EP2163688A2 - Streustromisolierter Fahrzeugbahnweg für schienengebundene Fahrzeuge - Google Patents

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EP2163688A2
EP2163688A2 EP09011397A EP09011397A EP2163688A2 EP 2163688 A2 EP2163688 A2 EP 2163688A2 EP 09011397 A EP09011397 A EP 09011397A EP 09011397 A EP09011397 A EP 09011397A EP 2163688 A2 EP2163688 A2 EP 2163688A2
Authority
EP
European Patent Office
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roadway according
trough
roadway
layer
rails
Prior art date
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Application number
EP09011397A
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English (en)
French (fr)
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EP2163688B1 (de
EP2163688A3 (de
Inventor
Steffen Jentzsch
Jörg Heyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Strabag AG
Strabag Rail GmbH
Original Assignee
Strabag AG
Strabag Rail GmbH
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Publication date
Application filed by Strabag AG, Strabag Rail GmbH filed Critical Strabag AG
Publication of EP2163688A2 publication Critical patent/EP2163688A2/de
Publication of EP2163688A3 publication Critical patent/EP2163688A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2163688B1 publication Critical patent/EP2163688B1/de
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B21/00—Track superstructure adapted for tramways in paved streets
    • E01B21/02—Special supporting means; Draining of rails
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2205/00—Electrical insulation of railway track parts

Definitions

  • the invention relates to a stray current insulated roadway for rail vehicles according to the preamble of claim 1.
  • a cathodic corrosion protection and passive measures are known. These include, among other things, the galvanic separation of the existing electrical system by direct sheathing of the rails with insulation layers.
  • a known system consists of various electrically insulating moldings such as rail foot covers, which are arranged on the underside of the rail foot, Kammer Strukturllprofile rubber, which are inserted on both sides of the rail web precisely in the area between rail and rail head and tie rod sheathing, which wrap the tie rods. With these parts, a track can thus be electrically insulated, thereby reducing stray currents.
  • an insulation for rails of a derdbaren track which consists of a coating of mica insulating material. This coating is applied to the surface of the rails and recessed only the top of the rail head.
  • the coating is proposed to apply as a paint, which indeed brings a considerable ease in producing the insulation with it.
  • a coat can not achieve permanent protection against stray currents, especially in the joint area between different components, since defects in the insulation caused by cracking will be the rule.
  • the required upper limit of Dertechnischsbelags will therefore not be achievable with such protection.
  • the second embodiment of the coating disclosed in the form of an insulating film will lead to improved insulation, but because of the necessity of having to lay and fix the film following the contour of the rail profile, in turn is associated with an increased installation effort.
  • the invention has for its object to provide a completely new type of passive protection against stray currents in conjunction with rail tracks.
  • the invention is overcome by the ubiquitous idea that the rails of a roadway to isolate stray currents are to be isolated directly, either by attaching molded parts to the rails or by sheathing the rails with an electrically insulating film. Instead, the invention takes a completely new, surprising route, in that, in contrast to the prior art, the rails are not immediately insulated, but the electrical insulation takes place only below the track body.
  • a further advantage of this surprisingly simple embodiment of an electrical insulation of lane paths compared with the prior art is the substantially reduced number of potential defects, since the number of joints is significantly reduced compared with the prior art.
  • An inventive roadway is therefore not only easier and more economical to manufacture, but also excels in From a qualitative point of view, it has an extremely low discharge surface.
  • the invention is embodied by a trough-shaped excavation in a suitable substrate, in which the inside of the trough is lined with an electrically insulating layer.
  • an asphalt layer is preferred for the electrically insulating layer, which compensates for irregularities in the substrate and can serve at the same time as a pressure-distributing support layer with sufficient strength.
  • the electrically insulating layer in multiple layers, for example with a fabric layer to increase the strength or with a plastically deformable protective layer, the sharp-edged projections in the ground, for example, caused by stones receives.
