EP0157215A2 - Verfahren zur Erhöhung der Tragfähigkeit bituminöser Schichten - Google Patents

Verfahren zur Erhöhung der Tragfähigkeit bituminöser Schichten Download PDF

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EP0157215A2
EP0157215A2 EP85102606A EP85102606A EP0157215A2 EP 0157215 A2 EP0157215 A2 EP 0157215A2 EP 85102606 A EP85102606 A EP 85102606A EP 85102606 A EP85102606 A EP 85102606A EP 0157215 A2 EP0157215 A2 EP 0157215A2
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Serubau Diamant & Co Betriebs KG GmbH
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Alfred Kunz GmbH and Co
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    • E01C7/18—Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders

Definitions

  • the invention relates to a method for increasing the load-bearing capacity of bituminous layers.
  • bituminous layers which are usually used for fastening traffic areas, are applied to a substructure and consist of a framework made of mineral substances, usually grit, the cavities of which are filled with bitumen or tar.
  • bituminous mix which consists of mixtures of bitumen or tar with minerals, is usually produced and placed on the substructure applied in the desired thickness.
  • bituminous layers have only a limited load-bearing capacity, in particular with higher wheel loads and / or summer temperatures.
  • the bituminous binders are temperature-dependent, so that their strength decreases with increasing temperature.
  • the load-bearing capacity and resistance to deformation of bituminous layers can be increased by using harder binders as additives to the bitumen or tar and by changing the grain composition of the minerals.
  • harder binders are, however, only possible to a limited extent, since bituminous layers with harder binders can no longer reduce the temperature tensions at lower temperatures, so that cracks occur. Such coverings are therefore not winterproof.
  • bituminous layers cannot be increased indefinitely even by the type of grain composition of the mineral substances. It is known that bituminous mixtures of broken grain with the largest possible grain diameter are more stable than fine-grain mixtures. However, both the mixing technique and the distribution and compacting of the mixtures with rollers place limits on the use of low-sand coarse-grain layers.
  • the object of the invention is to provide a method for increasing the load-bearing capacity of bituminous layers, according to which both new layers to be created and existing layers can be stiffened.
  • this object is achieved in that holes are made in the layer at a distance from one another and these holes are poured or filled with a hardening material of greater hardness than the bituminous binder.
  • plugs or pegs made of stiff material are placed vertically in the layer, which have the effect of supporting stamps and thereby considerably increase the strength of the layer against traffic loads or the like.
  • the holes or depressions which receive the hardening material can be introduced into the layers at the desired distance. They can be distributed over the entire layer or even only areas of the layer. For example, they can be placed in zones with particularly high loads, for example in the case of two-lane motorways only in the heavily used right lane and not in the left overtaking lane.
  • the stiffening plugs or pins can also be attached in the areas of the lane that are overrun by the wheels and where ruts often form. The size, number and depth of the holes or depressions depend on the respective stresses.
  • the holes are pressed into the warm layer just created. This can be done, for example, by spiked rollers.
  • the holes can also be vibrated using suitable devices.
  • the holes can be drilled or chiseled into existing layers that are to be subsequently stiffened, for example with compressed air drills or hammers.
  • the holes can penetrate all or part of the layers.
  • the hardenable material poured into the holes or recesses can consist of cement mortar, plastic-improved cement mortar, cement mortar improved with bitumen emulsion or plastic mortar or other suitable materials.
  • the holes or layers are expediently sprayed with adhesion-promoting agents before the hardening material is introduced.
  • stiffening pins or plugs made of a more rigid material can also be arranged one above the other. Furthermore, the layer provided with stiffening pins or plugs can be covered by a bituminous layer of the usual type.
  • the layers stiffened according to the invention can be used in all layers of the road construction, with a suitable filling material also in the top layer.
  • the layers improved according to the invention can also be applied to bituminous or other cover layers or fastenings.
  • FIG. 1 shows a conventional layer 1 made from a mixture of bitumen or tar with minerals, into which recesses 2 have been pressed or vibrated in the warm state and which are poured out with a stiffening material 3.
  • Layer 1 could also consist of a layer that has already been created and is to be subsequently braced. In this case, the recesses 2 would have been made by drilling or with pneumatic hammers.
  • a bituminous layer 4 of conventional design is then applied to the layer 1 provided with the stiffening plugs or pins 3.
  • the stiffening plugs or pins 3 can be arranged in any pattern over the layers to be stiffened.

