EP0413295A1 - Geotextil für die Bewehrung von Asphaltschichten - Google Patents

Geotextil für die Bewehrung von Asphaltschichten Download PDF

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EP0413295A1
EP0413295A1 EP90115547A EP90115547A EP0413295A1 EP 0413295 A1 EP0413295 A1 EP 0413295A1 EP 90115547 A EP90115547 A EP 90115547A EP 90115547 A EP90115547 A EP 90115547A EP 0413295 A1 EP0413295 A1 EP 0413295A1
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Kent Von Maubeuge
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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    • D10B2505/20—Industrial for civil engineering, e.g. geotextiles
    • D10B2505/204—Geotextiles

Definitions

  • the invention relates to a geotextile for the reinforcement of asphalt layers in road construction.
  • geotextiles have been used as an intermediate layer between the old and new road surfaces when renovating worn bituminous road surfaces.
  • geotextiles can also be used when building new roads between the road surface and the base course. The mode of operation and the advantages of such geotextiles were discussed at a conference in Liège, Belgium from March 8, 1989 to March 10, 1989 ("Reflective Cracking in Pavements", Assessment and Control).
  • nonwovens which are usually formed as spunbond from continuous filaments (spunbond) and consist of polypropylene or, due to the higher melting point, increasingly of polyester (see, for example, "Die Asphalt No” 1/88, p. 15ff or "Installation Guide for Paving Fabric in Asphalt Overlays” by Hoechst Fiber Industries, USA).
  • mesh fabrics made of high-strength polyester yarns are used (see e.g. "Bitumen, Tar, Asphalt, Peche", 25th year, April 1974).
  • grids have recently been used, which are stretched perforated films made of cast or extruded plastic, usually made of polypropylene.
  • nonwoven fabric inserted between the road surface and the subsurface lies mainly in a certain buffer effect, which should prevent or at least delay the development or propagation of cracks. Furthermore the bitumen-impregnated nonwoven acts as a water barrier to prevent surface water from penetrating the base layer.
  • nonwovens are often unsatisfactory in preventing cracking and propagation by vertical movements or very large horizontal movements, which is presumably due to their inadequate strength and elongation properties.
  • the invention has for its object to provide a geotextile for the reinforcement of asphalt layers in road construction, which particularly effectively prevents cracking and propagation in the asphalt layers, has a good sealing effect against the penetration of surface water and is easy to install.
  • This object is achieved according to the invention in that it is a composite consisting of two components, one component of which is a nonwoven fabric and the second component of which is a woven, knitted fabric, laid scrim, grid or another flat structure of a defined layer of yarn.
  • DE-GM 71 33 997 shows a composite of a nonwoven made of crimped polyamide fibers and a needled lattice fabric made of continuous filaments, which are connected to one another by a waterproof binder. This composite material is used as an erosion-preventing insulation material in dyke and sewer construction.
  • the geotextile designed according to the invention serves to reinforce asphalt layers in road construction.
  • the geotextile designed according to the invention has a surprisingly high resistance to crack formation and propagation. This should be based on a combination effect between the advantageous properties of the two components of the composite.
  • the geotextile designed according to the invention has an excellent sealing effect, which prevents the penetration of water and thus also of organic and inorganic constituents.
  • the composite material is preferably in the form of a Raschel fabric, in which the two components of the composite material are connected by weft-laying technology.
  • This is a warp knitting technique in which the nonwoven is reinforced in a direction-oriented manner by yarns, preferably high-strength yarns.
  • This warp knitting technique is carried out on so-called Raschel machines.
  • a particularly suitable Raschel machine for producing a composite material designed according to the invention is the RS 3 MSU-V from Karl Mayer, Textilmaschinenfabrik GmbH, Obertshausen.
  • the nonwoven fabric can be made from polypropylene, polyethylene, polyamide, polyacrylonitrile or other suitable raw materials; however, polyesters, in particular polyethylene terephthalate, are preferred because of their high temperature resistance.
  • the nonwoven fabric is preferably formed as a spunbonded fabric from continuous filaments, i.e. it is a so-called spunbond.
  • the nonwoven can be mechanically, thermally or chemically consolidated; mechanical strengthening is preferred because of the flexibility and bitumen absorbency of such a nonwoven.
  • the weight per unit area of the nonwoven is preferably in the range from 50 to 300 g / cm2, preferably between 100 and 180 g / m2.
  • the selection of the raw material for the second component of the composite is similar to that of the nonwoven. Both components of the composite are particularly preferably produced from the same raw material, that is to say in particular from polyesters, irrespective of whether the composite contains a fabric, scrim, grid or knitted fabric or is designed as a Raschel fabric.
  • the weight per unit area of the second component of the composite is preferably in the range from 100 to 500 g / m 2.
  • the maximum tensile force of the second component of the composite should be 10 to 200 kN / m, preferably above 25 kN / m (whereby the maximum tensile force is to be understood as the maximum tensile force of a fabric of 1 m width).
  • the elongation at break is preferably in the range between 5 and 35%, preferably between 10 and 20%.
  • the maximum tensile strength of the second component of the composite can be equated to the maximum tensile strength of the composite itself, since the nonwoven fabric, particularly due to its high elongation, makes no significant contribution to the maximum tensile strength.
  • the bond between the geotextile and the two asphalt layers is made by an adhesive, e.g. pure bitumen, achieved.
  • an adhesive e.g. pure bitumen
  • the final amount of adhesive must be determined beforehand.
  • the amount of adhesive must correspond at least to the pore content of the composite, taking into account migration into the damaged layer.
  • the nonwoven fabric consists of a Trevira spunbond, in which Trevira high-strength yarns are integrated by weft-laying technique or which is connected by sewing to a fabric made of Trevira high-strength yarns.
  • the composite material designed according to the invention has a particularly high resistance to crack formation and propagation.
  • the fleece component ensures an optimal bond between the asphalt and the geotextile; it also prevents water from penetrating and forms a buffer that absorbs forces through the cracks.
  • the composite is expediently used in such a way that the nonwoven lies on the underside.