  • the asphalt layer is preferably arranged in the more heavily loaded floor area of the tub, while the less heavily loaded side areas can be covered with tracks.
  • a preferred embodiment of the invention provides to make the side portions of the tub made of concrete, for example by placing precast concrete elements on a flat or on a concrete or asphalt base course.
  • the concrete parts form with their insides a stable and level surface for applying the electrically insulating layer, which is applied for example in the form of a self-adhesive sealing sheet.
  • the bottom region of the tub may then be formed by a mineral base layer, an asphalt base course or a concrete base course.
  • a first possibility is to introduce an asphalt tread layer adjoining the lateral insulation between the lateral precast concrete elements, which proves to be advantageous, above all in connection with an underlying mineral base layer.
  • insulating webs can also be applied over a large area be connected to the insulation of the side panels. In this way, extremely effective protection against stray currents results, which at the same time contributes to load transfer.
  • the track body can then be produced in a simple manner by concreting a concrete slab, the concrete slabs serving as lateral formwork in the lateral area of the tub.
  • a protective layer for example, extruded polystyrene foam boards, applied to the electrically insulating layer to protect them from damage during concreting and to allow movements of the concrete support plate against the tub according to the invention.
  • drainage such as a cross slope or drainage pipes, below the trough in the area of the tarmac protection layer, which drain waterlogging or infiltration of surface water. This prevents that, in particular in connection with dissolved salts, an increased electrical conductivity is caused. Additional drainage may be provided within the trough in the trough to divert congested water from the track body.
  • another advantage of the invention is that structure-borne noise is transmitted only reduced due to the damping properties of the roadway according to the invention. This property can be enhanced by adding rubber granules or the like to the asphalt base course.
  • Fig. 1 shows two embodiments of a roadway 1 according to the invention of which only one half is shown due to the existing axis symmetry.
  • the roadway path 1 according to the invention consists of a trough 3 produced by corresponding excavation in the ground 2.
  • the trough 3 has two side areas 4 and a bottom area 5 in the transverse direction. In the longitudinal direction, that is to say perpendicular to the plane of representation, this cross-sectional profile follows the path of the roadway 1.
  • the inner sides of the trough 3 are covered over the whole area with an electrically insulating layer 6.
  • the left half of the roadway 1 according to the invention in the illustration plane shows an electrically insulating layer 6 of a thick-walled bituminous sheet 7, which can be reinforced with a strength-enhancing fabric.
  • the bituminous membrane 7 is laid directly on the ground and pushed the individual tracks to obtain a large-scale insulation with edge overlap and connected.
  • the half of the roadway 1 according to the invention shown in the illustration on the right represents a preferred embodiment of the invention in connection with a substrate 2 produced in such a simple manner.
  • the electrically insulating layer 6 here consists of an asphalt layer 8 which is not only suitable for insulation Stray currents is used, but also assumes a supporting function, in that a pressure distribution in the subsurface 2 takes place during the discharge of the load.
  • the tub 3 with the electrically insulating layer 6 on its inside receives a track 9, which is composed essentially of a concrete base layer 10 and rails 11.
  • the concrete base layer 10 is prepared by filling flowable concrete in the bottom portion 5 of the tub 3 and can connect directly to the electrically insulating layer 6.
  • a protective layer may optionally be interposed between the electrically insulating layer 6 and the concrete support layer 10, a protective layer, as later under the Fig. 3 and 4 is described in more detail.
  • rails 11 are then adjusted in a horizontal and vertical position and fixed with the usual fasteners in a known manner.
  • the vertical adhesion to the concrete support layer 10 ensures a bottom casting 12 between the underside of the rails 11 and the concrete support layer 10.
  • the parallelism of the rails 11 ensuring tie rods are in Fig. 1 to 4 not shown.
  • the web portions of the rails 11 are provided on both sides with Kammer Strukturllprofilen 13.
