DE60215106T2

DE60215106T2 - Verfahren zur Herstellung von Strassenbelag

Info

Publication number: DE60215106T2
Application number: DE60215106T
Authority: DE
Inventors: Joel Orhan
Original assignee: ASPO; ORHAN JOEEL
Current assignee: ASPO; ORHAN JOEEL
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: FR2833024B1; DE60215106D1; EP1319752A1; ATE341664T1; EP1319752B1; FR2833024A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Straßenbelag sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Pflasters.
Unter den Ausdruck "Pflaster" versteht man in der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldung, davon umfaßt auch in den Ansprüchen, eine Zusammenfügung von Plattenelementen, mit irgendwelchen Formen und zusammengefügt auf solche Weise, daß man einen Straßenüberzug bildet.
Unter dem Ausdruck "öffentliche Straße" versteht man einen öffentlichen, im Freien gelegenen Raum, auf den Fahrzeuge und/oder Fußgänger zu ihrer Bewegung verbracht sind. Dies umschließt besonders die Straßen, die Gehsteige und die Plätze.
Der Ausdruck "Basisschicht", der hier nachfolgend verwendet wird, bezeichnet in der Straßentechnik die Schicht aus Materialien, die mit Binder behandelt sind oder nicht, die unter einer Oberflächenschicht (hier auch Laufschicht genannt, wenn sie einen Fahrzeugverkehr unterstützt) gelegen ist. Man wird auch noch später sehen, daß man, im Rahmen des vorliegenden Verfahrens, die alte Laufschicht als Basisschicht verwenden kann.
In der traditionellen Straßentechnik unterscheidet man in erster Linie zwischen zwei Typen von Straßen:
Die Straßen, die weich oder halbstarr genannt werden, sind in Frankreich die häufigsten. Sie sind durch die Tatsache gekennzeichnet, daß ihre Basisschicht nicht völlig starr ist.
Diese Art von Straße funktioniert mechanisch wie eine Reihe von übereinandergelegten Matten, die fortlaufend die Spannungen von Gewichten und die Fahrbelastungen auf die darunter gelegenen Schichten verteilt, bis zum natürlichen Boden, der nur eine Belastung aufnimmt, die mit seiner Tragfähigkeit kompatibel ist.
Wenn man diese Art von Straße mit einer Laufschicht verkleiden will, die von einem modulartigen, starren Material gebildet ist (Pflastersteine oder Platten aus Naturstein, Beton, Ziegel usw.), dann hat man die Wahl zwischen zwei Methoden.
Man kann massive Blöcke (idealerweise in kubischer Form) verwenden, die man in einem "Verband" verlegt, der Fugen umschließt oder nicht, wobei diese Fugen die Anordnung mehr oder weniger starr machen können.
Man kann so Elemente mit geringer Dicke verwenden, indem man sie starr zusammenbaut. In diesem Fall muß man beachten, daß man Dehnungsfugen einbringt, denn ihr Fehlen kann schwere Störungen zur Folge haben.
Außerdem ist, weil die Straße mit Biegung arbeitet, die so erreichte Plattenwirkung mit aggressivem Verkehrsaufkommen und mit den Eigenschaften der verwendeten Materialien wenig kompatibel, die im allgemeinen eine gute Beständigkeit gegenüber Kompression haben, aber die Biegung sehr schlecht ertragen (Zementbeton, Naturstein, Ziegel usw.).
Die zweite Technik ist die der sogenannten starren Straße.
Ihre Basisschicht ist aus Zementbeton gebildet oder umfaßt eine Schicht aus einem solchen Material. Diese Basisschicht ist auf Biegung belastet und muß demnach sehr dick und/oder armiert sein, denn der Beton hat, wenn er auch der Kompression gut widersteht, sehr schlechte Leistungen bei Biegung. Diese an Ort und Stelle errichtete Betonmasse impliziert, daß zahlreiche Dehnfugen, Aufbaufugen und Flexionsschwundfugen angeordnet sind.
Wenn man diese Art von Straße mit einer Laufschicht überziehen will, die von einem starren, modulartigen Material gebildet ist (Pflastersteine oder Platten aus Naturstein, Beton, Ziegel usw.), ist man durch die Tatsache im Vorteil, daß die Biegung der Tragschicht Null ist und eine viel geringere Dicke der Überzugsprodukte ermöglicht.
Dagegen hat man, um der Bewegungskraft zu widerstehen, die durch rollende Lasten erzeugt werden, die Wahl zwischen zwei Lösungen.
