EP0178345B1 - Belag für Brücken mit Überbau aus Spann-, Stahl- oder Verbundbeton - Google Patents

Belag für Brücken mit Überbau aus Spann-, Stahl- oder Verbundbeton Download PDF

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EP0178345B1
EP0178345B1 EP84112586A EP84112586A EP0178345B1 EP 0178345 B1 EP0178345 B1 EP 0178345B1 EP 84112586 A EP84112586 A EP 84112586A EP 84112586 A EP84112586 A EP 84112586A EP 0178345 B1 EP0178345 B1 EP 0178345B1
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EP
European Patent Office
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concrete
coating
asphalt
fact
accordance
Prior art date
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Application number
EP84112586A
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English (en)
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EP0178345A1 (de
Inventor
Helmut Dipl.-Ing. Fh Rumiz
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Deutsche Asphalt GmbH
Original Assignee
Deutsche Asphalt GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Asphalt GmbH filed Critical Deutsche Asphalt GmbH
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Priority to EP84112586A priority patent/EP0178345B1/de
Priority to AT84112586T priority patent/ATE41038T1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/08—Damp-proof or other insulating layers; Drainage arrangements or devices ; Bridge deck surfacings
    • E01D19/083—Waterproofing of bridge decks; Other insulations for bridges, e.g. thermal ; Bridge deck surfacings

Definitions

  • the invention relates to a bituminous covering for bridges with superstructures made of concrete, in particular prestressed and reinforced concrete, consisting of the actual surface layer (layer exposed to traffic) made of mastic asphalt or asphalt concrete with a thickness of> __ 35 mm, a protective layer applied under the surface layer Mastic asphalt also> 35 mm thick and a sealing layer of about 4.5 mm thick, the z. B. can consist of a welding track with a carrier insert, the bitumen content in the welding track can be between 60 and 100 wt .-%.
  • the so-called sealing layer is of particular importance for such bridge coverings, because it mediates the transition between the thermally and mechanically flexible top layer and the rigid concrete superstructure of the bridges.
  • the concrete of the bridge superstructure is provided with a seal, which usually has an additional separating layer. This has the task of absorbing or preventing the swelling and bulging when the volume increases, due to moisture evaporating from the concrete, by expanding air and other gases when the temperature rises.
  • a glass fleece which is applied directly to the concrete surface, generally serves as the separating layer. This separation layer is then followed by a layer of asphalt mastic of the thickness mentioned above. For a given bitumen content, additions of fillers are usual, so that sufficient strength against the heat effects of the mastic asphalt as a protective layer and the mastic asphalt or asphalt concrete as a final covering layer is guaranteed.
  • metal corrugated strips for example made of aluminum or copper or stainless steel, in addition to, or instead of, the asphalt mastic.
  • a primer for example on a bituminous basis, is applied to the cleaned and dry concrete surface with about 0.25 to 0.40 kg / m 2 bitumen solution.
  • a separating layer made of perforated glass fleece bitumen membrane, the purpose of which is to relieve the pressure of vapors and gases.
  • the metal corrugated strips are then glued to this, in particular in the pouring and rolling process using an adhesive, for example made of bitumen filled with slate flour or fibrous materials.
  • the subsequent protective layer consists of pure mastic asphalt.
  • bituminous welding sheets are used instead of the casting and rolling process or adhesive process, the surfaces of which are metal and plastic laminated.
  • the perforated glass fleece bitumen sheet is dispensed with and the bitumen welding sheet is flamed on the concrete surface provided with plastic and / or bituminized primer.
  • bituminous covering for bridges with superstructures made of concrete consisting of the actual top layer of poured asphalt exposed to traffic, a bituminous protective layer, predominantly likewise of poured asphalt and one Adjoining sealing layer, which carries a layer made of thermoplastic materials designed as a film, etc.
  • Such a closed covering compound or layers can hardly prevent the occurrence of bloating and thus the formation of overpressure areas due to moisture, air, hydrocarbons, etc. enclosed in the concrete, even with the best possible application of the hot seal consisting of protective layer, sealing layer and thermoplastic layer will.
  • the metal foil itself is not subject to any mechanical stress due to overpressure, so that the aforementioned risk of a reduction in the layer composite, cracks, bubbles, etc. is eliminated.
  • the sealing effect of the sealing and protective layer forming the seal is thus also fully retained.
  • the invention thus relates to a bituminous covering for bridges with superstructures made of concrete, consisting of the actual top layer of poured asphalt or asphalt concrete, a bituminous protective layer, predominantly likewise of poured asphalt, and a subsequent sealing layer forming the transition to the concrete surface, which consists of a bituminous Seal layer is built up.
  • the covering is characterized according to the invention in that the sealing layer is designed as a uniform sheet which has a layer made of metal, in particular aluminum or stainless steel or a polymeric plastic which is stable up to the liquefaction temperature of bitumen, which is perforated or perforated and whose perforations or Perforations are between 1 and 25%, in particular between 5 and 10% of the total surface of the support.
  • the individual holes are mainly statistically distributed. The holes themselves have an average diameter of 0.01 to 1 mm, in particular 0.1 to 0.5 mm.
  • the invention also relates to a method for forming such a bridge covering.
  • support made of metal or metal foil is understood to mean both smooth and structured supports.
  • the term structured encompasses those configurations which have elevations protruding from the plane. Examples of this are corrugations, corrugations, pimples of any geometric habit (squares, rectangles, cones, hemispheres, pyramids, etc.).
