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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Belag für von Kraftfahrzeugverkehr
genutzte Straßen,
der eine Straßenpflasterung
umfasst, die von einer Rettung oder einem Unterbau getragen ist
und vorgefertigte Pflastersteine aus natürlichem oder künstlichem Material,
insbesondere Betonpflastersteine umfasst, die auf einem Bitumen-Sandbett
verlegt sind, sowie auf ein Verfahren zum Bau eines solchen Straßenbelags.
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Die
bekannten Beläge,
die dazu ausgelegt sind, von Kraftfahrzeugverkehr genutzte Straßen zu festigen,
umfassen zusätzlich
zu durchgehenden Flächen,
die aus einem Material hergestellt sind, das hart wird, wie etwa
Beton oder Asphalt, auch Flächen,
die aus Pflastersteinen, insbesondere Betonpflastersteinen bestehen.
Flächen
der letztgenannten Art haben sich insbesondere für Höfe, Einfahrten zu Tankstellen,
verkehrsberuhigte Straßen
u. dgl. als geeignet erwiesen. Der Vorteil ist, dass wenn einzelne
Steine beschädigt
werden, die Fahrbahn einfach durch Austauschen dieser bestimmten
Steine vollständig
repariert werden kann. Wenn darüber
hinaus eine Arbeit an der Rettung vorgenommen werden muss, kann
auf diese ohne Problem zugegriffen werden und, wenn die Arbeit abgeschlossen
ist, kann die Straße
wieder in ihren ursprünglichen
Zustand zurückversetzt
werden. Weil Spalten oder Zwischenräume zwischen den einzelnen
Pflastersteinen bestehen, die für
gewöhnlich
mit Sand verfüllt
sind, ist es kennzeichnend für
solche Straßenbeläge, dass sie
Regen und Schmelzwasser direkt in den Boden darunter fließen lassen,
was in vielen Fällen
wünschenswert
ist und Steinpflaster vom Gesichtpunkt des Umweltschutzes her besonders
wertvoll macht. Allerdings besteht ein damit verbundenes Risiko, nämlich dass
das Erdreich durch schädliche
Flüssigkeiten
oder Feststoffe verunreinigt wird, die durch das fließende Wasser
in den Boden transportiert werden. Aus diesem Grunde ist es problematisch,
die Rettung für
Steinpflaster aus Abbruch- oder Abrissprodukten zu errichten, die
sehr oft kontaminiert sind.
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Entsprechend
besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Aufbau
bereitzustellen, der im Wesentlichen wasserdicht ist, aber trotzdem
die wie vorstehend angesprochenen Vorteile von Steinpflaster beibehält.
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Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 erfüllt, insofern
als der Straßenbelag
selbst betroffen ist, und durch diejenigen des Anspruchs 10, was
das Verfahren zum Bau eines solchen Straßenbelags betrifft.
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Ein
Sandbett mit einem Bitumenanteil, der zwischen 1,5 und 2,5 Gew.-%
beträgt,
verhält
sich ähnlich
einem herkömmlichen
Sandbett, das überhaupt
keine Bindemittel enthält;
und zwar behält
das Sandbett, auch nachdem es verlegt wurde und die Pflastersteine
an Ort und Stelle eingerüttelt
wurden, wobei eine entsprechende Verdichtung des Sandbetts stattfindet,
seine Freifluss- oder Rieselfähigkeitseigenschaft
und bildet keine festen Klumpen. Trotz dieser Eigenschaft stellt
das Bitumen-Sandbett eine Schicht bereit, die nahezu wasserundurchdringlich
ist. An dieser Stelle sollte nicht vergessen werden, dass die Wasserdurchlässigkeit
eines herkömmlichen
Asphaltbelags ca. 20 bis 25% beträgt. Hingegen besitzt das Sandbett
nach der Erfindung eine Wasserdurchlässigkeit von maximal 6 bis
7%. Im Vergleich zu einem Asphaltbelag ist deshalb der Straßenbelag
mit einem Sandbett nach der Erfindung praktisch wasserundurchlässig. Beträgt der Bitumenanteil
weniger als 1,5 Gew.-% nimmt die Wasserdurchlässigkeit merklich zu. Andererseits
besteht bei einem Bitumenanteil von mehr als 2,5 Gew.-% die Gefahr,
dass einzelne Sandkörner
aneinander anhaften, vor allem wenn sie sich durch längere Sonnenbestrahlung
erwärmt
haben. Darüber
hinaus besteht, wenn die Sonne auf den Belag scheint, die Gefahr, dass
ein Sandbett mit einem relativ hohen Anteil an Bitumen "weich wird", mit der Folge,
dass es sich, wenn es ziemlich großen Kräften, insbesondere einem Verkehrsstrom
ausgesetzt wird, verformt und die Straßendecke uneben wird. Diese
Gefahr besteht speziell dann, wenn ein Teil des über den Straßenbelag
fahrenden Verkehrs aus Schwerlastern besteht.