Man kann massive Blöcke (idealerweise mit kubischer Form) verwenden, die man in einem "Verband" verlegt, der Fugen umfaßt oder nicht, wobei diese Fugen die Anordnung mehr oder weniger aussteifen können. Die Herstellung von starren Fugen impliziert, daß die Fugen der Basisschicht "überstehend" sein müssen, was schwierig, kompliziert und teuer ist.
Man kann auch die Möglichkeit nutzen, die durch die Starrheit der Unterlage geboten wird, nämlich an der Oberfläche Produkte geringerer Dicke zu verlegen. In diesem Fall ist man gezwungen, sie miteinander starr zu verbinden, um den Bewegungsspannungen zu widerstehen. Diese Technik ist äußerst schwierig, denn man muß die Fugen, die in der Basisschicht vorliegen, "überstehen" lassen, ohne diese monolithische Ausbildung zu verlieren, die den Widerstand dieser Oberflächenschicht garantiert.
Eine Technik des Verlegens auf einer starren Basisschicht ist besonders im Dokument US-A-3 969 851 beschrieben. Um zu vermeiden, daß die Pflastersteine abgenutzt werden, werden, den Fugen gegenüberliegend, vertikale Einschnitte vorgenommen, die sie trennen. Im Falle von Belastungen übertragen sich diese in der Verlängerung der Einschnitte, die "Linien" bilden, die bei der Ausbreitung von Bruchstellen bevorzugt sind.
Eine andere Technik des Verlegens auf der Basisschicht ist in der DE-A-100 18 862 beschrieben.
Wie die Art des Aufbaus auch sein mag, starr oder halbstarr, die französischen Normen untersagen es, auf jeder öffentlichen Oberfläche, die in der Lage ist, Fahrzeugverkehr, sogar nur gelegentlichen, aufzunehmen, Platten oder Pflastersteine mit einer Dicke von weniger als 6 Centimeter aufzunehmen. Die spezialisierten technischen Arbeiten empfehlen oft eine viel größere Dicke, besonders in den Fällen schweren Verkehrsaufkommens, von halbstarren Straßen oder von Platten mit großen Abmessungen.
In den aktuellen Techniken, die hier oberstehend erwähnt sind, ist das Verhältnis der Oberfläche von Verkleidungselementen zu der Dicke dieser Elemente eine wesentliche Gegebenheit. Idealerweise muß die Dicke gleich der Quadratwurzel der Oberfläche sein, wenn der Verkehr sehr aggressiv, die Straße sehr weich und die Lebensdauer ohne Instandsetzung, die für die Straße gewünscht ist, sehr lang ist.
Das Dokument DE-A-4 208 853 beschreibt eine Technik, die darin besteht, daß man mit einem Kleber auf Kunststoffbasis auf eine starre oder weiche Basisschicht Platten mit einer Dicke aufklebt, die zwischen 2 und 3 Centimeter liegt. Zudem sind die Fugen zwischen den Blöcken mit einem Epoxidmörtel versehen, der dem Aufbau in horizontaler Richtung einen monolithischen Charakter verleiht. Ein solcher monolithischer Straßenbelag mit bedeutender Oberfläche und geringer Dicke widersteht der Biegung schlecht und ist deshalb für halbstarre Straßen geradezu kontraindiziert.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, einen Straßenbelag und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Belages vorzuschlagen, die es für weiche oder halbstarre Straßen und für aggressives Verkehrsaufkommen gestatten, sehr dünne Platten als Laufschicht zu verwenden.
Dieser Belag stimmt mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1 überein, und das Verfahren zur Herstellung dieses Belages stimmt mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 8 überein.
Nach dem Verfahren stellt man eine Struktur her, die man als "lamelliert-schuppig" einstufen kann, und zwar durch Aufkleben von Platten mit geringer Dicke auf die Basisschicht einer weichen oder halbstarren Straße, wobei die Räume, die die genannten Elemente trennen, freigelassen sind oder mit einem weichen und kompressiblen Füllmaterial ausgefüllt sind, das nicht geeignet ist, eine mechanische Kohäsion zwischen den beiden zu sichern. Die so gebildete vertikale Compositstruktur gestattet es dünnen Platten aus Materialien, die bei Biegung eine schlechte Haltbarkeit haben, nur bei Druck zu arbeiten. Dies gestattet es außerdem, sich der neutralen Faser der Fugenebene zu nähern und die Ermüdung stark zu verringern, die durch die horizontale Komponente des Verkehrs hervorgerufen wird, sowie die thermischen Spannungen und die, die durch Feuchtigkeit hervorgerufen werden.