  • Aluminum and stainless steel are particularly suitable as the metallic material for the overlay or foil, although copper and similar non-ferrous or light metals are also suitable.
  • polymeric plastics such as hard PVC, post-chlorinated PVC, polyethylene, polyterephthalic acid esters, polyacrylates, etc., as well as corresponding copolymers with two, can also be thermally stable up to the temperature of the hot mastic asphalt (hot for top and protective layer) and more types of monomers are used.
  • the thickness of the support ranges between 0.05 and 1 mm, in particular between 0.10 and 0.30 mm (wall thickness).
  • the size of the free, i.e., made of metal or a polymeric or copolymeric, material after the perforation or perforation in the overlay forming the sealing layer. volatile components of the concrete permeable area is generally about 1 to 25% of the total area of the film, which is opposite to the protective layer. Below approximately 1%, the pressure compensation behavior of the film is considerably restricted and can only be used to a limited extent, while above approximately 25% the mechanical stability of the film is endangered. Especially when using metals such as aluminum or stainless steel, the upper areas of the free area are perfectly acceptable, while the lower limit values are more important for plastics. However, it is generally pointed out that this criterion results from area-wide tests, so that there is no absolute restriction on material and perforation area. In general, open areas between about 5 and 10% of the total surface area of the film are preferred.
  • each hole i.e. whose diameter, ranges between 0.01 and 1 mm and is u. a. also according to the mechanical strength of the film material.
  • the number of perforations per unit area is generally greater than in comparison with perforations of large diameter or opening cross section.
  • the arrangement of the perforation or perforation is in general and preferably statistical, i. H. there is an even distribution over the entire surface facing the protective layer.
  • the geometrical shape of the perforations can be of any type, although a circular habit is preferred for reasons of simple manufacture (drilling or punching). However, other shapes such as cones, squares, rectangles, polygons, slots, etc. are also suitable.
  • the simplest form of the perforated film can occasionally also be formed by a fabric, the mesh size of which determines the free area that allows the passage of volatile components from the concrete.
  • the perforations or perforations in the film have a further, not inconsiderable advantage, which consists in the fact that in the area of the perforations, hot bitumen from the overlying protective layer into the film and / or can penetrate from the welding path into the overlying protective layer and, after cooling, leads to a highly stable anchoring between the protective layer on the one hand and concrete on the other hand, the foil itself in its position tion is consolidated so that there is a continuous stabilization of the entire surface.
  • a further advantage particularly with regard to the stability and the cohesion of the covering, are the fragments remaining when punching out or pressing out the perforations from the film material and still connected to the film surface, the ends of which, like a grater, after application of the mastic asphalt Protective layer protrude into the mastic asphalt (protective layer).
  • Such upward fragments at the edge of the perforations not only lead to a directed passage of the volatile components from the concrete through the perforations, they also form an additional anchoring of the foil, which in this case is made in particular of metal, in the protective layer.
  • the hitherto customary construction of a bituminous covering for superstructures made of concrete initially consists of the top layer (a) made of poured asphalt or asphalt concrete, followed by the protective layer (b), preferably also made of poured asphalt, which can also serve as a seal at the same time, the sealing layer, preferably made of asphalt mastic (c), a separating layer (d) made of raw glass fleece and then the concrete (e) of the bridge board.
  • This version does not use a foil-containing (metal or plastic) sealing layer.
  • the top and protective layers (a, b) correspond to the known structure.
  • a bitumen welding sheet (f) with laminated aluminum foil the welding sheet (f) possibly being glued to the concrete of the bridge board (e) over a full coat.
  • the aluminum foil provides a perfect seal.
  • the aluminum foil is structured, e.g. is designed as a corrugated or knobbed film. A passage of pressure-increasing gases and vapors through the welding path remains blocked.
  • FIG. 2a shows a first embodiment of the covering structure according to the invention.
  • the top and protective layers (a, b) are again largely identical to the corresponding layers according to FIGS. 1a and 1b.
  • the sealing layer or welding track (g) is provided with a film covering which has a statistically distributed perforation (j).
  • this is an unstructured film, plate or tape, e.g. made of aluminum, stainless steel or plastic, the statistical hole distribution of e.g. Embossing, punching or drilling was obtained.
  • the sealing layer or welding track (g) lies on the concrete (e) with the application of a primer (h) made of bituminous adhesive or a plastic adhesive over the entire surface.
  • FIG. 2b shows the structure according to the invention of a covering with structured film (j) and additional separating layer (k) made of raw glass fleece.
  • the film (j) in the special case made of aluminum or stainless steel, is constructed in the manner of a corrugation or knot, in which the perforations are provided exclusively in the elevations or knot surfaces.
  • FIGS. 1 a, 1 b, 2 a and 2 b only show the covering structure schematically, i. That means that both material from the protective layer (b) and from the raw glass fleece (k) intervene in existing empty spaces above or below layers.
  • FIG. 3a The simplest form of the perforated or perforated film is shown in FIG. 3a. This is a flat, non-structured surface (j) with statistically distributed perforations, mainly of the same diameter.
  • the perforation can also have other geometric shapes and e.g. be conical with taper upwards.
  • FIG. 3d A structured, perforated film according to the invention is shown in FIG. 3d.
  • This is a corrugated or dimpled sheet, the uppermost surface areas have the perforation (1) according to the invention.
  • the perforation is not limited to the flat or horizontal areas of the knobs (3), it can also be carried out - alone or in addition - in the inclined surfaces as long as they are in the space above the film (j), i.e. in the direction of the protective layer (b) - see FIG. 2b - opens out.
