DE69504859T2

DE69504859T2 - Pflastersystem für ausschüttung und stauverwaltung

Info

Publication number: DE69504859T2
Application number: DE69504859T
Authority: DE
Inventors: Christopher John Coventry University Coventry Cv1 5Fb Pratt
Original assignee: Coventry University
Current assignee: Coventry University
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2015-10-17
Also published as: ES2124591T3; GB9420812D0; WO1996012067A1; JP3452933B2; CA2200719C; AU3616995A; ATE171232T1; JPH10511154A; EP0786034A1; EP0786034B1; DE69504859D1; CA2200719A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Pflastersystem.
Pflaster sind an verschiedenen Orten erforderlich, wo die Undurchlässigkeit eines herkömmlichen Pflasters ohne dessen Nachteile notwendig ist. In einigen Fällen - wie z. B. an Tankstellen, Chemieumladestellen und Parkplätzen - besteht die Gefahr einer Kraftstoffverschüttung, deren Eindringen in die Dränage und deren ungeregelte Entsorgung oder deren Eindringen ohne Vorbehandlung in die Umwelt insgesamt verhindert werden muß.
Wo größere Pflaster vorhanden sind - wie z. B. auf Autobahnen - können Wolkenbrüche zu Überflutung führen, so daß vorhandene Regenwasser- Dränageanlagen überfordert werden. Es ist außerdem zu Fällen gekommen, bei denen die Behandlung von unfallbedingten Verschüttungen aus Chemietankern zu schwerer großflächiger Umweltbelastung geführt hat.
Bei geringer Gefahr einer chemischen Kontaminierung wurden poröse Pflaster eingesetzt, die das Einsickern von Verschüttungen in den Boden zulassen. Der Boden kann Feuchtigkeit jedoch nur in beschränktem Ausmaß absorbieren, weshalb starker Niederschlag eine sehr hohe Überflutungsgefahr mit sich bringt.
WO-A-8 500 631 beschreibt eine Struktur zum Regeln einer künstlichen Wasserabflußleiste unter einem Tennisplatz oder einer Anbaufläche, bei der eine Ballastschicht allgemein gleichförmiger Steingröße auf eine wasserdichte Membrane in einem Bassin verlegt wird. Dabei ist die Ballastschicht stark wasserdurchlässig. Die Ballastschicht wird durch eine durchlässige Membrane abgedeckt, die von einer Schicht aus fein gemahlenen Partikeln überdeckt wird. Dabei verhindert die durchlässige Membrane das Eindringen der Partikel in die Ballastschicht. Wasser diffundiert durch Kapillarwirkung durch die Feinschicht. Wasser dringt in die Ballastschicht ein, wodurch die Abflußleiste bis zur und über die durchlässige(n) Schicht(en) ansteigt. Die Wassermenge, die in eine Oberschicht über der Feinschicht eindringt, läßt sich durch Anheben und Senken der Wasserabflußleiste regulieren.
DE-A-30 41 624 beschreibt eine Vorgehensweise des Abdichtens und Entwässerns eines Bodenbereiches, wobei die abzudichtenden Bereiche durch Bordsteine abgegrenzt werden, von denen einige Abwasserkanäle aufweisen.
DE-U-93 16 175 beschreibt ein Pflaster für Verschüttungen, wobei eine Tragschicht ("Tragschicht 11 mit einer Körnung von 0/32") eine gewisse Menge (sehr) feiner Partikel enthält.
Diese Erfindung bietet ein Pflaster gemäß den Merkmalen in Anspruch 1, bei dem die Partikelgröße der Substratschicht 15 bis 300 mm beträgt.
Bei einer bevorzugten Ausführung dieser Erfindung ist eine Filterschicht zwischen dem Pflaster und den Tragschichten zum Filtrieren von Feststoffen aus der durch das Pflaster sickernden Flüssigkeit vorgesehen, während sich eine Dispersionsschicht zwischen dem Pflaster und den Filterschichten befindet, die der Dispersion von Flüssigkeit dient, die vom Pflaster durch die Filterschicht sickert.
