eine optimale Gleisanlage erwartet wird, was nur unter hohem techni schen Aufwand zu realisieren ist.

Oft sind die zulässigen Maßtoleranzen der Bauteile höher als die zulässigen Ab nahmetoleranzen. Aus diesem Grund findet eine sehr aufwendige Schienenbefe stigung Verwendung, die eine nachträgliche Höhen- und Seitenregulierung der Schiene ermöglicht. Allerdings dürfen diese Spielräume bei der Erstellung der Gleisanlage nur zum Teil ausgenutzt werden, nachdem der andere Teil der vor handenen Spielräume späteren Setzungen vorbehalten werden muß.

Auch weisen die bekannten Konstruktionen zur "Festen Fahrbahn" einen hohen Stahlanteil auf, um die zu erwartende Rißbildung zu reduzieren bzw. minimieren.

Schließlich ist bei den bekannten Systemen der erforderliche Meßaufwand sehr erheblich und aufgrund der bestehenden logistischen Probleme wächst der Baufortschritt nur sehr gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine "Feste Fahrbahn" für den Eisen bahnoberbau zu schaffen, die die vorstehend aufgezählten Nachteile im wesentli chen vermeidet und insbesondere auf vergleichsweise einfache Weise eine hohe Gleislagegenauigkeit garantiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Schottergerüst mit einem Gemisch aus Zement und Sand zur Bildung einer Schot ter-Beton-Schicht ausgegossen ist. Bei der Herstellung des Oberbaus wird hierbei so vorgegangen, daß zunächst das Schottergleis abnahmereif erstellt wird und dann das Schottergerüst im nachhinein durch Ausgießen mit dem Gemisch aus Zement und Sand verfestigt wird.

Die Erfindung ermöglicht es somit, zunächst auf die bewährte, sehr leistungsstarke Technologie zur Herstellung von Schottergleisen zurückzugreifen, die auf ver gleichsweise einfache Weise eine hohe Gleislagegenauigkeit ermöglicht. Das so erstellte Schottergleis kann dann, nach Abnahme bzw. Dokumentation durch Meß schrieb, durch das Zement-Sand-Gemisch fixiert bzw. verfestigt werden.

Hieraus ergibt sich auch, daß ohne besonders großen Aufwand ein bereits beste hendes Schottergleis in der erfindungsgemäßen Weise im nachhinein zu einer "Festen Fahrbahn" ausgebaut werden kann.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß hier, im Gegen satz zu allen anderen "Festen Fahrbahnen" nach dem Stand der Technik, keine Bewehrung erforderlich ist.

Das Zement-Sand-Gemisch kann vorzugsweise die Fließeigenschaften des Gemi sches begünstigende Zusatzstoffe wie insbesondere Mikrosilika enthalten und das dünnflüssige Gemisch wird vorzugsweise unter Anwendung von Vibration in das Schottergerüst eingebracht, um eine möglichst vollständige Verfüllung des tragen den Schottergerüsts zu erreichen.

Das Schottergerüst kann aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus vorzugsweise aus Schotter der Körnung 2 bestehen, so daß der Anteil der vergleichsweise teu ren Vergußmasse relativ gering sein kann.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung sind als seitliche Begrenzung des Schottergerüsts Randsteine oder ein in der Regel ohnehin erforderlicher Kabelka nal vorgesehen, wobei diese Bauteile gleichzeitig die seitliche Verschalung des anschließend zu verfüllenden Schottergerüsts darstellen.

In weiterhin bevorzugter Ausbildung der Erfindung liegt die Schotter-Beton-Schicht auf einer Asphalt-Schicht, die insbesondere dreilagig ausgebildet sein kann, wobei die untere Schicht eine Asphalt-Tragschicht, die mittlere Schicht eine Asphalt- Binder-Schicht und die obere Schicht eine Asphalt-Beton-Schicht ist.

Weiterhin wird die Asphaltschicht zweckmäßigerweise auf einer Frostschutzschicht und die Frostschutzschicht auf einem Erdplanum aufliegen. Der paketartige Aufbau ist dann so gewählt, daß die einzelnen Schichten, nämlich das Erdplanum, die (im oberen Bereich vorzugsweise vermörtelte) Frostschutzschicht, die Asphaltschich ten und der Schotter-Beton mit eingebundenem Gleisrost von unten nach oben zunehmende Festigkeiten und Elastizität aufweisen; die einzelnen Schichten wer den für die üblichen Bodenkennwerte optimal dimensioniert, d. h. geringste Schichtdicken bei der zu garantierenden Tragfähigkeit. Bei sehr schlechten Unter grundverhältnissen kann ein zusätzlicher Bodenaustausch oder andere, an sich bekannte Stabilisierungsmaßnahmen (z. B. Rüttelstopverfahren oder Kalkpfähle) notwendig sein; das darüber liegende "Paket" mit den oben genannten Schichten bleibt jedoch unverändert.