  • dimpled sheets of this type are not bound to the geometry of FIG. 3d.
  • the upstanding knobs (3) can be larger or smaller than the remaining floor areas. Knobs of different sizes can also alternate with one another distributed over the film surface.
  • the anchoring effect of the perforations is particularly apparent from FIGS. 4 and 5.
  • Liquid bitumen (4) reaches as a welding track (g) with metal foil (j) and raw glass fleece (k) (or another carrier insert, such as glass mesh or polyester fleece), which is connected to the concrete (e) via a primer coat (h). from the protective layer (b) into the perforations (1) of the film (j) and fills the perforations (4 ').
  • the bitumen can also penetrate into the fleece (k) or another suitable carrier insert (4 "), so that a continuous anchoring between the protective layer (b) and concrete (e) after the bitumen (4, 4 ', 4 ") given is. Since the cooling process of the bitumen takes place with a time delay, the evaporating volatile constituents in the concrete are given sufficient opportunity to escape before the bitumen solidifies.
  • This anchoring process is intensified if, as shown schematically in FIG. 5, the fragments discussed above in connection with FIG. 3c are retained at the edge of the perforation.
  • These material fragments (2) form an upward and / or downward exit for the volatile constituents in the concrete and ensure additional, particularly firm anchoring of the film and thus of the entire sealing layer.
  • FIG. 6 shows a particularly advantageous embodiment of the corrugated or nubbed sheets according to the invention as part of the sealing layer, in particular if this is designed as a welding sheet.
  • any geometric shapes can be formed, which are based on parallel to FIG. 6b of parallel corrugations or, according to FIG. 6a, are made up of knobs arranged offset to one another.
  • the perforations (1) are not bound to the uppermost (flat or horizontal) surfaces. They can also be provided in the side surfaces (5, 5a, 5b) and e.g. be designed as slots.
  • the anchoring can also be seen from FIG. 6; process of liquid bitumen penetrating through the perforations (1). This not only fills the gaps (7) - partly as mastic asphalt from the protective layer (b) - it also penetrates into the possibly lower hollow areas (6) of the dimpled sheet (j) and thus conveys the overall effect, such as it was dealt with above with reference to FIGS. 4 and 5. Of course, mutual effects occur in films with bituminous welding sheets.
  • the use of the covering structure according to the invention for concrete (bridges) made of perforated or perforated metal or plastic film in the area of the sealing layer (asphalt mastic plus (if necessary) glass fleece and film) is absolutely reliable over a long period of time and has eliminated all previously known disadvantages of such coverings.
  • the surface is absolutely firm.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen bitumenhaltigen Belag für Brücken mit Überbauten aus Beton, insbesondere Spann- und Stahlbeton, bestehend aus der eigentlichen Deckschicht (dem Straßenverkehr ausgesetzte Schicht) aus Gußasphalt oder Asphaltbeton in einer Dicke von >__ 35 mm, einer unter der Deckschicht angebrachten Schutzschicht aus Gußasphalt von ebenfalls > 35 mm Dicke sowie einer Dichtungsschicht von etwa 4,5 mm Dicke, die z. B. aus einer Schweißbahn mit Trägereinlage bestehen kann, wobei der Bitumenanteil in der Schweißbahn zwischen 60 und 100 Gew.-% liegen kann.
  • Fahrbahnbeläge für Betonbrücken der vorstehend genannten Art sind bekannt und werden seit langem in der Praxis eingesetzt.
  • Von besonderer Bedeutung bei derartigen Brückenbelägen ist neben der eigentlichen, dem Verkehr direkt ausgesetzten Deckschicht aus Gußasphalt oder Asphaltbeton die sogenannte Dichtungsschicht, weil sie den Übergang zwischen der thermisch und mechanisch flexiblen Deckschicht und dem starren Betonüberbau der Brücken vermittelt.
  • Grundsätzlich wird der Beton des Brücken- überbaus mit einer Abdichtung versehen, die meist eine zusätzliche Trennschicht aufweist. Diese hat die Aufgabe, die Ausblähungen und Wölbungen bei aufkommendem Volumenanstieg, bedingt durch aus dem Beton verdampfende Feuchtigkeit, durch expandierende Luft und andere Gase bei Temperaturanstieg aufzufangen bzw. zu verhindern.
  • Als Trennschicht dient im allgemeinen ein Glasvlies, das direkt auf der Betonoberfläche aufgebracht ist. Auf diese Trennschicht folgt dann eine Schicht aus Asphaltmastix der vorstehend besagten Dicke. Bei einem gegebenen Bitumengehalt sind Zusätze von Füllstoffen üblich, damit eine ausreichende Festigkeit gegenüber der Wärmeeinwirkung des Gußasphalts als Schutzschicht und des Gußasphalts bzw. Asphaltbetons als abschließende Deckschicht gewährleistet ist.