  • the space to the side of the rails 11 is otherwise filled with a filling concrete 14 to about the lower edge of the rail head. Above this there is a poured asphalt layer 15, possibly with the interposition of a fleece to the filling concrete 14.
  • FIG. 2 shows two embodiments of the invention.
  • the left-hand illustration shows a roadway 1 in which the side regions 4 and the bottom region 5 of the trough 3 give rise to a monolithic concrete structure.
  • a trough 3 can be made on site from in-situ concrete or else be formed by a finished part.
  • the insides of the tub 3 are provided with a bituminous stray current insulating cold self-adhesive layer 16.
  • a drainage 27 may be provided to drain water, which accumulates on the cold self-adhesive layer 16, divert.
  • the trough-shaped tray 3 produced in this way serves to receive the track body 9, which apart from the perpendicular to the bottom portion 5 extending sides of the under Fig. 1 corresponds described.
  • Fig. 2 is already under FIG. 1 mentioned protective layer 17 between the concrete base layer 10 and Rudbeton 14 and the side areas 4 shown in the drawing.
  • FIG. 2 This structure differs from that in Fig. 2
  • the bottom portion 5 is formed by a continuous asphalt support plate 18, on the following the side portions 4 are made of in-situ concrete or precast concrete parts.
  • the asphalt support plate 18 alternatively, the arrangement of a concrete support plate would be possible. Since the asphalt base layer 18 itself has electrically insulating properties, optionally the cold self-adhesive layer 16 can be dispensed with.
  • Fig. 3 and 4 show a particularly preferred embodiment of a roadway 1 according to the invention, which is erected on a previously possibly prepared with transverse slopes Planum 19.
  • a layer protection layer 20 is applied to the surface 19, which may be provided in the form of drainage pipes 26 in the form of drainage pipes running in the longitudinal direction of the roadway 1, as in the present case, in order to dissipate stagnant moisture or infiltration surface water.
  • a flat sub-concrete strip 21 is produced as a support for angle-shaped precast concrete elements 22.
  • the precast concrete elements 22 have a head inside 23 and foot inside 24, which form the side region 4 of the tub 3.
  • a supporting concrete 25 is provided on the outside of the lower concrete 21.
  • the runway protective layer 20 is continued by filling the areas between the precast concrete parts 22 up to the level of the inside of the foot 24.
  • the head inner sides 23 and an adjoining region of the inside of the foot 24 are covered with the electrically insulating layer 6.
  • this consists of a cold self-adhesive web 16 which, after appropriate preparation of the Substrate is glued to the precast concrete 22 pieces.
  • the cold self-adhesive layer 16 thus embodies the upright part of the electrically insulating layer 6.
  • an asphalt base course 8 is applied to the tarmac protection layer 20, which adjoins the cold self-adhesive layer 16 in the side areas 4 over the entire inside of the foot 24 and forms an overlapping area therewith.
  • the Asphalttrag für 8 thus represents the horizontal part of the electrically insulating layer 6 and forms in combination with the cold self-adhesive layer 16 a well-closed trough 3 are trapped in the stray currents.
  • the track body 9 is then produced within the tray 3 thus formed, a protective layer 17 made of expanded polystyrene rigid foam boards or the like being previously adhesively bonded to the cold self-adhesive web 16 in the area of the inside of the foot 24 as a preparatory measure.
  • the concrete support layer 10 can be prepared by concreting, on the upper side of the rails 11, which are held by tie rods, not shown at a lateral distance aligned and fixed with known fasteners. About a between the bottom of the rails 11 and the concrete base layer 10 introduced sub-casting 12 of the adhesion to the substrate is made.
  • the rails 11 are provided on both sides with Kammer satinn 13 and the adjoining lateral areas filled with a filling concrete 14 to about the lower edge of the rail head.
  • the upper side of the roadway 1 according to the invention finally forms a cast asphalt layer 15, which is applied to the filling concrete 14.