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Abstract

Beschrieben wird ein Geotextil, das insbesondere bei der Sanierung gealterter bituminöser Fahrbahndecken als Zwischenlage zwischen der alten und neuen Fahrbahndecke eingesetzt wird. Das Geotextil ist ein Verbundstoff aus einem Vliesstoff und einem Gewebe, Gewirke, Fadengelege oder anderen Flächengebilde definierter Garnlage. Vorzugsweise ist der Vliesstoff als Raschelware ausgebildet, bei der der Vliesstoff und das Flächengebilde definierter Garnlage durch Schußlegerascheltechnik verbunden sind. Das beschriebene Geotextil hat besonders vorteilhafte Bewehrungs- und Dichtungseigenschaften und zeichnet sich durch gute Verlegbarkeit aus.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Geotextil für die Bewehrung von Asphaltschichten im Straßenbau.
  • Seit vielen Jahren werden Geotextilien bei der Renovierung von abgefahrenen bituminösen Fahrbahndecken als Zwischenlage zwischen der alten und neuen Fahrbahndecke verwendet. Geo­textilien können jedoch auch beim Neubau von Straßen zwi­schen Fahrbahndecke und Tragschicht eingesetzt werden. Die Wirkungsweise und die Vorteile derartiger Geotextilien wur­den auf einer Konferenz in Liège, Belgien vom 8.03.89 bis 10.03.89 diskutiert ("Reflective Cracking in Pavements", Assessment and Control).
  • In der Praxis haben sich im wesentlichen zwei grundsätzliche Konzepte durchgesetzt. Zum einen werden Vliesstoffe verwen­det, die üblicherweise als Spinnvlies aus Endlosfilamenten (Spunbond) ausgebildet sind und aus Polypropylen oder, wegen des höheren Schmelzpunktes, in zunehmendem Ausmaß aus Poly­ester bestehen (vgl. z. B. "Die Asphaltstraße" 1/88, S.15ff oder "Installation Guide for Paving Fabric in Asphalt Overlays" von Hoechst Fibre Industries, USA). Zum anderen werden Gittergewebe aus hochfesten Polyestergarnen einge­setzt (vgl. z.B. "Bitumen, Teer, Asphalt, Peche", 25. Jahr­gang, April 1974). Außerdem werden in neuerer Zeit soge­nannte Grids verwendet, bei denen es sich um gereckte Loch­folien aus gegossenem bzw. extrudiertem Kunststoff, meist aus Polypropylen, handelt.
  • Der Vorteil des zwischen Fahrbahndecke und Untergrund einge­legten Vliesstoffes liegt hauptsächlich in einer gewissen Pufferwirkung, die das Entstehen bzw. die Fortpflanzung von Rissen verhindern oder zumindest verzögern soll. Außerdem wirkt der bitumenimprägnierte Vliesstoff als Wassersperre, der das Eindringen von Oberflächenwasser in die Tragschicht verhindern soll. Wie sich in der Praxis gezeigt hat, sind Vliesstoffe jedoch im Hinblick auf ein Verhindern von Rißbildung und -fortpflanzung durch vertikale Bewegungen oder sehr große horizontale Bewegungen häufig nicht zufrie­denstellend, was vermutlich auf ihre unzureichenden Festig­keits- und Dehnungseigenschaften zurückzuführen ist.
  • Wenn auch Gittergewebe wegen ihrer besseren Festigkeits­eigenschaften Relativbewegungen zwischen Fahrbahndecke und Tragschicht gut auffangen und somit eine bessere Wirkung beim Verhindern der Rißbildung und -fortpflanzung entfalten, haben sie jedoch den Nachteil, daß durch die groben Maschen von 20 bis 40mm Risse durchtreten können. Nachteilig ist ferner, daß sie praktisch keine Wassersperre gegen das Ein­dringen von Oberflächenwasser bilden. Auch bereiten der­artige Gittergewebe aufgrund ihrer Steifigkeit verlegetech­nische Schwierigkeiten, was oft zu einem mangelhaften Ver­bund und somit zu einem frühzeitigen Lösen der Asphalt­schicht führt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Geotextil für die Bewehrung von Asphaltschichten im Straßenbau zu schaf­fen, das besonders wirkungsvoll die Rißbildung und -fort­pflanzung in den Asphaltschichten verhindert, eine gute Dichtungswirkung gegen das Eindringen von Oberflächenwasser besitzt und sich leicht verlegen läßt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß es ein aus zwei Komponenten bestehender Verbundstoff ist, dessen eine Komponente ein Vliesstoff und dessen zweite Kom­ponente ein Gewebe, Gewirke, Fadengelege, Grid oder ein an­deres Flächengebilde definierter Garnlage ist.
  • Verbundstoffe aus einem Vliesstoff und einem Flächengebilde definierter Garnlage sind an sich bereits bekannt. So zeigt das DE-GM 71 33 997 einen Verbundstoff aus einem Vliesstoff aus gekräuselten Polyamidfasern und einem eingenadelten Git­tergewebe aus Endlosfilamenten, die durch ein wasserfestes Bindemittel miteinander verbunden sind. Dieser Verbundstoff wird als erosionsverhindernder Dämmstoff im Deich- und Kanalbau verwendet.