  • Es hat sich im Verlauf der Entwicklung von Belägen für Betonbrücken als vorteilhaft erwiesen, zusätzlich zu der Asphaltmastix, oder auch anstelle derselben, für die Abdichtung sogenannte Metallriffelbänder, z.B. aus Aluminium oder Kupfer oder Edelstahl einzusetzen. Dabei wird auf der gereinigten und trockenen Betonoberfläche zunächst ein Voranstrich z.B. auf bituminöser Basis mit etwa 0,25 bis 0,40 kg/m2 Bitumenlösung aufgebracht. Hierauf folgt eine Trennschicht aus Lochglasvliesbitumenbahn, deren Aufgabe u.a. der Druckentspannung von Dämpfen und Gasen dient. Auf dieser werden dann die Metallriffelbänder insbesondere im Gieß- und Einwalzverfahren unter Verwendung eines Klebers z.B. aus mit Schiefermehl oder Faserstoffen gefülltem Bitumen aufgeklebt. Die anschließende Schutzschicht besteht aus reinem Gußasphalt. In einer weiteren Entwicklung werden anstelle des Gieß- und Einwalzverfahrens oder Klebeverfahrens vorgefertigte Bitumenschweißbahnen eingesetzt, deren Oberflächen metall- und kunststoffkaschiert sind. In diesen Fällen wird auf die Lochglasvliesbitumenbahn verzichtet und auf die mit Kunststoff und/oder bituminiertem Voranstrich versehene Betonoberfläche die Bitumenschweißbahn aufgeflämmt.
  • In diesem Zusammenhang sei auf die DE-A-2 439 573 verwiesen, aus der ein bitumenhaltiger Belag für Brücken mit Überbauten aus Beton bekannt ist, bestehend aus der eigentlichen dem Straßenverkehr ausgesetzten Deckschicht aus Gußasphalt, einer bituminösen Schutzschicht, vorwiegend ebenfalls aus Gußasphalt sowie einer daran anschließenden Dichtungsschicht, die eine als Folie usw. ausgeführte Auflage aus thermoplastischen Kunststoffen trägt.
  • Durch eine derartig geschlossene Belagsmasse bzw. Schichtungen kann das Auftreten von Ausblähungen und damit die Bildung von Überdruckbereichen, bedingt durch im Beton eingeschlossene und verdampfbare Feuchtigkeit, Luft, Kohlenwasserstoffe usw. auch bei bestmöglichstem Auftrag der heißen Abdichtung aus Schutzschicht, Dichtungsschicht und thermoplastische Kunststoffschicht kaum verhindert werden.
  • Die mit Temperaturen von über 200°C auf die Kunststoff- oder auf Metall-Lagen aus Riffelband, z.B. mit Kalottenriffelung, aufgebrachte bituminöse Schutzschicht führt - vielfach spontan, oft aber auch über meßbare Zeiträume hinweg - zu einer erheblichen Ausdehnung der im Beton enthaltenen flüchtigen bzw. verdampfbaren Bestandteile, die anschließend auf die geschlossene Metallfolie erhebliche Druckbelastung ausüben. Zwar kann sich der Druck bei geriffelten Metallfolien in Richtung der Riffelung verteilen, eine Druckentlastung ist jedoch nicht möglich.
  • Schließlich - und dies ist ebenso von ausschlaggebender Bedeutung für die Festigkeit und Haltbarkeit des gesamten Belagaufbaus - kommt es beim Wärmeübergang vom heißen Gußasphalt zum relativ kalten Beton durch die Ausdehnung verflüchtigender Gase und Dämpfe zu einer Auflockerung des Schichtengefüges. Dieser Vorgang ist zwar nach dem Erkalten in den meisten Fällen rückläufig, doch sind die einmal eingetretenen Mängel, z.B. Riß- und Blasenbildung sowie fehlender Schichtenverbund in Schutz- und Dichtungsschicht, teilweise auch in der Deckschicht, derart gravierend, daß sie nur durch den vielfach vollkommenen Abtrag des Brückenbelages und erneuten Auftrag behoben werden können.
  • In diesem Zusammenhang wird auf das Deutsche Gebrauchsmuster DE-U-83 36 945.7 verwiesen, das als technologischer Hintergrund zu werten ist.
  • Im Rahmen von Untersuchungen über die praktische Vermeidung vorstehend abgehandelter Auswirkungen und Nachteile beim Einsatz von Metallfolien, insbesondere Metallriffelband für den Aufbau von bitumenhaltigen Belägen auf Beton, insbesondere für den Aufbau der Abdichtung von Belägen auf Brücken aus Spann-, Stahl- oder Verbundbeton hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß durch eine einfache Perforierung bzw. Lochung der Metallfolie, im Augenblick des Auftrags des heißen Gußasphalts zur Ausbildung der Deck- und Schutzschichten auf dem System Dichtungsschicht-Beton ein schneller Druckausgleich geschaffen wird, wodurch die Gefahr der Ausbildung von Überdruckbereichen durch aus dem Beton ausdampfende flüchtige Bestandteile bzw. sich ausdehnende Luft unter der Metallfolie vollkommen vermieden wird.
  • Damit verbunden unterliegt die Metallfolie selbst keinerlei mechanischer Beanspruchung durch Überdruck, so daß die eingangs erwähnte Gefahr einer Minderung des Schichtenverbundes, Rissen, Blasen usw. behoben wird. Damit bleibt auch die abdichtende Wirkung der die Abdichtung bildenden Dichtungs- und Schutzschicht voll erhalten.
  • Gegenstand der Erfindung ist somit ein bitumenhaltiger Belag für Brücken mit Überbauten aus Beton, bestehend aus der eigentlichen Deckschicht aus Gußasphalt oder Asphaltbeton, einer bitumenhaltigen Schutzschicht, vorwiegend ebenfalls aus Gußasphalt, und einer daran anschließenden, den Übergang zur Betonoberfläche bildenden Dichtungsschicht, die aus einer bituminösen Dichtungslage aufgebaut ist.