  • the embodiment relates to the implementation of the invention in conjunction with a fixed track. It is also possible, the invention in a track body consisting of a track grid with sleepers and rails, which is laid in the ballast bed, apply.
  • the invention is not limited to the above-described combinations of layers and webs or the material combinations used. Rather, in the context of the invention are all variations in which the protection against stray currents via a closed cross-section tub is achieved with an electrically insulating layer.
  • an electrically insulating asphalt layer is applied to the head inner sides 23 of the precast concrete elements 22, since this provides greater resistance to the sharp-edged ballast.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

Fahrbahnweg für schienengebundene Fahrzeuge, insbesondere für Gleichstrombahnen, mit einem Gleiskörper (9), der Schienen (11) und Lagerelemente (10) für die Schienen (11) umfasst, wobei zur Minimierung von Streuströmen die Schienen (11) elektrisch isoliert sind. Es ist vorgesehen, den Gleiskörper (9) innerhalb einer Wanne (3) anzuordnen, wobei die Wanne (3) einen Bodenbereich (5) und Seitenbereiche (4) besitzt und in beliebiger Länge entlang der Trasse des Fahrbahnwegs (1) hergestellt sein kann. Die Wanne (3) weist an ihrer Innenseite eine elektrisch isolierende Schicht (6) auf, so dass Streuströme die Wanne (3) nicht mehr verlassen können.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen streustromisolierten Fahrbahnweg für schienengebundene Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Die Problematik des Streustroms beim Betrieb elektrifizierter Schienenfahrbahnwege ist hinreichend bekannt, insbesondere in Verbindung mit Gleichstrombahnen. Triebwagen, Hinleiter und Rückleiter bilden zusammen mit den Einspeisepunkten im Bereich der Bahnunterwerke einen elektrischen Betriebskreis, bei dem die Schienen als Rückleiter für die Fahrströme genutzt werden. Ein Teil dieses Stroms, auch als Streustrom oder vagabundierender Strom bezeichnet, entweicht dem geringsten elektrischen Widerstand folgend in den leitfähigen Untergrund und benutzt dort befindliche Versorgungsleitungen wie z.B. Rohrleitungen für Gas und Wasser, Kabelmäntel und dergleichen zum Zurückfließen zum nächsten Rückspeisepunkt. Dort wo der Streustrom aus dem Leiter austritt, also zunächst im Bereich der Schienen und später im Bereich der Versorgungsleitungen, bewirkt er elektrolytische Korrosionsvorgänge, in deren Folge es zu beträchtlichen Schäden durch Materialabtragungen an Rohren, Schienen, Schienenbefestigungsmitteln und dergleichen kommt.
  • Neben aktiven Gegenmaßnahmen wie z.B. einem kathodischen Korrosionsschutz sind auch passive Maßnahmen bekannt. Dazu gehört unter anderem die galvanische Auftrennung des vorhandenen elektrischen Systems durch unmittelbare Ummantelung der Schienen mit Isolationsschichten. Ein hierzu bekanntes System besteht aus verschiedenen elektrisch isolierenden Formteilen wie zum Beispiel Schienenfußummantelungen, die auf der Unterseite des Schienenfußes angeordnet werden, Kammerfüllprofile aus Gummi, die beidseits des Schienensteges passgenau in den Bereich zwischen Schienenfuß und Schienenkopf eingefügt werden und Spurstangenummantelungen, die die Spurstangen umhüllen. Mit diesen Teilen kann ein Gleis also elektrisch isoliert und dadurch Streuströme reduziert werden.