  • Dagegen dient das erfindungsgemäß ausgebildete Geotextil zur Bewehrung von Asphaltschichten im Straßenbau. Wie sich gezeigt hat, besitzt das erfindungsgemäß ausgebildete Geo­textil eine überraschend hohe Widerstandsfähigkeit gegen Rißbildung und -fortpflanzung. Dies dürfte auf einer Kombi­nationswirkung zwischen den vorteilhaften Eigenschaften der beiden Komponenten des Verbundstoffes beruhen. Darüberhinaus besitzt das erfindungsgemäß ausgebildete Geotextil eine aus­gezeichnete Dichtungswirkung, die das Durchdringen von Wasser und somit auch von organischen und anorganischen Bestandteilen verhindert.
  • Vorzugsweise ist der Verbundstoff als Raschelware ausge­bildet, bei der die beiden Komponenten des Verbundstoffes durch Schußlegerascheltechnik verbunden sind. Hierbei han­delt es sich um eine Kettenwirktechnik, bei der der Vlies­stoff richtungsorientiert durch Garne, vorzugsweise hoch­feste Garne verstärkt ist. Diese Kettenwirktechnik wird auf sogenannten Raschelmaschinen durchgeführt. Eine besonders geeignete Raschelmaschine zur Herstellung eines erfindungs­gemäß ausgebildeten Verbundstoffes ist die RS 3 MSU-V der Firma Karl Mayer, Textilmaschinenfabrik GmbH, Obertshausen. Bei der in Schußlegetechnik hergestellten Raschelware mit Vlieseinlage ergibt sich ein besonders fester Verbund zwischen den beiden Komponenten des Verbundstoffes.
  • Gute Ergebnisse ergeben sich aber auch, wenn die beiden Kom­ponenten des Verbundstoffes durch Nadeln, Kleben oder Nähen miteinander verbunden sind. Der Verbund der beiden Komponen­ten muß gewährleisten, daß keine Schwächung des Geotextils durch eine Delaminierung des Verbundstoffes entsteht.
  • Der Vliesstoff kann aus Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polyacrylnitril oder anderen geeigneten Rohstoffen herge­stellt werden; bevorzugt sind jedoch Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, wegen ihrer hohen Temperaturbe­ständigkeit.
  • Der Vliesstoff ist vorzugsweise als Spinnvlies aus Endlos­filamenten ausgebildet, d.h. er ist ein sogenanntes Spun­bond. Der Vliesstoff kann mechanisch, thermisch oder chemisch verfestigt sein; bevorzugt wird eine mechanische Verfestigung wegen der Flexibilität und der Bitumensaug­fähigkeit eines derartigen Vliesstoffes. Das Flächengewicht des Vliesstoffes liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 300 g/cm², vorzugsweise zwischen 100 und 180 g/ m².
  • Die Auswahl des Rohstoffs für die zweite Komponente des Ver­bundstoffes, also etwa für das Gewebe, ist ähnlich wie beim Vliesstoff. Besonders bevorzugt werden beide Komponenten des Verbundstoffes aus dem gleichen Rohstoff hergestellt, also insbesondere aus Polyestern, unabhängig davon, ob der Ver­bundstoff ein Gewebe, Gelege, Gitter oder Gewirke enthält oder als Raschelware ausgebildet ist. Das Flächengewicht der zweiten Komponente des Verbundstoffes liegt vorzugsweise im Bereich von 100 bis 500 g/m². Die Höchstzugkraft der zwei­ten Komponente des Verbundstoffes soll bei 10 bis 200 kN/m liegen, vorzugsweise über 25 kN/m (wobei unter Höchstzug­kraft die Höchstzugkraft eines Flächengebildes von 1m Breite zu verstehen ist). Die Bruchdehnung liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 5 und 35%, vorzugsweise zwischen 10 und 20%.
  • Falls der Verbundstoff als Raschelware mit Vliesstoffeinlage ausgebildet ist, kann man die Höchstzugkraft der zweiten Komponente des Verbundstoffes der Höchstzugkraft des Ver­bundstoffes selbst gleichsetzen, da der Vliesstoff, insbe­sondere aufgrund seiner hohen Dehnung, keinen nennenswerten Beitrag zur Höchstzugkraft leistet.
  • Der Verbund zwischen dem Geotextil und den beiden Asphalt­schichten wird durch ein Haftmittel, z.B. reines Bitumen, erreicht. Bei Verwendung von anderen Haftmitteln ist die endgültige Haftmittelmenge vorher zu ermitteln. Die Haftmit­telmenge muß mindestens dem Porengehalt des Verbundstoffes entsprechen, wobei ein Abwandern in die beschädigte Schicht mitzuberücksichtigen ist. Im Specification Guide for Paving Fabrics der TASK FORCE 25 sind die entsprechenden Anforde­rungen zusammengefaßt.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht der Vliesstoff aus einem Trevira-Spunbond, in das durch Schuß­legerascheltechnik Trevira-Hochfestgarne integriert sind oder das durch Nähen mit einem Gewebe aus Trevira-Hochfest­garnen verbunden ist.
  • Wie bereits erwähnt, besitzt der erfindungsgemäß ausgebil­dete Verbundstoff eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegen Rißbildung und -weiterleitung. Hierbei sorgt die Vlieskomponente für einen optimalen Verbund zwischen dem Asphalt und dem Geotextil; sie verhindert auch ein Durch­dringen von Wasser und bildet einen Puffer, der Kräfte durch die Risse absorbiert. Zweckmäßigerweise wird der Verbund­stoff so eingesetzt, daß der Vliesstoff auf der Unterseite liegt.
  • Bei größeren Rissen, die insbesondere durch Abbrüche von Anbauten und/oder Bodensetzungen, Frosthebungen oder sonstige Belastungen bedingt sind, erfolgt die Kraftaufnahme vor allem durch die hochfeste zweite Komponente des Verbund­stoffes.