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Dass
eine Verseuchung des Erdreichs durch einsickerndes Wasser, das durch
die Zwischenräume in
einem Pflastersteinbelag läuft,
ein Problem darstellen kann, wurde natürlich schon früher erkannt. Um
dieses Problem zu lösen,
schlägt
die
EP 0 456 035 A2 vor,
dass dem Sand in der Rettung Lehmminerale, beispielsweise Montmorillonit
und Mineralaggregate in einem Anteil von bis zu ca. 30% zugesetzt werden
sollen. Das Ziel besteht darin, ein Sandbett herzustellen, das relativ
wasserdicht ist. Um eine ausreichend dichte Konsistenz zu erzielen,
muss der Anteil an Lehmmineralen und Mineralaggregaten relativ hoch
sein, was zur Folge hat, dass das Sandbettgemisch dementsprechend
teuer ist. Darüber
hinaus haben Versuche gezeigt, dass die Wasserundurchlässigkeit
eines solchen Sandbetts höchstens
dem eines herkömmlichen
Asphaltstraßenbelags
entspricht.
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Die
DE-AS 10 93 396 beschreibt
ein Verfahren zum Verlegen einer Pflasterung mit bituminös gebundenem
Sand, das durch die Verwendung eines bekannten Bindemittels mit
mindestens zwei Komponenten gekennzeichnet ist, wovon es sich bei
der einen um ein pulverisiertes, bituminöses Material und der anderen
um eine ölige,
hochsiedende Flüssigkeit handelt,
die in der Lage ist, das bituminöse
Material zu lösen.
Dieses Verfahren zeichnet sich gleichermaßen durch den relativ hohen
Aufwand und die relativ hohen Kosten aus, die zum Erstellen des
Sandbetts anfallen, und das Verfahren ist dazu ausgelegt, nicht ein
Sandbett herzustellen, das im Wesentlichen wasserdicht ist, sondern
zu ermöglichen,
Pflastersteine fester in das Sandbett einzubetten, damit die Zwischenräume zwischen
angrenzenden Pflastersteinen nicht mehr verfüllt werden müssen. Zu
diesem Zweck wird dem vorstehend beschriebenen Gemisch vorzugsweise
ein Haftmittel wie etwa Kalkhydratpulver zugesetzt. Dieses Haftmittel
soll die Befestigung des Pflasters im Sandbett fördern. Der ölige Zusatz dient dazu, die
Beweglichkeit und Fließ-
oder Rieselfähigkeit
der Sandkomponenten beizubehalten.
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Die
Aufgabe des in der
DE-AS 10 93
396 vorgeschlagenen Verfahrens hat somit nichts mit dem Bau
eines weitestgehend wasserdichten Sandbetts und eines dementsprechend
wasserdichten Straßenbelags
zu tun.
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Das
Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, dass über
einem Unterbau, der auch aus Abbruch- oder Abrissprodukten bestehen
kann, ein Sandbett aufgebaut wird, das zusätzlich zu Rohsand Bitumen in
einem Anteil zwischen 1,5 und 2,5 Gew.-% enthält. Anschließend werden
Pflastersteine auf diesem Sandbett verlegt, und zwar so, dass Spalten
oder Zwischenräume
zwischen aneinander angrenzenden Steinen bestehen. Vor dem Verlegen
der Pflastersteine ist das Sandbett noch nicht verdichtet worden.