Vorteilhafterweise ist die Asphaltschicht seitlich zur Bildung eines Randweges ver breitert, wodurch eine saubere Wasserführung erreicht werden kann, Ausspülun gen am Randweg vermieden werden können und Pflanzenbewuchs verhindert werden kann.

Bei einem zweigleisigen Streckenausbau ist in bevorzugter Weiterbildung der Er findung vorgesehen, daß sich die Asphaltschicht vollständig zwischen die beiden Gleise erstreckt, so daß zwischen den Gleisen ein Trog für die Wasserführung entsteht. Weiterhin kann dieser Trog zweckmäßigerweise mit quer zur Gleisrich tung verlaufenden Sperriegeln versehen sein, die einerseits die Fließgeschwindig keit des Wassers verringern und andererseits zwischen den Gleisen wasserun durchlässige Wannen definieren, die als Verdunstungsgraben wirken. Es wird somit die Frostschutzschicht gegen eindringendes Wasser geschützt und eine Untergrundaufweichung vermieden; gleichzeitig wird eine gezielte Wasserführung ermöglicht und das Problem der Wasserführung kann auf einfachere und kosten günstigere Weise gelöst werden, zumal weniger Querungen der Wasserführung nach außen erforderlich sind.

Der erfindungsgemäße Oberbau zeichnet sich in erster Linie dadurch aus, daß vor dem Verguß mit dem Zement-Sand-Gemisch mit bewährter Technik eine exakte Gleislagegenauigkeit garantiert und dokumentiert werden kann und die vorhande nen Toleranzen in der Schienenbefestigung für spätere Korrekturen voll genutzt werden können. Die Schwellenbefestigung gestaltet sich vergleichsweise einfach und die Bauarbeiten können vergleichsweise schnell durchgeführt werden, worin ein unter Kostengesichtspunkten entscheidender Vorteil gesehen wird. Es sind keine Stahlarmierungen erforderlich. Schwindrisse wie beim Stand der Technik sind im Fall der vorliegenden Erfindung nicht zu erwarten, jedenfalls nicht in einer störenden Größenordnung, woraus sich eine hohe Haltbarkeit des erfindungsge mäßen Oberbaus ergibt. Der erfindungsgemäße Oberbau ist insgesamt deutlich kostengünstiger als bekannte "Feste Fahrbahnen". Im Reparaturfall können die Kosten für eine Neukonstruktion minimiert werden, nachdem kleine Abschnitte (Schotter-Beton mit Schwelle) entfernt und rasch wieder aufgebaut werden kön nen.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Un teransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung, in der mehrere Aus führungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Oberbaus und

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Oberbaus.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Auf dem Erdplanum 10 liegt eine Frostschutzschicht 12. Die Frostschutzschicht 12 ist mit einer Teilvermörtelung mit Zement/Kalk stabilisiert. Auf der Frostschutzschicht 12 ist ein dreischichtiger As phaltaufbau angeordnet bestehend aus einer unteren Asphalt-Tragschicht 14, einer mittleren Asphalt-Binderschicht 16 und einer oberen Asphalt-Betonschicht 18. Auf der Asphalt-Betonschicht 18 befindet sich eine Schotter-Beton-Schicht 20 beste hend aus Schotter 22 und Vergußmasse 24, die sich im wesentlichen aus einem Gemisch aus Zement, Sand und Zusatzstoffen (insbesondere Mikrosilika) zusam mensetzt.

Der mit der Bezugsziffer 26 bezeichnete Gleisrost ist in die Schotter-Beton-Schicht 20 eingebunden; im einzelnen dargestellt sind eine Zwei-Block-Schwelle 28 mit Spurhalter 30 und Schienen 32. Die Schwelle 28 ist, wie aus der Zeichnung er sichtlich, mit ihrem unteren Bereich in die Schotter-Beton-Schicht 20 eingegossen.

Die obere Asphalt-Betonschicht 18 ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mittig unterbro chen, und auf diese Weise wird eine sich in Gleisrichtung erstreckende Vertiefung 34 definiert, in die die Schotter-Beton-Schicht 20 mit einem sich nach unten er streckenden, entsprechend geformten Riegel 36 eingreift. Auf diese Weise erfolgt eine formschlüssige Querkraftabtragung von auf die Schienen und somit die Schotter-Beton-Schicht wirkenden Querkräften in die obere Asphalt-Betonschicht 18.