  • Der Belag ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungslage als einheitliche Bahn ausgebildet ist, die eine Auflage aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder Edelstahl oder aus einem bis oberhalb der Verflüssigungstemperaturvon Bitumen stabilen polymeren Kunststoff aufweist, die perforiert bzw. gelocht ist und deren Perforationen bzw. Lochungen zwischen 1 und 25%, insbesondere zwischen 5 und 10% der Gesamtoberfläche der Auflage beträgt. Die einzelnen Löcher sind vorwiegend statistisch verteilt angeordnet. Die Löcher selbst weisen einen mittleren Durchmesser von 0,01 bis 1 mm, insbesondere 0,1 bis 0,5 mm auf.
  • Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren zur Ausbildung eines derartigen Brückenbelags.
  • Unter dem Begriff «Auflage aus Metall» bzw. Metallfolie werden im Rahmen der Erfindung sowohl glatte als auch strukturierte Auflagen verstanden.
  • Der Begriff strukturiert umfaßt im Rahmen der Erfindung solche Konfigurationen, die aus der Ebene herausstehende Erhebungen aufweisen. Beispiele hierfür sind Riffelungen, Wellungen, Noppen von beliebigem geometrischem Habitus (Quadrate, Rechtecke, Kegel, Halbkugeln, Pyramiden usw.).
  • Als metallischer Werkstoff für die Auflage bzw. Folie kommen insbesondere Aluminium und Edelstahl in Frage, obwohl Kupfer und ähnliche Bunt- oder Leichtmetalle ebenfalls geeignet sind.
  • Anstelle von vorstehend genannten Metallen können auch thermisch bis über die Temperatur des heißen Gußasphalts (heiß für Deck- und Schutzschicht) stabile polymere Kunststoffe (Hochpolymere) wie beispielsweise Hart-PVC, nachchloriertes PVC, Polyethylen, Polyterephthalsäureester, Polyacrylate usw. sowie entsprechende Copolymere mit zwei und mehr Monomerarten eingesetzt werden.
  • Die Dicke der Auflage bewegt sich zwischen 0,05 und 1 mm, insbesondere zwischen 0,10 und 0,30 mm (Wandstärke). Die Größe der nach der Perforierung bzw. Lochung in der die Dichtungsschicht mitbildenden Auflage, sei es aus Metall oder aus einem polymeren bzw. copolymeren Material, entstandenen freien, d.h. flüchtige Bestandteile des Betons durchlassenden Fläche, beträgt im allgemeinen etwa 1 bis 25% der Gesamtfläche der Folie, die der Schutzschicht gegenübersteht. Unterhalb von etwa 1% ist das Druckausgleichsverhalten der Folie erheblich eingeschränkt und nur noch bedingt nutzbar, während oberhalb etwa 25% die mechanische Stabilität der Folie gefährdet ist. Insbesondere beim Einsatz von Metallen, wie Aluminium oder Edelstahl, sind die oberen Bereiche der freien Fläche durchaus vertretbar, während für Kunststoffe eher die unteren Grenzwerte von Bedeutung sind. Es wird aber grundsätzlich darauf hingewiesen, daß dieses Kriterium aus flächendeckenden Versuchen resultiert, so daß keine absolute Einschränkung auf Material und Lochungsfläche vorliegt. Im allgemeinen sind offene Flächenbereiche zwischen etwa 5 und 10% der Gesamtoberfläche der Folie bevorzugt.
  • Die Größe der einzelnen Lochung, d.h. deren Durchmesser, bewegt sich zwischen 0,01 und 1 mm und richtet sich u. a. auch nach der mechanischen Festigkeit des Folienmaterials. Bei Lochungen im unteren Größenbereich ist die Anzahl der Lochungen pro Flächeneinheit im allgemeinen größer als vergleichsweise bei Lochungen großen Durchmessers oder Öffnungsquerschnitts.
  • Die Anordnung der Perforierung bzw. Lochung ist im allgemeinen und bevorzugt statistisch, d. h. es liegt eine gleichmäßige Verteilung über der gesamten, der Schutzschicht zugewandten Fläche vor.
  • Die geometrische Form der Lochungen kann beliebig sein, obwohl aus Gründen einer einfachen Herstellung (Bohren oder Stanzen) ein kreisrunder Habitus bevorzugt ist. Andere Formen, wie Konusse, Quadrate, Rechtecke, Vielecke, Schlitze usw., sind jedoch ebenfalls geeignet. Die einfachste Form der perforierten Folie kann gelegentlich auch durch ein Gewebe gebildet werden, dessen Maschenweite die freie, den Durchtritt flüchtiger Bestandteile aus dem Beton ermöglichende Fläche bestimmt.
  • Neben dem bereits eingangs abgehandelten Druckausgleichsverhalten beim Aufbringen der heißen bitumenhaltigen Schichten auf die Dichtungsschicht weisen die Perforierungen bzw. Lochungen in der Folie einen weiteren, nicht unerheblichen Vorteil auf, der darin besteht, daß im Bereich der Lochungen heißes Bitumen aus der darüberliegenden Schutzschicht in die Folie und/ oder aus der Schweißbahn in die darüberliegende Schutzschicht eindringen kann und nach dem Erkalten zu einer hochstabilen Verankerung zwischen Schutzschicht einerseits und Beton andererseits führt, wobei die Folie selbst in ihrer Position gefestigt wird, so daß eine durchgehende Stabilisierung des gesamten Belages erfolgt.