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Abstract

Zur Erhöhung der Tragfähigkeit bituminöser Schichten werden in die Schichten im Abstand voneinander Löcher eingebracht, und diese Löcher werden mit einem aushärtenden Material größerer Härte als das bituminöse Bindemittel ausgegossen oder verfüllt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Tragfähigkeit bituminöser Schichten.
  • Derartige bituminöse Schichten, die üblicherweise zur Befestigung von Verkehrsflächen verwendet werden, werden auf einen Unterbau aufgebracht und bestehen aus einem Gerüst aus Mineralstoffen, üblicherweise Splitt, dessen Hohlräume mit Bitumen oder Teer ausgefüllt sind. Dabei wird üblicherweise zunächst das bituminöse Mischgut, das aus Gemischen aus Bitumen oder Teer mit Mineralstoffen besteht, hergestellt und auf den Unterbau in der gewünschten Dicke aufgetragen. Derartige bituminöse Schichten haben nur eine begrenzte Tragfähigkeit, insbesondere bei höheren Radlasten und/oder sommerlichen Temperaturen. Die bituminösen Bindemittel sind temperaturabhängig, so daß deren Festigkeit mit zunehmender Temperatur geringer wird. Die Tragfähigkeit und-Verformungsbeständigkeit bituminöser Schichten kann durch härtere Bindemittel als Zusatz zu dem Bitumen oder Teer und durch Veränderungen der Kornzusammensetzung der Mineralstoffe erhöht werden. Die Verwendung härterer Bindemittel ist aber nur begrenzt möglich, da bituminöse Schichten mit härteren Bindemitteln bei niedrigeren Temperaturen die Temperaturspannungen nicht mehr abbauen können, so daß Risse auftreten. Derartige Beläge sind also nicht winterfest.
  • Auch durch die Art der Kornzusammensetzung der Mineralstoffe läßt sich die Tragfähigkeit der bituminösen Schichten nicht unbegrenzt steigern. Es ist bekannt, daß bituminöse Gemische aus gebrochenem Korn mit möglichst großem Korndurchmesser tragfähiger sind als feinkörnige Gemische. Sowohl die Mischtechnik als auch die Verteilung und das Verdichten der Gemische mit Walzen setzt aber der Verwendung sandarmer grobkornreicher Schichten Grenzen.
  • In Gegenden, wo gröbere Gesteinsstoffe fehlen, müssen überwiegend Sande zur Herstellung der bituminösen Schichten, insbesondere auch der Tragschichten, verwendet werden, was zu Schichten geringerer Tragfähigkeit führt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erhöhung der Tragfähigkeit bituminöser Schichten zu schaffen, nach dem sich sowohl neu zu erstellende Schichten als auch bereits vorhandene Schichten aussteifen lassen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in die Schicht im Abstand voneinander Löcher eingebracht und diese Löcher mit einem aushärtenden Material größerer Härte als das bituminöse Bindemittel ausgegossen oder verfüllt werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also in die Schicht senkrecht stehende Stöpsel oder Stifte aus steifem Material eingebracht, die die Wirkung von Tragstempeln haben und dadurch die Festigkeit der Schicht gegenüber Verkehrslasten oder dergleichen beträchtlich erhöhen.
  • Die Löcher oder Vertiefungen, die das aushärtende Material aufnehmen, können in die Schichten in dem gewünschten Abstand eingebracht werden. Sie können über die gesamte Schicht oder aber auch nur Bereiche der Schicht verteilt werden. Beispielsweise können sie in Zonen mit besonders hohen Beanspruchungen eingebracht werden, bei zweispurigen Autobahnen beispielsweise also nur in der stark belasteten rechten Fahrspur und nicht auch in der linken Uberholspur. Die aussteifenden Stöpsel oder Stifte können auch in den Bereichen der Fahrspur angebracht werden, die von den Rädern überrollt werden und wo sich häufig Spurrillen ausbilden. Die Größe, Anzahl und Tiefe der Löcher oder Vertiefungen richten sich nach den jeweiligen Beanspruchungen.
  • Die Löcher in die gerade erstellte noch warme Schicht eingedrückt werden. Dies kann beispielsweise durch mit Stacheln besetzte Walzen geschehen. Die Löcher können mit geeigneten Geräten auch einvibriert werden.
  • In bereits vorhandene Schichten, die nachträglich ausgesteift werden sollen, können die Löcher gebohrt oder gemeißelt werden, beispielsweise mit Preßluftbohrern oder -hämmern.