Die durchlässige Schicht kann perforiert werden, um die Flüssigkeit dadurch in einen Behälter oder Kanal strömen zu lassen, der von der Staumembranschicht gebildet wird.
Die durchlässige Schicht, die das Pflaster bildet, kann eine einzelne Schicht darstellen oder über die gesamte Fläche oder einen großen Anteil der Fläche gegossen sein. Die darin befindlichen Perforationen können aus praktischer Sicht einfache Löcher sein. Es ist jedoch angebracht, Löcher mit geringem Durchmesser vorzusehen, um dem Eindringen von Fremdkörpern vorzubeugen. Weiter sollten die Löcher jedoch eine lange Peripherie aufweisen, um die Dispersion der Flüssigkeit unter dem Pflaster zu fördern. Aus diesem Grund sind schlitzartige Löcher sinnvoll. Diese können praktisch als Rillen an der Außenseite der vorgefertigten Pflaster vorgesehen werden. Bei einer weiteren bevorzugten Anordnung kann das Pflaster durch Pflasterplatten solcher Größe und Masse hergestellt werden, daß sie einfach verlegt werden können. Ihre Konstruktion kann in engem Verbund mit Mörtel oder Zement als Bindemittel ausgeführt werden. Diese Pflaster können aus beliebigem, für einen gegebenen Zweck geeignetem Werkstoff hergestellt werden, wie z. B. aus Ziegeln, Beton oder Gußeisen. Ihre Tiefe muß ausreichen, um die Dispersion der konzentrierten Lasten, die angewendet werden, herbeizuführen. Außerdem müssen sie ausreichend tief ausgeführt sein, um ihrem Kippen bei Belastung vorzubeugen, während gleichzeitig ausreichend seitliche Bewegungsfreiheit besteht, die sich aus dem Verlegen im engen Verbund ergibt. Im Pflaster können Löcher vorgesehen werden. Verschiedene Aspekte machen es jedoch wünschenswert, daß die Perforationen als Rillen im Interface zwischen separaten, nebeneinander liegenden Pflasterbereichen ausgeführt werden. Pflasterer finden diese Art von Pflaster kostengünstig und einfach zu verlegen. Ein weiterer Vorteil dieser Pflaster liegt darin, daß sie sich, bei Bedarf, leicht heben lassen.
Das Ausführen von Erhebungen auf der Oberfläche wenigstens einiger Pflastersteine verhindert das Zusammendrücken der Kiesfüllung um die Pflastersteine und reduziert die Gefahr des Aquaplanings bei Sturmwetter. Hierbei handelt es sich um ein bevorzugtes Merkmal.
Unter dem Pflaster befindet sich eine Filterschicht aus Geotextil, die dem Herausfiltrieren unerwünschter Feststoffe dient. Diese Schicht ist vorzugsweise zwischen 1 und 1,5 mm dick.
Die Pflastersteine werden auf einem Bett aus Kies oder gemahlenem Kies oder anderem kleinkörnigem Partikulat (der Dispersionsschicht) verlegt, wodurch die Geotextilschicht abgedeckt wird. Das gleiche oder ähnliches Material wird in die Perforationen und um die erhobenen Pflastersteine eingefüllt. Diese Schicht besteht aus einem Material, das nicht ohne weiteres zerbröckelt, sich auflöst, oder stark durch Frost angegriffen wird. Grundsätzlich ist dieser Stoff Wasser gegenüber neutral. Die Partikelgröße liegt vorzugsweise bei mindestens 5 mm und höchstens 10 mm . In der Schicht kann diese Partikelgröße im angegebenen Bereich variieren.