  • Aus dieser Wirkung der Perforierung bzw. Lochung der Folie wird die große Bedeutung letzterer nochmals verstärkt. Zunächst sind die Lochungen in der Metall- oder Polymer-Folie offen, was bedeutet, daß beim Aufbringen des heißen Gußasphaltes die im Beton enthaltenen flüchtigen Stoffe ohne Hinderung entweichen können.
  • Ist der Gußasphalt erkaltet, so führt der Verschluß der Perforierungen - durch eingeflossenes Bitumen - zu der vorstehend beschriebenen Verankerung.
  • Von weiterem Vorteil, insbesondere im Hinblick auf die Stabilität und den Zusammenhalt des Belages, erweisen sich die beim Ausstanzen oder Ausdrücken der Lochungen aus dem Folienmaterial verbleibenden, mit der Folienfläche noch verbundenen Bruchstücke, die wie ein Reibeisen mit ihren Enden nach Auftrag des Gußasphalts auf die Dichtungsschicht in den Gußasphalt (Schutzschicht) hineinragen. Derartige, nach oben gerichtete Bruchstücke am Rand der Lochungen, führen nicht nur zu einem gerichteten Durchgang der flüchtigen Anteile aus dem Beton durch die Lochungen, sie bilden auch eine zusätzliche Verankerung der in diesem Fall insbesondere aus Metall gefertigten Folie in der Schutzschicht.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1-6 beispielhaft näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1a und 1b den Aufbau bitumenhaltiger Beläge mit Überbauten aus Beton, wie sie nach bisher üblicher Weise erstellt wurden.
    • Fig. 2a und 2b den Aufbau derartiger Beläge gemäß der Erfindung.
    • Fig. 3 einige beispielhafte Möglichkeiten der Folienlochung und des Folienaufbaus gemäß der Erfindung.
    • Fig. 4 und 5 die verankernde Wirkung der erfindungsgemäßen Perforierung der Folie.
    • Fig. 6 die Perforierung bzw. Lochung in Riffel-und Noppenbahnen.
  • Gemäß Figur 1a besteht der bisher übliche Aufbau eines bitumenhaltigen Belags für Überbauten aus Beton zunächst aus der Deckschicht (a) aus Gußasphalt oder Asphaltbeton, gefolgt von der Schutzschicht (b), bevorzugt ebenfalls aus Gußasphalt, die im übrigen auch zugleich der Abdichtung dienen kann, der Dichtungsschicht, bevorzugt aus Asphaltmastix (c), einer Trennschicht (d) aus Rohglasvlies und daran anschließend der Beton (e) der Brückentafel. Bei dieser Ausführung wird also von einer folienhaltigen (Metall oder Kunststoff) Dichtungsschicht nicht Gebrauch gemacht.
  • Anders beim Aufbau nach Figur 1b. Auch hier entsprechen Deck- und Schutzschicht (a, b) bekanntem Aufbau. Dann folgt eine Bitumenschweißbahn (f) mit kaschierter Aluminiumfolie, wobei die Schweißbahn (f) ggf. über einen Voranstrich auf dem Beton der Brückentafel (e) voliflächig verklebt ist. Es sei in diesem Zusammenhang nochmals daran erinnert, daß insbesondere beim Aufbau nach Figur 1b ein Entweichen flüchtiger Anteile im Beton beim Auftrag des heißen Gußasphaltes nicht möglich ist, da die Aluminiumfolie eine vollkommene Abdichtung bewirkt. Dies gilt auch für den Fall, daß die Aluminiumfolie strukturiert, also z.B. als Riffel- oder Noppenfolie, ausgebildet ist. Ein Durchtritt drucksteigernder Gase und Dämpfe durch die Schweißbahn bleibt versperrt.
  • Eine erste Ausführungsform des Belagsaufbaus gemäß der Erfindung zeigt Figur 2a. Deck- und Schutzschicht (a, b) sind erneut weitgehend identisch mit den entsprechenden Schichten nach Figuren 1a und 1b.
  • Die Dichtungsschicht bzw. Schweißbahn (g) ist jedoch mit einer Folienauflage versehen, die eine statistisch verteilte Lochung (j) aufweist. Im einfachsten Falle handelt es sich hier um eine nichtstrukturierte Folie, Platte oder ein Band, z.B. aus Aluminium, Edelstahl oder Kunststoff, deren statistische Lochverteilung durch z.B. Prägen, Stanzen oder Bohren erhalten wurde. Die Dichtungsschicht bzw. Schweißbahn (g) liegt auf dem Beton (e) unter Einschaltung eines Voranstrichs (h) aus bituminöser Haftmasse oder eines Kunststoff-Klebers vollflächig auf.
  • Den erfindungsgemäßen Aufbau eines Belags mit strukturierter Folie (j) und zusätzlicher Trennschicht (k) aus Rohglasvlies zeigt Figur 2b. Die Folie (j), im speziellen Fall aus Aluminium oder Edelstahl gefertigt, ist nach Art einer Riffelung oder Noppung aufgebaut, bei der die Lochungen ausschließlich in den Erhebungen bzw. Noppenoberflächen vorgesehen sind.
  • Es sei hier vermerkt, daß die Figuren 1a, 1b, 2a und 2b den Belagsaufbau nur schematisch darstellen, d. h., daß sowohl Material aus der Schutzschicht (b) als auch aus dem Rohglasvlies (k) in vorhandene Leerstellen ober- oder unterhalb liegender Schichten eingreifen.
  • Die einfachste Form der gelochten bzw. perforierten Folie ist in Figur 3a dargestellt. Hier handelt es sich um eine ebene, nichtstrukturierte Fläche (j) mit statistisch verteilt erzeugten Lochungen vorwiegend gleichen Durchmessers.