Claims (12)

1. Geotextil für die Bewehrung von Asphaltschichten im Straßenbau, dadurch gekennzeichnet, daß es ein aus zwei Komponenten bestehender Verbundstoff ist, dessen eine Kompo­nente ein Vliesstoff und dessen zweite Komponente ein Ge­webe, Gewirke, Fadengelege, Grid oder anderes Flächengebilde definierter Garnlage ist.
2. Geotextil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundstoff als Raschelware ausgebildet ist, bei der die beiden Komponenten durch Schußlegerascheltechnik ineinander integriert sind.
3. Geotextil nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Komponenten des Verbundstoffes durch Nadeln, Kleben oder Nähen miteinander verbunden sind.
4. Geotextil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Komponente des Verbundstoffes aus hochfesten Garnen besteht.
5. Geotextil nach mindestens einem der vorherge­henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff als Spinnvlies aus Endlosfilamenten (Spunbond) ausgebildet ist.
6. Geotextil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff aus Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, besteht.
7. Geotextil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Komponen­ten des Verbundstoffes aus dem gleichen Rohstoff bestehen.
8. Geotextil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vliesstoff mecha­nisch verfestigt ist.
9. Geotextil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengewicht des Vliesstoffes im Bereich zwischen 50 und 300g/cm², vor­zugsweise zwischen 100 und 180 g/ m² liegt.
10. Geotextil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengewicht der zweiten Komponente des Verbundstoffes im Bereich zwischen 100 und 500 g/ m² liegt.
11. Geotextil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höchstzugkraft der zweiten Komponente des Verbundstoffes im Bereich zwi­schen 10 und 200 kN/m, vorzugsweise zwischen 25 und 200 kN/m liegt.
12. Geotextil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchdehnung der zweiten Komponente des Verbundstoffes im Bereich zwischen 5 und 35%, vorzugsweise zwischen 10 und 20%, liegt.
EP90115547A 1989-08-16 1990-08-14 Geotextil für die Bewehrung von Asphaltschichten Withdrawn EP0413295A1 (de)

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