  • Bei diesem System der elektrischen Isolierung machen sich die vielen Fugen als nachteilig bemerkbar, die zahlreich in den Bereichen entstehen, wo Formteile aufeinandertreffen. Solche Fugen ergeben sich folglich im Stoßbereich der Schienenfußummantelungen untereinander sowie mit den Kammerfüllkörpern und in den Anschlussbereichen der Spurstangen an die Schienen. Jede Fuge stellt, wenn sie nicht mit äußerster Sorgfalt hergestellt worden ist, eine potentielle Fehlstelle in der Isolierung dar, so dass sich in der Praxis die Fugen oftmals als Schwachstellen bei einer vollständigen Isolierung der Schienen herausstellen.
  • Aus wirtschaftlicher Sicht stellen sich das Vorhalten der unterschiedlichen Formteile sowie der durch die Montage der Formteile und Ausbildung der Fugen bedingte hohe Arbeitsaufwand als nachteilig heraus. Zusätzliche Schwierigkeiten ergeben sich im Bereich von Kreuzungen, Weichen und engen Bögen, für die keine standardisierten Lösungen bereitgehalten werden. An diesen Stellen sind deshalb Anpassungsarbeiten vor Ort mit weiterem Arbeitsaufwand vorzunehmen, was diese Vorgehensweise insgesamt sehr arbeitsintensiv und kostenträchtig macht.
  • Aus der DE 203 20 577 U1 ist zudem eine Isolierung für Schienen eines einerdbaren Gleises offenbart, die aus einer Beschichtung aus glimmerhaltigem Isoliermaterial besteht. Diese Beschichtung wird auf die Oberfläche der Schienen aufgebracht und lediglich die Oberseite des Schienenkopfes ausgespart. Gemäß einer ersten Ausführungsform wird dort vorgeschlagen, die Beschichtung als Anstrich aufzubringen, was zwar eine erhebliche Erleichterung beim Herstellen der Isolierung mit sich bringt. Angesichts stets vorhandener Relativbewegungen zwischen den einzelnen Komponenten eines Gleisrostes ist jedoch davon auszugehen, dass mit einem Anstrich ein dauerhafter Schutz vor Streuströmen insbesondere im Fugenbereich zwischen unterschiedlichen Bauteilen nicht erreicht werden kann, da durch Rissbildung bedingte Fehlstellen in der Isolierung der Regelfall sein werden. Die geforderte Obergrenze des Ableitungsbelags wird daher mit einem solchen Schutz nicht erreichbar sein. Die in Form einer isolierenden Folie offenbarte zweite Ausführungsform der Beschichtung wird demgegenüber zu einer verbesserten Isolierung führen, ist aber aufgrund der Notwendigkeit, die Folie der Kontur des Schienenprofils folgend verlegen und fixieren zu müssen, wiederum mit einem erhöhten Montageaufwand verbunden.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine völlig neue Art des passiven Schutzes vor Streuströmen in Verbindung mit Schienenfahrbahnwegen zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Fahrbahnweg für Schienenfahrzeuge mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung löst sich von der allgegenwärtigen Vorstellung, dass die Schienen eines Fahrbahnweges zur Vermeidung von Streuströmen unmittelbar zu isolieren sind, sei es durch Anbringen von Formteilen an den Schienen oder durch Ummantelung der Schienen mit einer elektrisch isolierenden Folie. Stattdessen beschreitet die Erfindung einen ganz neuen, überraschenden Weg, indem im Gegensatz zum Stand der Technik die Schienen nicht unmittelbar isoliert werden, sondern die elektrische Isolierung erst unterhalb des Gleiskörpers erfolgt.
  • Dies bringt gegenüber dem Stand der Technik den beträchtlichen Vorteil, dass die Isolierung nicht mehr aufwändig der Kontur des Schienenprofils folgen muss, was mit einem sehr hohen Arbeitsaufwand verbunden ist und was vor allem im Bereich von Weichen und Kreuzungen sowie im Anschlussbereich der Spurstangen nur noch mit einem unverhältnismäßig hohen Arbeitsaufwand zu bewältigen ist und dabei infolge der hohen Anzahl an Fugen und Anschlüssen ein hohes Gefahrenpotential für Fehlstellen in sich birgt.