  • Wie Figur 3b zeigt, kann die Lochung auch andere geometrische Formen aufweisen und z.B. kegelförmig mit Verjüngung nach oben ausgelegt sein.
  • Es wurde eingangs bereits gesagt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn die beim Ausdrücken oder Ausstanzen der Lochungen aus dem Folienmaterial (dies gilt bevorzugt für metallische Folien) entstehenden Materialbruchstücke am Rand der jeweiligen Lochung erhalten bleibt, da hierdurch ein zusätzlicher Verankerungsvorgang erzeugt wird. Dies ist in Figur 3c schematisch dargestellt. Die Bruchstücke (2) aus den Bohrungen (1) weisen nach oben und greifen dadurch in das Material der Schutzschicht (b) - vergl. Figuren 2a und 2b - unter Ausbildung von Verankerungszonen ein. Die gleiche Wirkung wird bei der Erhaltung der Grate nach unten erreicht.
  • Eine strukturierte, gelochte Folie gemäß der Erfindung zeigt Figur 3d. Hier handelt es sich um eine Riffel- oder Noppenbahn, deren oberste Flächenbereiche die erfindungsgemäße Lochung (1) aufweisen. Die Lochung ist jedoch nicht auf die ebenen bzw. horizontalen Bereiche der Noppen (3) beschränkt, sie kann auch - allein oder zusätzlich - in den Schrägflächen ausgeführt sein, solange sie in den Raum oberhalb der Folie (j), also in Richtung zur Schutzschicht (b) - vergl. Figur 2b - einmündet. Es versteht sich, daß derartige Noppenbahnen nicht an die Geometrie der Figur 3d gebunden sind. So können die nach oben stehenden Noppen (3) gegenüber den verbleibenden Bodenflächen größer oder kleiner sein. Auch können Noppen verschiedener Größe über die Folienfläche verteilt miteinander abwechseln.
  • Aus den Figuren 4 und 5 geht die verankernde Wirkung der Lochungen besonders hervor. Beim Auftrag des heißen Gußasphalts auf die z.B. als Schweißbahn (g) mit Metallfolie (j) und Rohglasvlies (k) (oder einer anderen Trägereinlage, wie Glasgittergewebe oder Polyestervlies) ausgebildete Dichtungsschicht, die über einen Voranstrich (h) mit dem Beton (e) verbunden ist, gelangtflüssiges Bitumen (4) aus der Schutzschicht (b) in die Lochungen (1) der Folie (j) und füllt die Lochungen aus (4'). Das Bitumen kann aber weiter auch bis in das Vlies (k) oder eine andere geeignete Trägereinlage eindringen (4"), so daß eine durchgehende Verankerung zwischen Schutzschicht (b) und Beton (e) nach Erkalten des Bitumens (4, 4', 4") gegeben ist. Da der Erkaltungsprozeß des Bitumens zeitlich verzögert stattfindet, ist den verdampfenden flüchtigen Bestandteilen im Beton ausreichend Gelegenheit gegeben, vor der Verfestigung des Bitumens zu entweichen.
  • Verstärkt wird dieser Verankerungsprozeß noch dann, wenn, wie in Figur 5 schematisch gezeigt, die vorstehend in Verbindung mit Figur 3c diskutierten Bruchstücke am Rand der Lochung erhalten bleiben. Diese Materialbruchstücke (2) bilden einen nach oben und/oder nach unten gerichteten Ausgang für die flüchtigen Bestandteile im Beton und sorgen für eine zusätzliche, besonders feste Verankerung der Folie und damit der gesamten Dichtungsschicht.
  • Schließlich zeigt Figur 6 eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Riffel- oder Noppenbahnen als Teil der Dichtungsschicht, insbesondere wenn diese als Schweißbahn ausgebildet ist.
  • Dabei können beliebige geometrische Formen ausgebildet sein, die etwa in Anlehnung an Figur 6b aus parallelen Riffeln bestehen oder nach Figur 6a aus versetzt zueinander angeordneten Noppen aufgebaut sind. Auch hier sind die Lochungen (1) nicht an die obersten (ebenen bzw. horizontalen) Flächen gebunden. Sie können auch in den Seitenflächen (5, 5a, 5b) vorgesehen und z.B. als Schlitze ausgebildet sein.
  • Aus der Figur 6 läßt sich auch der Veranke; rungsvorgang des durch die Lochungen (1) durchdringendes flüssiges Bitumen erkennen. Dieses füllt nicht nur - teilweise auch als Gußasphalt aus der Schutzschicht (b) - die Zwischenräume (7) aus, es dringt auch in die ggf. vorhandenen unteren Hohlbereiche (6) der Noppenbahn (j) ein und vermittelt dadurch insgesamt die Wirkung, wie sie vorstehend anhand der Figuren 4 und 5 abgehandelt wurde. Bei Folien mit Bitumenschweißbahnen tritt natürlich gegenseitige Wirkung auf.
  • Abschließend sei bemerkt, daß sich der Einsatz des erfindungsgemäßen Belagaufbaus für Beton (Brücken) aus perforierter oder gelochter Metall-oder Kunststoff-Folie im Bereich der Dichtungsschicht (Asphaltmastix plus (ggf.) Glasvlies und Folie) im Dauerversuch über einen längeren Zeitraum als absolut zuverlässig und alle bisher bekannten Nachteile derartiger Beläge behebend ausgewiesen hat. Die bisher immer wieder beobachteten Schadstellen im Fahrbahnbelag, hervorgerufen durch aufgeplatzte Dampf- oder Gasblasen, insbesondere kurz nach dem Auftrag der bituminösen Deck- und Schutzschichten, treten nicht mehr auf. Ein Druckanstieg im Bereich der Abdichtung wird nicht mehr beobachtet. Der Belag ist absolut fest.