Nach dem Verlegen werden die Pflastersteine in das hier beschriebene Sandbett
so eingerüttelt
oder eingeklopft, dass bituminöser
Sand in den Spalten zwischen aneinander angrenzenden Steinen aufsteigt.
Am Ende dieses Prozesses hat sich das Sandbett um ca. 10 bis 20% ausreichend
verdichtet. Wegen dieser Verdichtung und aufgrund der Bitumenkomponente
wird das Sandbett größtenteils
wasserdicht, während
es gleichzeitig eine Flexibilität
beibehält,
die ähnlich
derjenigen eines herkömmlichen
Sandbetts ist.
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Nachdem
die Pflastersteine im Sandbett befestigt wurden, können die
Spalten zwischen ihnen mit herkömmlichem
Fugensand verfüllt
werden, der, wenn nötig,
auch bituminiert sein kann. In einer bevorzugten Ausführungsform
wird das Sandbett für den
Straßenbau
mit einer Dicke von ca. 3,0 bis 5,0 cm verteilt. Im Bereich der
Pflastersteine wird das Sandbett um ca. 0,5 bis 1,0 cm verdichtet.
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Darüber hinaus
hat die Erfahrung gezeigt, dass, wenn der Sand die bevorzugte Granulierungs- und
Korngrößenverteilung
hat, wie sie im Anspruch 2 angegeben ist, der Sand des Betts während des
Befestigens der Pflastersteine im Sandbett durch Rütteln oder
Klopfen, bei einer Spaltbreite von ca. 0,2 bis 0,5 cm um ca. 0,3
bis 0,6 cm in die Spalten zwischen aneinandergrenzenden Pflastersteinen
aufsteigt. Im Ergebnis sind die Pflastersteine in der horizontalen Richtung,
d.h. in der zur Straßenfläche parallelen Richtung,
ausreichend stabilisiert, ohne dass die Spalten verfüllt werden
müssen.
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Im
Hinblick auf eine bevorzugte Sandzusammensetzung und auf bevorzugte
Zusammensetzungen der Bitumenkomponente wird auf die Ansprüche 2, 5,
7 und 8 verwiesen.
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Im
Folgenden werden bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen im Einzelnen mit
Bezug auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben. Diese zeigt einen Straßenbelag auf einer Rettung 1,
die Abbruch- oder Abrissprodukte enthalten kann; der Straßenbelag
umfasst ein Sandbett 2 und darüber verlegte Betonpflastersteine 3.
Die Betonpflastersteine sind so verlegt, dass zwischen angrenzenden
Steinen Spalten 4 mit einer Breite von 0,2 bis 0,5 cm bestehen.
In der dargestellten Ausführungsform
wurden die Spalten 4 von oben her mit Fugensand 5 aufgefüllt. Nachdem
die Pflastersteine 3 auf dem ursprünglich unverdichteten Sandbett 2 angeordnet
wurden, werden sie mittels eines Rüttlers 6 in das Sandbett 2 eingerüttelt oder
eingeklopft. Die Wirkung des Rüttlers 6 bringt das
Sandbett im Bereich der Pflastersteine 3 dazu, sich um
mindestens ca. 10 bis 20%, insbesondere ca. 15% zu verdichten. Das
heißt,
ein Sandbett mit einer anfänglichen
Dicke oder Höhe
von ca. 3 bis 5 cm wird im Bereich der Pflastersteine so verdichtet,
dass seine Dicke oder Höhe
ca. 0,5 bis 1,0 cm geringer wird als die anfängliche Dicke oder Höhe. Während dieses
Verdichtungsprozesses fließt
verdrängter Sand
von unten in die Spalten 4 zwischen angrenzenden Pflastersteinen 3 und
steigt in diesen Spalten um ca. 0,5 cm nach oben, wenn die Spaltbreite
0,2 bis 0,5 cm beträgt.