Der so gebildete Belag hat nicht in horizontaler Richtung den monolithischen Charakter der Beläge, die Stand der Technik sind, was es gestattet, gleichzeitig die auftretenden Spannungen von Dehnungsfugen und der Rückbiegung zu vermeiden, und vermeidet im Fall des Ausfalls eines oder mehrerer Elemente den "Dominoeffekt" (das heißt, die Schädigung der benachbarten Elemente).
Die Dicke der Platten wird berechnet in Funktion von Parametern, bestehend aus: der Biegung der Unterlage (gemessen in m/m), den Charakteristiken des Materials und der Klasse des ins Auge gefaßten Verkehrs für eine gegebene Lebensdauer ohne größere Instandsetzung.
Die Breite der Räume zwischen den Platten (die leer bleiben oder mit nicht-starrem Material gefüllt werden) wird berechnet in Funktion der Dicke der Platten und der gemessenen oder berechneten Biegung der Basisschicht.
Nach anderen vorteilhaften, aber nicht einschränkenden Merkmalen dieses Verfahrens:

– ist der Bitumenkies oder Bitumenbeton, der die Basisschicht bildet, drainierend;
– ist nur die Unterfläche der genannten Elemente mit Kleber beschichtet, derart, daß die Räume, die sie trennen leer sind;
– ist der genannte Kleber ein Epoxidkleber, wie etwa ein Epoxidpech;
– ist das genannte Füllmaterial flüssigkeitsdurchlässig;
– ist das genannte Füllmaterial geeignet, die Schallwellen mindestens teilweise zu absorbieren;
– verwendet man Platten aus ein und demselben Material oder aus Materialien aus verschiedenen Materialien, wobei diese(s) Material(ien) ausgewählt ist bzw. sind unter Naturstein, Zementbeton, Keramik, Glas, Holz, Metall, Gummi und Kunststoff.

Andere vorteilhafte, aber nicht einschränkende Merkmale werden ersichtlich aus der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung gewisser bevorzugter Ausführungsformen.
Diese Beschreibung wird unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommen, in denen:
1 ein Schnitt eines Teils eines Straßenbelages ist, der auf eine weiche oder halbstarre Unterlage aufgelegt ist und der in Übereinstimmung mit dem Verfahren der Erfindung hergestellt ist;
2 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform einer Platte ist, die in der Lage ist, verwendet zu werden; und
3 eine Ansicht analog zu 1 eines Straßenbelages ist, der nach einer Variante des Verfahrens erhalten wurde.
Die beigefügten Figuren haben einfach den Zweck, die Erfindung abzubilden, um die Umsetzung des Verfahrens und die Struktur der verschiedenen, benutzten Elemente verständlich zu machen. Um die Lektüre zu erleichtern, wurden die Proportionen hinsichtlich dieser Elemente nicht streng beachtet.
Die Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird unter Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
Nach diesem Verfahren klebt man auf eine Unterlageschicht 1 Platten 2, deren Dicke e höchstens 2 Centimeter beträgt.
Die Unterlageschicht ist weich oder halbstarr. Es handelt sich um eine schon bestehende Straße mit einer Basis aus Bitumenkies oder Bitumenbeton. Diese Schicht kann aus einer Überlagerung verschiedener Materialien bestehen.
Wenn notwendig, kann man mit einem oberflächlichen Abhobeln der vorliegenden Straße beginnen, und dies deshalb, um ihr eine vollkommen ebene Ausbildung zu verleihen. Ein solches Abhobeln wird bevorzugt auf einer maximalen Höhe von einem Centimeter durchgeführt.
In der Annahme, daß dieses Abhobeln örtlich eine Materialabtragung verursacht hat, was zu Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche führt, stellt man nun eine erneute Profilierung her, das heißt, einen Abgleich der genannten Oberfläche durch Zuschütten der "Löcher" mit Hilfe eines geeigneten Materials, zum Beispiel auf der Grundlage von Bitumen.
Man bestreicht dann die Oberfläche der Schicht 1 mit einer Schicht aus Klebsstoff 3. Unter dem Begriff "Klebstoff" versteht man jedes Material, das geeignet ist, eine gute Haftung zwischen zwei Materialien unterschiedlicher Natur herzustellen, und das geeignet ist, kräftigen thermischen und physischen Spannungen zu widerstehen. Ein Kleber auf der Grundlage von Epoxidharz, wie ein Epoxidpech, reicht vollkommen aus. Er kann mit einem Zuschlag von mineralischem Material versehen sein.