Der Aufbau des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 entspricht im wesentlichen demjenigen gemäß Fig. 1, so daß im folgenden nur noch auf die Unterschiede ein gegangen wird.

Die untere Asphalt-Tragschicht 14 ist seitlich zur Bildung eines Randweges 38 verbreitert. Weiterhin ist zwischen Randweg 38 und Schotter-Beton-Schicht 20 ein Kabelkanal 40 angeordnet, der auf der Asphalt-Tragschicht 14 aufliegt und gleich zeitig die seitliche Begrenzung bzw. Schalung für die Schotter-Beton-Schicht 20 darstellt. Der Kabelkanal kann vorzugsweise als Schallabsorber ausgebildet sein und zu diesem Zweck beispielsweise aus Porenbeton bestehen.

Weiterhin ist die Asphalt-Tragschicht 14 auch vollständig zwischen den beiden Gleisen ausgebildet, so daß auf diese Weise eine wasserdichte Wanne 42 defi niert wird, die eine gezielte Wasserführung ermöglicht.

Bezugszeichenliste

10 Erdplanum
12 Frostschutzschicht
14 Asphalt-Tragschicht
16 Asphalt-Binderschicht
18 Asphalt-Betonschicht
20 Schotter-Beton-Schicht
22 Schotter
24 Vergußmasse
26 Gleisrost
28 Zwei-Block-Schwelle
30 Spurhalter
32 Schienen
34 Vertiefung
36 Riegel
38 Randweg
40 Kabelkanal
42 Wanne

Claims

1. Oberbau für Eisenbahn-Gleisanlagen mit einem die Schwellen tragenden Schottergerüst, dadurch gekennzeichnet, daß das Schottergerüst mit einem Ge misch aus Zement und Sand zur Bildung einer Schotter-Beton-Schicht (20) ausge gossen ist.

2. Oberbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch weiter hin insbesondere die Fließeigenschaften des Gemisches begünstigende Zusatz stoffe enthält.

3. Oberbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es Mikrosilika enthält.

4. Oberbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Schottergerüst im wesentlichen aus Schotter (22) der Körnung 2 besteht.

5. Oberbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als seitliche Begrenzung der Schotter-Beton-Schicht (20) Randsteine oder ein Kabelkanal (40) vorgesehen ist.

6. Oberbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Schotter-Beton-Schicht (20) auf einer Asphalt-Schicht (14, 16, 18) aufliegt.

7. Oberbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Asphalt-Schicht (14, 16, 18) mehrlagig ausgebildet ist.

8. Oberbau nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Asphalt-Schicht dreilagig ausgebildet ist, wobei die untere Schicht (14) eine Asphalt-Tragschicht, die mittlere Schicht (16) eine Asphalt-Binder-Schicht und die obere Schicht (18) eine Asphalt-Beton-Schicht ist.

9. Oberbau nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schotter-Beton-Schicht (20) und die Asphalt-Schicht (14, 16, 18) formschlüssig ineinander greifen.

10. Oberbau nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Asphalt-Schicht (14, 16, 18) oder die Schotter-Beton-Schicht (20) mindestens einen in Längsrich tung der Gleisanlage verlaufenden Riegel (36) aufweist, der in eine entsprechend geformte Ausnehmung (34) in der jeweils anderen Schicht eingreift.

11. Oberbau nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Asphalt-Schicht, insbesondere die Asphalt-Tragschicht (14), seitlich zur Bil dung eines Randweges (38) verbreitert ist.

12. Oberbau nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Falle einer mindestens zweigleisigen Anlage die Asphalt-Schicht, insbe sondere die Asphalt-Tragschicht (14), auch zwischen den beiden Gleisen er streckt.

13. Oberbau nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der sich zwi schen den beiden Gleisen erstreckenden Asphalt-Tragschicht (14) quer zur Gleis richtung verlaufende Querriegel vorgesehen sind.

14. Oberbau nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Asphalt-Schicht (14, 16, 18) auf einer Frostschutzschicht (12) aufliegt.

15. Oberbau nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Frostschutz schicht (12) in ihrem oberen Bereich vermörtelt ist.

16. Oberbau nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Frost schutzschicht (12) auf einem Erdplanum (10) aufliegt.

17. Verfahren zum Herstellen eines Oberbaus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Schottergleis abnahmereif erstellt wird und dann das Schottergerüst im nachhinein durch Ausgießen mit dem Gemisch aus Zement und Sand verfestigt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch unter Anwendung von Vibration eingebracht wird.