Diese Partikulatschicht bietet eine flache Oberfläche für das Verlegen von Pflastersteinen und gewährleistet, daß die Geotextilschicht gleichmäßig belastet wird. Weiter unterstützt sie die gleichmäßige Dispersion der Flüssigkeit aus den Perforationen über die Oberfläche der Geotextilschicht. Auch bietet sie ein erstes Filtrieren der Flüssigkeit, um das Verstopfen der darunterliegenden Geotextilschicht zu verhindern. Die Partikulatschicht vermittelt eine verhältnismäßig glatte Oberfläche für das Begehen durch Mensch und Tier. Bei Bedarf kann Unkraut ohne weiteres davon entfernt werden.
Unter der Geotextilschicht befindet sich das eigentliche Substrat (die Substratschicht), das auf der oben beschriebenen undurchlässigen Membrane liegt und von dieser in seiner Position gehalten wird. Hierbei handelt es sich um eine tiefe Schicht, bestehend aus größtenteils harten Knollen. Diese können hohl sein. Unter Umständen ist es vorteilhaft, wenn einige dieser Knollen wie oben beschrieben ausgehöhlt oder ausgebohrt sind. In den meisten Fällen sind sie jedoch im soliden Zustand am vorteilhaftesten. Vorzugsweise sind sie von unregelmäßiger oder gelappter Form, so daß sie auch bei stärkster Belastung fest bleiben, jedoch von interstitiellen Hohlräumen umgeben sind, wo sich die abgelassene Flüssigkeit aufhalten kann.
Diese Knollen können aus beliebigem geeignetem Material bestehen, d. h. zerkleinerte Steine, Kieselsteine und Hochofenschlacke sind typische Beispiele. In gewissen Anwendungsbereichen kann jedoch ein besonderes Material oder eine besondere Form angebracht sein. Die Größe und Art der Knollen beeinflußt die Halte- und Freigabemerkmale des Pflasters. Das als Substrat verwendete Material ist gleichfalls ein Stoff, der nicht leicht zerbröckelt, sich auflöst oder stark durch Frost beeinflußt wird. Weiter ist dieser Stoff Wasser gegenüber größtenteils neutral. Das Material kann sich aus Partikeln unterschiedlicher Größe im Bereich von 15 bis 200 oder 300 mm zusammensetzen. In der Substratschicht können Partikel unterschiedlicher Größe eingesetzt werden. Die Mehrzahl der Partikel in diesem Stoff gehört jedoch vorzugsweise zum unteren Endes dieses Bereichs.
Dieses Pflaster entspricht insbesondere den Anforderungen hinsichtlich einer biologischen Zersetzung gewisser schädlicher Verschüttungen. An den Wänden des Substrats vermehren sich Bakterien, wenn es nicht allzu häufig zu Verschüttungen kommt. Frische Bakterienkulturen oder Kulturen unterschiedlicher Bakterien können bei Bedarf in die Hohlräume des Substrats eingeführt werden. Unter Umständen ist es nützlich, "Nester" vorzusehen, und zwar in porösen oder hohlen Knoten, wo sich geeignete Bakterien vor der nächsten Verschüttung vermehren können. In gewissen Fällen müssen gelegentlich Nährstoffe zugeführt werden, um die Verfügbarkeit der Bakterien sicherzustellen. Kulturen und Nährstoffe können bei Bedarf über das Pflaster eingeführt werden, ohne dieses ausheben zu müssen.
Auf diese Weise können ebenfalls Chemikalien für Verschüttungen eingeführt werden, die nicht auf biologische Weise behandelt werden können.