Der Kleber, der sich unter der Form eines Gels oder einer Emulsion darbieten kann, kann flüssig oder dickflüssig sein. In diesem letztgenannten Fall können ihn faserige Produkte oder Produkte aus Pulver zugeschlagen sein. Dieser dickflüssige Kleber gestattet es, je nachdem, die Unterschiede der Plattenelemente in der Dicke zu kompensieren, die besonders von Toleranzen des Zuschnitts herrühren.
Man bringt nun diese Schicht von Elementen 2 auf, indem man zwischen jedem von ihnen einen Raum 4 beläßt, zum Beispiel einige Millimeter.
Diese Platten haben höchstens eine Dicke e von zwei Centimetern. Indem man diesen maximalen Wert berücksichtigt, erhält man eine gute Beständigkeit gegen Ausbrechen infolge der Bewegung von Fahrzeugen auf der Straße.
Man hat in 2 eine mögliche Ausführungsform einer solchen Platte dargestellt. Es handelt sich hier um einen rechteckigen Quader, dessen beide großen Flächen, die obere und die untere, mit dem Bezugszeichen 20 bzw. 23 versehen wurden. Seine vordere und hintere Schmalseite tragen die Bezugszeichen 21, während seine seitlichen Schmalseiten mit dem Bezugszeichen 22 versehen sind.
Die Platten weisen eine größte Abmessung L auf, die zwischen dem 10- und dem 20-fachen ihrer Dicke e liegt.
In dem Maße, in dem die Räume 4 zwischen den Elementen 2 leer belassen sind, bilden diese feinen Elemente (im Hinblick auf ihre Querschnittsfläche), zusammen mit der Schicht 1, in vertikaler Richtung eine einen Verbund bildende und monolithische Struktur. Dieser monolithische Charakter liegt jedoch in der Horizontalebene der Elemente nicht vor; jedes ist von seinen Nachbarn unabhängig.
Ein solcher Plattenbelag stellt die Verteilung der Roll-Lasten vollkommen sicher, ohne jedoch in irgendeiner Weise zu sehr an die Traktion und die Biegung gebunden zu sein, und dies dank der "Fraktionierung" der Schicht aus Plattenelementen in horizontaler Richtung.
In dem Maße, in dem dieses Verfahren nicht den vollständigen Abbruch der schon vorliegenden Straße erfordert, vermeidet man so wesentliche Erdaushubarbeiten und die Herstellung der verschiedenen Schichten, die eine neue Straße bilden. So vermindert man die Dauer der Inanspruchnahme des öffentlichen Bereichs und der Störung, die für die Anrainer verursacht wird. Dies ist umso bedeutender, weil das vorliegende Verfahren eine besondere Anwendung in der Erneuerung der Straßen in der Stadtmitte findet, wo eine Umleitung problematisch, ja sogar unmöglich sein kann.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß das Verwirklichen des vorliegenden Verfahrens auch auf einer Basisschicht durchgeführt werden kann, die gerade erst gebaut wird.
In einer Ausführungsvariante können die Räume 4 auch mit Hilfe eines weichen und in vertikaler Richtung kompressiblen Materials ausgefüllt werden, was kennzeichnet, daß dieses Material in keinerlei Weise geeignet ist, eine mechanische Cohäsion zwischen zwei benachbarten Platten sicherzustellen, die ihnen einen monolithischen Charakter geben könnte. Es handelt sich demnach um ein einfaches Füllmaterial. Als Beispiel kan man den Sand benennen.
Dieses Material kann für Flüssigkeiten durchlässig sein. So hat das Wasser, das gelegentlich in den Räumen 4 anwesend ist, die Neigung, seitlich durch die Kanäle umzulaufen, die diese Räume 4 bilden. Wenn die Elemente auf einer porösen Basisschicht befestigt sind, kann das Wasser sich auch in vertikaler Richtung ergießen.
Das Material kann geeignet sein, die Geräuscherscheinungen zu mindern, die durch die Bewegung der Fahrzeuge auf der Straße verursacht werden, und zwar durch Absorption der Schallwellen.
Das selbe Material kann, je nachdem, diese zwei Funktionen erfüllen. Man denkt insbesondere an ein Material auf der Basis von Gummipartikeln oder Polystyrolpartikeln alleine oder in Kombination mit Mineralpartikeln.