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Versuche
haben gezeigt, dass eine Verdichtung des Sandbetts in dem Bereich
der Kanten der im Sand liegenden Pflastersteine besonders stark
ist. Das heißt,
der Sand des Sandbetts 2 wird im Bereich der Spalten besonders
stark verdichtet; im Ergebnis ist das Sandbett, in Kombination mit
der vorhandenen Bitumenkomponente nach der Erfindung und der nachstehend
beschriebenen Güte
und Korngrößenverteilung
des Sands in diesem Bereich besonders wasserdicht. Überraschenderweise
kann mit einem Sandbett nach der Erfindung eine Wasserdurchlässigkeit
von maximal 6,0 bis 7,0% erzielt werden, wohingegen die Wasserdurchlässigkeit
eines herkömmlichen
Asphaltbelags bis zu 25% beträgt.
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Um
den Grad an Wasserundurchlässigkeit im
Fugenbereich weiter zu steigern, können die Spalten 4 zwischen
angrenzenden Pflastersteinen 3 zusätzlich von oben mit Fugensand,
insbesondere mit bituminösem
Fugensand verfüllt
werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das Gewicht der Bitumenkomponente des Sandbetts 2 zwischen
ca. 1,8 und 2,2 Gew.-% des Gesamtgewichts des Sandbetts beträgt.
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Darüber hinaus
ist erfindungsgemäß die Verteilung
grober und feiner Körner
im Sandbetts 2 so gewählt,
dass die Wirkung eines Rüttlers 6 auf
Pflastersteine 3, die auf dem ursprünglich unverdichteten Sandbett
verlegt sind, den Sand dazu bringt, sich um ca. 10 bis 20%, insbesondere
ca. 15% zu verdichten.
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Die
Korngrößenverteilung
des Sandbetts 2 für
eine maximale oder größte Korngröße von 2,0
bis 4,0 mm, insbesondere von ca. 3,0 mm, und für eine kleinste Korngröße von ca.
0,05 bis 0,1 mm, insbesondere von ca. 0,07 bis 0,1 mm ist wie folgt:
ca.
0 bis 5% der Körner
sind kleiner als 0,10 mm
ca. 0 bis 15% der Körner sind
kleiner als 0,15 mm
ca. 5 bis 30% der Körner sind kleiner als 0,30
mm
ca. 30 bis 55% der Körner
sind kleiner als 0,50 mm
ca. 55 bis 80% der Körner sind
kleiner als 1,00 mm
ca. 80 bis 95% der Körner sind kleiner als 2,00
mm
ca. 95 bis 100% der Körner
sind kleiner als 3,00 mm
ca. 100% der Körner sind kleiner als 4,00
mm.
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Etwas
allgemeiner ausgedrückt
ist die für das
Sandbett 2 gewählte
Korngrößenverteilung
so, dass die Korngröße ungefähr wie folgt
zunimmt:
Im Feinkornbereich: linear bis progressiv
Im
Zwischenbereich: ungefähr
linear
Im Grobkornbereich: regressiv
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Wie
vorstehend erwähnt,
können
die Spalten 4 zwischen angrenzenden Pflastersteinen von
oben mit Fugensand 5 verfüllt werden, bei dem der Anteil der
feinsten Körner
(Korngröße ≤ 0,10 mm)
ca. zweimal so groß ist
wie derjenige des Sandbetts 2. Die Korngröße des Fugensands
nimmt vorzugsweise durchgehend leicht progressiv zu.
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Ein
anderer bedeutender Faktor für
die geringe Wasserdurchlässigkeit
des Straßenbelags
von 0,01 bis 6,0%, und insbesondere von 0,10 bis 3,50% ist die Qualität des Bitumens
für das
Sandbett 2. Das hier verwendete Bitumen hat vorzugsweise
eine Dichte von ca. 1,0 bis 1,06 g/cm3 bei
25°C, einen
Paraffinbestandteil von ca. 2,0 bis 2,5 Gew.-%, eine Nadelstichtiefe
bei 25°C
von ca. 60 bis 200 dmm (= 1/10 mm), eine Duktilität bei 25°C von ca.