  • Stattdessen ist es dank der Erfindung möglich, die isolierende Schicht großflächig auf im Wesentlichen plane Flächen aufzubringen. Diese Bauweise bringt den entscheidenden Vorteil, dass bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Fahrbahnweges auf im Straßen- und Gleisbau bekannte Verfahren und Materialien sowie auf die in diesem Zusammenhang bewährten Maschinen und Geräte zurückgegriffen werden kann. Da eine Vielzahl kostenträchtiger Formteile nun nicht mehr notwendig ist und der durch die vielen Anpassungsmaßnahmen bedingte Arbeitsaufwand entfällt, gleichzeitig aber durch die Maschinisierung des Herstellungsvorgangs der Baufortschritt und damit die Produktivität erheblich gesteigert werden kann, sind Kosteneinsparungen in beträchtlichem Umfang möglich.
  • Ein weiterer Vorteil dieser im Vergleich zum Stand der Technik verblüffend einfachen Ausführung einer elektrischen Isolierung von Fahrbahnwegen zeigt sich in der wesentlich verringerten Anzahl an potentiellen Fehlstellen, da die Anzahl an Fugen gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert ist. Ein erfindungsgemäßer Fahrbahnweg ist daher nicht nur einfacher und wirtschaftlicher in der Herstellung, sondern zeichnet sich auch in qualitativer Hinsicht durch einen äußerst niedrigen Ableitungsbelag aus. Diese Vorteile zeigen deutlich die Überlegenheit der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik.
  • In ihrer einfachsten Ausführungsform wird die Erfindung durch einen wannenförmigen Aushub im geeigneten Untergrund verkörpert, bei der die Innenseite der Wanne mit einer elektrisch isolierenden Schicht ausgekleidet ist. In diesem einfachen Fall wird für die elektrisch isolierende Schicht eine Asphaltschicht bevorzugt, die Unregelmäßigkeiten im Untergrund ausgleicht und bei ausreichender Stärke gleichzeitig als druckverteilende Tragschicht dienen kann.
  • Es ist auch denkbar, die elektrisch isolierende Schicht mehrlagig auszubilden, beispielsweise mit einer Gewebelage zur Steigerung der Festigkeit oder mit einer plastisch verformbaren Schutzschicht, die scharfkantige Vorsprünge im Untergrund, beispielsweise hervorgerufen durch Steine, aufnimmt.
  • Auch ist es möglich, eine Asphaltschicht aufgrund ihrer bituminösen Bestandteile mit bituminösen Bahnen zu kombinieren, um eine elektrisch isolierende Schicht im Sinne der Erfindung zu erhalten. Dabei ist die Asphaltschicht bevorzugt im stärker belasteten Bodenbereich der Wanne angeordnet, während die weniger stark belasteten Seitenbereiche mit Bahnen bedeckt sein können.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Seitenbereiche der Wanne aus Beton herzustellen, beispielsweise durch Versetzen von Betonfertigteilen auf einem Planum oder auf einer Beton- oder Asphalttragschicht. Die Betonteile bilden mit ihren Innenseiten einen stabilen und ebenflächigen Untergrund zur Aufbringung der elektrisch isolierenden Schicht, die beispielsweise in Form einer selbstklebenden Dichtbahn aufgebracht wird. Der Bodenbereich der Wanne kann dann von einer mineralischen Tragschicht, eine Asphalttragschicht oder eine Betontragschicht gebildet sein.