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Bauweise liegt darin, daß alle ihre Bestandteile ohne weiteres zur Kontrolle, Spülung oder Reinigung sowie Substitution ausgehoben werden können. Sollte die Geotextilschicht verstopft sein, kann auch diese ausgetauscht werden. Dämme oder Trennwände können in das Substrat eingebaut werden, um Abschnitte des Behälters oder Kanals abzutrennen, d. h. entweder zur Kontrolle einer Überflutung in geneigten Kanälen oder um Chemikalienbiochemische Behandlungsmittel zur Behandlung von Verschüttungen einzuführen. Solche Dämme können u. U. in die undurchlässige Membrane eingebaut werden. Eventuell ist es jedoch vorzuziehen, vor dem Verlegen der undurchlässigen Membrane ein glattes U- Profil in die Erde einzulassen und anschließend einen darauf passenden Damm über das U-Profil in die Membrane einzuschieben oder dicht damit zu verbinden, um die Membrane fest zu verankern, ohne sie irgendwie zu beschädigen. Je nach Anwendung können die Dämme porös sein, etwa zur Kontrolle von Sturmwasser oder undurchlässig, wie bei der chemischen oder biochemischen Behandlung von Verschüttungen.
Wo der Hohlraum im Inneren der undurchlässigen Membrane durch Endverschlüsse in Fächer unterteilt ist, oder wenn undurchlässige Dämme eingesetzt werden, müssen Ventile und Ablaßkanäle zur Dränage vorgesehen werden. Das Einbauen von Ventilen und Schächten, die dicht mit einer undurchlässigen Membrane verbunden sind, ist dem Fachmann einschlägig bekannt und muß deshalb hier nicht erörtert werden.
Die Fähigkeit, Verschüttung vor Ort zu behandeln, ist ein höchst wünschenswertes Merkmal des hier beschriebenen und neu erfundenen Systems.
Geeignete Chemikalien können in spezifische Haltebereiche eingeführt werden, so daß die gefährlichen Flüssigkeiten unschädlich gemacht werden, bevor sie in allgemeinen Abwasseranlagen weiter verdünnt werden. In gewissen Fällen sind beigemischte Chemikalien selbst gefährlich oder schädlich. Der Gesamtschaden kann also durch genaues Dosieren der Behandlungsmittel in abgetrennten Bereichen minimiert werden. Das ist weitaus schwieriger, wenn sich die Verschüttung bereits mit Flüssigkeiten aus anderen Quellen vermischt hat.
Diese Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 2 durch eine Ausführung des Pflasters nach dieser Erfindung;
Fig. 2 einen Längsschnitt entlang Linie I-1 durch das System in Fig. 1 und
Fig. 3 einen typischen, diskreten Pflasterstein, der zum Einsatz in diesem Pflaster geeignet ist.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen werden diskrete Pflastersteine 1 auf einem Kiesbett 2 verlegt. Unter diesem Kiesbett befindet sich eine Geotextilschicht 3.
Ein Substrat bestehend aus zerkleinertem Gestein wird mit Nr. 4 beziffert. Die undurchlässige Kunststoffmembrane erscheint mit der Bezifferung 5 unter dem Substrat und geht an den Seiten des Schachts hoch. Die Oberseite der undurchlässigen Membrane wird in diesem Fall unter den Bordsteinen festgeklemmt, siehe Ziffer 7.
Ein mögliches U-Profil zum Halten einer Abtrennung in Form eines Dammes wird mit 8 beziffert.
Der Damm paßt in das Innere des U-Profils. Hier wird die undurchlässige Membrane 5 als zwischen dem Damm 9 und dem U-Profil 8 eingeklemmt dargestellt. Der Damm stützt sich auf das Substrat 4. Der Damm 9 verläuft wenigstens über einen Teil der Substrathöhe 4.
Ein Unterschied im Flüssigkeitsstand an beiden Seiten des Dammes 9 wird durch die zwei Pfeile bei 10 dargestellt. Ein Ablaßventil und Abflußrohr wird mit 11 beziffert. Da sich der Damm immer an der tiefsten Stelle aller Haltevorrichtungen befindet, kann die Ventilbefestigung im U-Profilrahmen 8 aufgenommen werden; sie wird jedoch der Klarheit halber diskret dargestellt.