90 bis 100 cm und eine Viskosität
bei 135°C
von ca. 200 bis 250 mm2/s. Bitumen dieser
Qualität
schießt
die Sandkörner
dauerhaft so ein, dass sie nicht aneinander anhaften und Klumpen
bilden können.
Sand, dem solches Bitumen zugesetzt wurde, bleibt im Wesentlichen
genauso freifließend
oder rieselfähig
wir Rohsand, auch wenn er wie vorstehend beschrieben durch Einrütteln der
Pflastersteine verdichtet wurde.
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Vorzugsweise
wird als Ausgangsmaterial für das
Sandbett Kiesbrechsand mit einer derartigen Korngrößenverteilung
verwendet, dass der Leerraumanteil in einer trockenverdichteten
Probe höchstens ca.
37,0 bis 39,0, insbesondere 38,5 Vol.-% beträgt.
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Der
Aufbau eines Straßenbelags
mit auf einem Sand 2 der hier beschriebenen Art verlegten Pflastersteinen
wurde vorstehend im Einzelnen beschrieben. Hier wird ausdrücklich auf
diese Beschreibung verwiesen.
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Was
die Korngrößenverteilung
für den
Fugensand betrifft, der zum Verfüllen
der Spalten verwendet wird, sollte angemerkt werden, dass diese vorzugsweise
wie folgt ist:
ca. 0 bis 15% der Körner sind kleiner als 0,07
mm
ca. 10 bis 15% der Körner
sind kleiner als 0,15 mm
ca. 20 bis 30% der Körner sind
kleiner als 0,30 mm
ca. 35 bis 60% der Körner sind kleiner als 0,6 mm
ca.
50 bis 75% der Körner
sind kleiner als 1,00 mm
ca. 70 bis 90% der Körner sind
kleiner als 2,00 mm
ca. 85 bis 100% der Körner sind kleiner als 3,00
mm
ca. 100% der Körner
sind kleiner als 4,00 mm.
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Anlageninterne
Versuche haben gezeigt, dass die Wasserdurchlässigkeit eines Sandbetts mit einer
ursprünglichen
Dicke oder Höhe
von ca. 4 cm bei Korngrößen und
einer Verteilung wie in Anspruch 3 angegeben, und wobei der Bitumenanteil
bis zu ca. 2 Gew.-% betrug, durchschnittlich ca. 0,05% ausmachte.
Diese leichte Wasserdurchlässigkeit
entspricht im Vergleich zu herkömmlichen
Asphalt- oder Teerdecken praktisch einer 100%-igen Wasserdichtigkeit, so dass sich
der erfindungsgemäße Straßenbelag
wesentlich besser zum Abdecken kontaminierter Rettungen oder Unterbauten
handelt als herkömmliche
Straßendecken,
die aus Asphalt oder Teer bestehen. Die Undurchlässigkeit des hier beschriebenen
Straßenbelags
ist fast dieselbe wie von Beton. Jedoch bietet der hier beschriebene
Straßenbelag
gegenüber
Beton wie auch Asphalt oder Teer den großen Vorteil, dass eine in der
Fläche
hergestellte Öffnung
wieder ohne Schwierigkeit geschlossen werden kann, so dass die ursprüngliche
Güte des
Straßenbelags
beibehalten bleibt. Insbesondere überrascht es, dass die Flexibilität des bituminierten Sands
auch dann eng derjenigen von trockenem Rohsand entspricht, wenn
der hier beschriebene Straßenbelag
langfristig in Gebrauch war und/oder ständig in Gebrauch ist.
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Im
Spaltenbereich ist die Verdichtung des Sandbetts etwas stärker als
im Bereich unter den Pflastersteinen.
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- 1
- Rettung
oder Unterbau
- 2
- Sandbett
- 3
- Betonpflastersteine
- 4
- Spalten
oder Zwischenräume
- 5
- Fugensand
- 6
- Rüttler