Die Variante, die in 3 dargestellt ist, unterscheidet sich von der vorhergehenden alleine durch die Tatsache, daß alleine die untere Fläche 23 der Elemente 2 mit Kleber bestrichen ist. Dies bedeutet, daß der Boden der Räume 4 leer ist. Dies gestattet es, das Abfließen der Feuchtigkeit gegen die Unterlageschicht zu verbessern, selbst wenn ein Füllmaterial 5 vorliegt.

Claims

Straßenbelag, der von einer Anordnung von verlegten Plattenelementen (2) für eine Laufschicht auf einer Basisschicht (1) gebildet ist, wobei die Plattenelemente (2) mit geringem Abstand voneinander durch Klebstoff geklebt sind, der zwischen den Plattenelementen (2) und der weichen oder habstarren Basisschicht (1) vorgesehen ist, die aus einer schon vorhandenen Laufschicht gebildet ist, die aus Bitukies oder Asphaltbeton gebildet ist, so dass die Plattenelemente (2) direkt auf die Basisschicht (1) aufgeklebt sind, wobei dieser Straßenbelag dadurch gekennzeichnet ist, daß: die Plattenelemente (2) der Anordnung die selbe, gleichförmige Dicke e von höchstens zwei Centimeter aufweisen, wobei sie eine größte Abmessung haben, die zwischen dem 10- und 20-fachen ihrer Dicke e liegt, und die Zwischenräume (4), die die Plattenelemente (2) trennen, leer sind oder mit einem weichen und in vertikaler Richtung kompressiblen Füllmaterial (5) ohne mechanische Kohäsion mit den Plattenelementen (2) gefüllt sind, so daß die Plattenelemente (2) der Anordnung eine monolithische Struktur mit der Basisschicht (1) in vertikaler Richtung bilden, ohne untereinander in der horizontalen Lage der Laufschicht monolithisch zu sein.
Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Bitukies oder der genannte Asphaltbeton drainierend ist.
Belag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alleine die untere Fläche (23) der genannten Plattenelemente (2) mit Kleber (3, 3') bestrichen ist, so daß die Räume (4), die sie trennen, leer sind.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kleber (3, 3') ein Epoxidkleber, wie etwa ein Epoxidpech, ist.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Füllmaterial (5) für Flüssigkeiten durchlässig ist.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Füllmaterial (5) befähigt ist, mindestens zum Teil Schallwellen zu absorbieren.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Plattenelemente (2) Elemente aus ein und demselben Material sind, oder Plattenelemente (2) aus verschiedenen Materialien, wobei dieses oder diese Materialien insbesondere unter dem Naturstein, Zementbeton, Keramik, Glas, Holz, Metall, Gummi und Kunststoff ausgewählt wird bzw. werden.
Verfahren zur Herstellung eines Straßenbelag, der von einer Anordnung von verlegten Plattenelementen (2) für eine Laufschicht auf einer Basisschicht (1) gebildet wird, bei welchem die Plattenelemente (2) mit geringem Abstand voneinander auf eine weiche oder halbstarre Basisschicht (1) geklebt werden, die aus einer schon vorhandenen Laufschicht gebildet ist, die aus Bitukies oder Asphaltbeton gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelemente (2) die selbe, gleichförmige Dicke e von höchstens zwei Centimeter aufweisen und eine größte Abmessung haben, die zwischen dem 10- und 20-fachen ihrer Dicke e liegt, und daß die Zwischenräume (4), die diese Plattenelemente (2) trennen, leer gelassen sind oder mit einem weichen und in vertikaler Richtung kompressiblen Füllmaterial (5) ohne mechanische Kohäsion mit den Plattenelementen (2) gefüllt sind, so daß die Plattenelemente (2) der Anordnung eine monolithische Struktur mit der Basisschicht (1) in vertikaler Richtung bilden, ohne untereinander in der horizontalen Lage der Laufschicht monolithisch zu sein.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Bitukies oder der genannte Asphaltbeton drainierend ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß alleine die untere Fläche (23) der genannten Plattenelemente (2) mit Kleber (3, 3') bestrichen wird, so daß die Räume (4), die sie trennen, leer sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kleber (3, 3'), ein Epoxidkleber, wie etwa ein Epoxidpech, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Füllmaterial (5) für Flüssigkeiten durchlässig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Füllmaterial (5) befähigt ist, mindestens zum Teil Schallwellen zu absorbieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man Plattenelemente (2) aus ein und demselben Material oder Plattenelemente (2) aus verschiedenen Materialien benutzt, wobei dieses oder diese Materialien insbesondere unter dem Naturstein, Zementbeton, Keramik, Glas, Holz, Metall, Gummi und Kunststoff ausgewählt wird bzw. werden.