  • Werden die Löcher in das heiße Mischgut eingebracht, kann dadurch gleichzeitig auch eine Verdichtung des bituminösen Mischguts bewirkt werden.
  • Die Löcher können die Schichten ganz oder teilweise durchsetzen.
  • Das in die Löcher oder Ausnehmungen eingegossene aushärtbare Material kann aus Zementmörtel, kunststoffverbessertem Zementmörtel, mit Bitumenemulsion verbessertem Zementmörtel oder Kunststoffmörtel oder anderen geeigneten Materialien bestehen. Zweckmäßigerweise werden die Löcher oder Schichten vor dem Einbringen des aushärtenden Materials mit die Haftung verbessernden Mitteln besprüht.
  • Es können auch mehrere mit aussteifenden Stiften oder Stöpseln aus starrerem Material versehene Schichten übereinander angeordnet werden. Weiterhin kann die mit aussteifenden Stiften oder Stöpseln versehene Schicht von einer bituminösen Schicht üblicher Art überdeckt werden.
  • Die erfindungsgemäß ausgesteiften Schichten können in allen Schichten des Straßenaufbaus verwendet werden, bei geeignetem Ausfüllmaterial auch in der obersten Schicht. Die erfindungsgemäß verbesserten Schichten können auch auf bituminöse oder andere Deckschichten oder Befestigungen aufgebracht werden.
  • Ausführungsbeispiele von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schichten werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
    • Fig. 1 einen Schnitt durch eine mit Stöpseln versehene bituminöse Schicht, die von einer bituminösen Schicht üblicher Bauart überdeckt ist,
    • Fig. 2 eine Draufsicht auf die mit aussteifenden Stöpseln versehene bituminöse Schicht nach Fig. 1 mit abgehobener Deckschicht und
    • Fig. 3 zwei übereinander angeordnete Schichten mit erfindungsgemäß eingebrachten aussteifenden Stöpseln.
  • In Fig. 1 ist eine übliche, aus einem Gemisch aus Bitumen oder Teer mit Mineralstoffen hergestellte Schicht 1 dargestellt, in die im warmen Zustand Ausnehmungen 2 eingedrückt oder einvibriert worden sind, die mit einem aussteifenden Material 3 ausgegossen sind.
  • Ebenso könnte die Schicht 1 auch aus einer bereits erstellten Schicht bestehen, die nachträglich ausgesteift werden soll. In diesem Falle wären die Ausnehmungen 2 durch Bohren oder mit Preßlufthämmern eingebracht worden.
  • Auf die mit den aussteifenden Stöpseln oder Stiften 3 versehene Schicht 1 ist anschließend eine bituminöse Schicht 4 üblicher Bauart aufgebracht worden.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind zwei Schichten 5, 6 aus bituminösem Mischgut übereinander aufgebracht worden, die jeweils nach ihrer Erstellung mit Ausnehmungen 3 versehen worden sind, die mit aussteifendem Material 3 verfüllt sind.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, können die aussteifenden Stöpsel oder Stifte 3 im beliebigen Muster über die auszusteifenden Schichten angeordnet werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Erhöhung der Tragfähigkeit bituminöser Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schichten im Abstand voneinander Löcher eingebracht und diese Löcher mit einem aushärtenden Material größerer Härte als das bituminöse Bindemittel ausgegossen oder verfüllt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in die noch warmen Schichten unmittelbar nach ihrer Herstellung eingedrückt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in die Schichten gebohrt oder gemeißelt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher die Schichten ganz oder teilweise durchsetzen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aushärtende Material aus Zementmörtel oder kunststoffverbessertem Zementmörtel oder mit Bitumenemulsion verbessertem Zementmörtel oder aus Kunststoffmörtel besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher oder Schichten vor dem Einbringen des aushärtenden Materials mit haftverbessernden Mitteln besprüht werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit aussteifenden Stiften oder Stöpseln aus starrem Material versehene Schichten übereinander angeordnet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die mit aussteifenden Stiften oder Stöpseln aus starrerem Material versehene Schicht von einer bituminösen Schicht üblicher Art überdeckt wird.
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