Claims

1. Ein Pflaster für Verschüttungen oder zum Ableiten von Flutwasser, bestehend aus:

einer durchlässigen Schicht (1) mit einer Oberfläche;

wenigstens einer darunter ausgeführten Tragschicht (4), die Flüssigkeiten durchläßt und einer Haltemembrane (5) aus undurchlässigem Material, die die Tragschicht (4) abstützt und das Stemmen der Flüssigkeit in der Tragschicht regelt, wobei

die durchlässige Schicht (1) die Dränage von Verschüttungen oder Flutwasser durch die Schicht in die Tragschicht (4) ermöglicht sowie dem Einführen von Behandlungsstoffen in die Tragschicht (4) dient;

die Tragschicht (4) aus Partikelstoff besteht;

die Partikel der Tragschicht (4) unregelmäßig geformt sind, wodurch sich interstitielle Zwischenräume bilden, wo sich die abgelaufene Verschüttung, das Flutwasser oder das Behandlungsmaterial aufhalten kann und wobei die Partikel eine Größe von 15 bis 300 mm aufweisen

und wobei sich die Tragschicht (4) aus einem nicht bröckligen Stoff, der Frost gegenüber unanfällig ist, zusammensetzt.

2. Ein Pflaster nach Anspruch 1, bei dem die Tragschicht (4) teilweise oder komplett durch einen oder mehrere Teilungsvorrichtungen oder Wehre (9) in Abschnitte in der Stemmembrane (5) unterteilt wird, die die Tragschicht (4) für Verschüttungs- oder Flutwasserkontrolle beinhaltet, um eine wirksame Behandlung der Verschüttung in der Tragschicht (4) zu ermöglichen.

3. Ein Pflaster nach einem der o. g. Ansprüche, bei dem sich die Unterteilungs- oder Wehrvorrichtung (9) vom Bast der Stemmembrane (5) bis wenigstens einem Anteil der Höhe der Tragschicht (4) erstreckt, um den Lauf von Verschüttungen, Flutwasser oder von Behandlungsmittel von einem Abschnitt der Tragschicht (4) in den/die benachbarten Abschnitt(e) zu verhindern oder einzuschränken.

4. Ein Pflaster nach Anspruch 3, bei dem sich die Trenn- oder Wehrvorrichtungen (9) über die Höhe der Tragschicht (4) erstrecken.

5. Ein Pflaster nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Trenn- oder Wehrvorrichtungen (9) jeweils von einem Stützteil (8) getragen werden, wobei die Stemmembrane (5) zwischen den Trenn- oder Wehrvorrichtungen (9) und dem Stützteil (8) gehalten wird.

6. Ein Pflaster nach Anspruch 5, bei dem das Stützteil (8) größtenteils U-förmig gebildet ist und eine innere Rille aufweist, die sich über die Länge des Teils erstreckt, um die Trenn- oder Wehrvorrichtung (9) gleitend aufzunehmen.

7. Ein Pflaster nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem die Stemmembrane (5) als gestreckter Kanal mit einem unteren Bereich und Seitenbereichen gebildet ist, wobei sich jeder Teil bis zur durchlässigen Schicht (1) erstreckt und sich die Trenn- oder Wehrvorrichtung (9) über die volle Breite des Kanals erstreckt.

8. Ein Pflaster nach einem der o. g. Ansprüche, bei dem die Stemmembrane (5) aus undurchlässigem Kunststoff besteht.

9. Ein Pflaster nach einem der o. g. Ansprüche, bei dem die durchlässige Schicht (1) zum Einsickern von Verschüttungen oder Flutwasser in die Tragschicht (4) sowie für das Einführen von Behandlungsstoff in die Tragschicht (4) perforiert ist.

10. Ein Pflaster nach einem der o. g. Ansprüche, bei dem die durchlässige Schicht (1) Öffnungen zum Ablassen von Verschüttungen oder Flutwasser durch die Schicht in die Tragschicht (4) sowie für das Einführen von Behandlungsstoff in die Tragschicht aufweist.

11. Ein Pflaster nach Anspruch 10, bei dem die Öffnungen durch die durchlässige Schicht (1) als Schlitze gebildet sind.

12. Ein Pflaster nach einem der o. g. Ansprüche, bei dem die durchlässige Schicht (1) aus mehreren diskreten Pflastersteinen mit seitlich aneinander liegenden Randflächen gebildet ist.

13. Ein Pflaster nach Anspruch 12, bei dem jeder diskrete Pflasterstein (1) wenigstens eine Rille in wenigstens einer der nebeneinander liegenden Randflächen aufweist, wobei diese Rille über die Dicke des Pflastersteins verläuft, um so schlitzartige Löcher zu bilden.

14. Ein Pflaster nach Ansprüchen 12 oder 13, bei dem wenigstens einige der diskreten Pflastersteine auf ihrer Oberseite gewölbt sind.