  • Für den praktischen Einsatz ist noch von Bedeutung, daß werksseitig vorgefertigte Systeme aus Bitumenschweißbahn und gelochter Folie, insbesondere Metallfolie, also die gesamte Dichtungsschicht (z. B. gemäss (g), Fig. 2a und 2b oder (g) Fig. 4 und 5) am Ort auf die mit einer bituminösen Haftmasse oder einem Kunststoff-Kleber (vergl. (h), Figuren 4 und 5) vorbehandelte Betonoberfläche im sogenannten Flämmverfahren aufgebracht werden kann. Einzelne Bahnen aus erfindungsgemäß gelochter Folie und Dichtungsmaterial, z. B. auf Bitumenbasis oder einer Mischung anderer Bindemittel, werden untereinander durch Überlappung und Verschweißung auf dem Haftanstrich (h) und damit auf der Oberfläche des Betons (e) verfestigt.

Claims (12)

1. Bitumenhaltiger Belag für Brücken mit Überbauten aus Beton, bestehend aus der eigentlichen Deckschicht (a) aus Gußasphalt oder Asphaltbeton, einer bitumenhaltigen Schutzschicht (b), vorwiegend ebenfalls aus Gußasphalt, und einer daran anschließenden, den Übergang zur Betonoberfläche (e) bildenden Dichtungsschicht (g), die aus einer bituminösen Dichtungslage aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungslage (g) als Bahn ausgebildet ist, die eine Auflage (j) aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder Edelstahl, oder aus einem bis oberhalb der Verflüssigungstemperatur von Bitumen stabilen polymeren Kunststoff aufweist, die perforiert bzw. gelocht ist, wobei die Perforierung oder Lochung (1) zwischen 1 und 25%, insbesondere zwischen 5 und 10% der Gesamtoberfläche der Auflage beträgt, die einzelnen Löcher (1) vorwiegend statistisch verteilt angeordnet sind, und die Löcher (1) einen mittleren Durchmesser von 0,01 bis 1 mm, insbesondere 0,1 bis 0,5 mm aufweisen.
2. Bitumenhaltiger Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (j) ein Drahtgeflecht ist.
3. Bitumenhaitiger Belag nach Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochungen (1) kreisförmig, konusartig, quadratisch, mehreckig oder schlitzförmig ausgebildet sind.
4. Bitumenhaltiger Belag nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochungen (1) kegelförmig mit Verjüngung nach oben ausgebildet sind.
5. Bitumenhaltiger Belag nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (j) eine strukturierte Form aufweist.
6. Bitumenhaltiger Belag nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur aus einer Riffelung oder aus nach oben weisenden Noppen (3) besteht.
7. Bitumenhaltiger Belag nach Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Herstellung der Löcher durch Ausstanzen, Ausdrücken usw. entstandenen, am Rand der Löcher festhaftenden Materialbruchstücke (2) erhalten sind.
8. Bitumenhaltiger Belag nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei strukturierten Auflagen (j) die Lochung (1) auf der äußersten Oberfläche der Strukturen oder an deren Seiten 5, 5a, 5b oder sowohl auf der äußersten Oberfläche als auch an den Seiten der Strukturen vorgesehen sind.
9. Bitumenhaltiger Belag nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht (g) als Schweißbahn mit Verstärkung durch Rohglasvlies (k) oder einer anderen Trägereinlage, wie Glasgittergewebe oder Polyestervlies usw. ausgebildet ist.
10. Bitumenhaltiger Belag nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton (e) der Brückentafel als Spann- oder Stahlbeton vorliegt.
11. Verfahren zur Ausbildung eines bitumenhaltigen Belags für Brücken mit Überbau aus Beton wie Spann- und Stahlbeton, wobei die Betonoberfläche mit einer dem Verkehr ausgesetzten Deckschicht (a) aus Gußasphalt oder Asphaltbeton sowie einer Schutzschicht (b), bevorzugt ebenfalls aus Gußasphalt, belegt wird und zwischen Schutzschicht (b) und Betonoberfläche, ggf. unter Vermittlung eines Voranstrichs (h) aus bituminöser Haftmasse oder eines Kunststoffklebers, eine Dichtungsschicht (g) ausgebreitet wird, die aus durch eine Trägereinlage verstärktem, bituminösem Material besteht, auf deren vom Beton abweisenden Oberfläche eine Auflage verlegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Metall oder einem polymeren Kunststoff bestehende Auflage (j) perforiert oder gelocht (1) ist, wobei die dadurch entstandene freie Oberfläche zwischen 1 und 25% der gesamten Auflage beträgt, und auf dieser perforierten oder gelochten Auflage (j) der Aufbau von Schutz- und Deckschicht (b, a) erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht (g) werksseitig aus einer Bitumenschweißbahn und perforierter oder gelochter Auflage (j) vorgefertigt wird und am Ort auf die mit einer bituminösen Haftmasse oder einem Kunststoffkleber (h) vorbehandelten Betonoberfläche (e) im Flämmverfahren aufgebracht wird, und einzelne Bahnen der Dichtungseinheit (g; f, j) untereinander durch Überlappen und Verschweißung verlegt werden.
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