15. Ein Pflaster nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die durchlässige Schicht durch eine einfache Plane gebildet wird, die über den gesamten Bereich oder wenigstens einen großen Anteil einer Fläche verlegt oder gegossen wird.

16. Ein Pflaster nach einem der o. g. Ansprüche, bei dem eine Filterschicht (3) zwischen der durchlässigen und den Tragschichten (1, 4) zum Filtrieren von Feststoffen aus Verschüttungen oder Flutwasser, die durch die durchlässige Schicht (1) eindringen, vorgesehen ist.

17. Ein Pflaster nach Anspruch 16, bei dem eine durchlässige Dispersionsschicht (2) zwischen der durchlässigen und der Filterschicht (1, 3) zur Dispersion von Verschüttungen oder Flutwasser, die/das durch die durchlässige Schicht (1) über der Filterschicht (3) eindringt(en), vorgesehen wird.

18. Ein Pflaster nach einem der o. g. Ansprüche, bei dem die Partikelgröße der Substratschicht (4) im Bereich von 15 bis 300 mm liegt, wobei sich die Partikelgröße größtenteils am unteren Ende dieses Bereichs bewegt.

19. Ein Pflaster nach Anspruch 18, bei dem die Partikelgröße der Substratschicht (4) im Bereich von 15 bis 200 mm liegt, wobei sich die Partikelgröße größtenteils am unteren Ende dieses Bereichs bewegt.

20. Ein Pflaster nach einem der o. g. Ansprüche, bei dem die Partikel überlappen.

21. Ein Pflaster nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem die Partikel porös oder hohl sind.

22. Ein Pflaster nach Anspruch 16 oder einem der Ansprüche 17 bis 21, wenn sich diese auf Anspruch 4 stützen, bei dem die Filterschicht (3) aus Geotextilstoff besteht.

23. Ein Pflaster nach Ansprüchen 16 oder 22, bei dem die Stärke der Filterschicht 3 (3) im Bereich von 1 mm bis 1,5 m liegt.

24. Ein Pflaster nach Anspruch 17 oder Ansprüchen 18 bis 27, wenn sich diese auf Anspruch 17 stützen, bei dem die durchlässige Dispersionsschicht (2) aus Partikelstoff besteht.

25. Ein Pflaster nach Anspruch 24, bei dem die durchschnittliche Partikelgröße der durchlässigen Dispersionsschicht (2) kleiner ist, als die der Tragschicht (4).

26. Ein Pflaster nach Ansprüchen 24 oder 25, bei dem die Partikel der durchlässigen Dispersionsschicht (2) einen Durchmesser im Bereich von 5 bis 10 mm aufweisen.

27. Ein Pflaster nach Anspruch 17 oder Ansprüchen 18 bis 26, wenn sich diese auf Anspruch 17 stützen, bei dem die durchlässige Dispersionsschicht (2) aus einem Material besteht, das weder bröcklig wird noch Frost gegenüber anfällig ist.

28. Ein Pflaster nach einem der o. g. Ansprüche, bei dem die Dränagevorrichtung (11) dem Ablassen von Verschüttungen, Flutwasser, wie z. B. behandelten Verschüttungen, aus der Stemmembrane (5) und der Tragschicht (4) dient.

29. Ein Pflaster nach Anspruch 28, bei dem die Dränagevorrichtung aus einer Ventilvorrichtung (11) besteht.

30. Ein Pflaster nach einem der o. g. Ansprüche mit einer Vorrichtung zum Abzug von Gas wenigstens aus der Tragschicht (4).

31. Ein Pflaster nach Anspruch 26, bei dem das erwähnte Gas atmosphärische Luft darstellt.

32. Ein Pflaster nach Anspruch 26, bei dem das Gas größtenteils Sauerstoff oder Kohlendioxid darstellt.

33. Ein Pflaster nach einem der o. g. Ansprüche, bei dem das Pflaster so eingerichtet ist, daß sich Verunreinigungsstoffe in der Tragschicht (4) biologisch zersetzen können.