  • Um auch den Bodenbereich der Wanne elektrisch zu isolieren, besteht gemäß der Erfindung eine erste Möglichkeit darin, eine an die seitliche Isolierung anschließende Asphalttragschicht zwischen den seitlichen Betonfertigteilen einzubringen, was sich vor allem in Verbindung mit einer darunter liegenden mineralischen Tragschicht als vorteilhaft erweist. Im Falle einer Asphalt- oder Betonschicht im Bodenbereich der Wanne können, wie schon bei den Seitenteilen, auch hier großflächig isolierende Bahnen aufgebracht werden, die an die Isolierung der Seitenteile anschließen. Auf diese Weise ergibt sich ein äußerst wirksamer Schutz gegen Streuströme, der gleichzeitig auch zur Lastabtragung beiträgt.
  • Bei einem solchen Aufbau kann dann der Gleiskörper in einfacher Weise durch Betonieren einer Betontragplatte hergestellt werden, wobei die Betonteile im Seitenbereich der Wanne als seitliche Schalung dienen. Vorteilhafterweise wird noch vor Einbringen des Betons für die Tragplatte eine Schutzschicht, beispielsweise aus extrudierten Polystyrol-Hartschaumstoffplatten, auf die elektrisch isolierende Schicht aufgebracht, um diese vor Beschädigungen im Zuge des Betonierens zu schützen und um Bewegungen der Betontragplatte gegenüber der erfindungsgemäßen Wanne zu ermöglichen. Entsprechendes gilt für den Füllbeton, der sich nach oben an die Betontragplatte anschließt und ebenfalls bis zu den Betonseitenteilen reicht.
  • Ferner erweist es sich von Vorteil, unterhalb der Wanne im Bereich der Planumsschutzschicht eine Entwässerung wie zum Beispiel ein Quergefälle oder Drainagerohre vorzusehen, die Staunässe oder einsickerndes Oberflächenwasser ableiten. Dadurch wird verhindert, dass insbesondere in Verbindung mit gelösten Salzen eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit hervorgerufen wird. Eine zusätzliche Entwässerung kann innerhalb der Wanne im Wannentiefsten vorgesehen werden, um sich stauendes Wasser aus dem Gleiskörper abzuleiten.
  • Vor allem in Verbindung mit einer Asphalttragschicht als Wannenboden zeigt sich als weiterer Vorteil der Erfindung, dass Körperschall aufgrund der dämpfenden Eigenschaften des erfindungsgemäßen Fahrbahnwegs nur reduziert übertragen wird. Diese Eigenschaft kann durch Beimischung von Gummigranulat oder dergleichen zur Asphalttragschicht verstärkt werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Zur Erleichterung des Verständnisses werden dabei für gleiche oder gleich wirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet, und es gelten dazu gemachte Ausführungen für alle Ausführungsbeispiele.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    Querschnitte zweier möglicher Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Fahrbahnweges,
    Figur 2
    Querschnitte zweier weiterer möglicher Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Fahrbahnweges,
    Figur 3
    einen Querschnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrbahnweges und
    Figur 4
    ein Detail des in Figur 3 dargestellten Fahrbahnweges im Übergangsbereich zwischen Seitenbereich und Bodenbereich der Wanne.
  • Fig. 1 zeigt zwei Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Fahrbahnwegs 1 von dem aufgrund der vorhandenen Achssymmetrie jeweils nur eine Hälfte dargestellt ist. Bei beiden Ausführungsformen besteht der erfindungsgemäße Fahrbahnweg 1 aus einer durch entsprechenden Aushub im Untergrund 2 hergestellten Wanne 3. Die Wanne 3 weist in Querrichtung zwei geböschte Seitenbereiche 4 und einen Bodenbereich 5 auf. In Längsrichtung, also senkrecht zur Darstellungsebene folgt dieses Querschnittsprofil der Trassierung des Fahrbahnwegs 1. Die Innenseiten der Wanne 3 sind vollflächig mit einer elektrisch isolierenden Schicht 6 bedeckt.
  • Die in der Darstellungsebene linke Hälfte des erfindungsgemäßen Fahrbahnwegs 1 zeigt eine elektrisch isolierende Schicht 6 aus einer dickwandigen Bitumenbahn 7, die mit einem festigkeitssteigernden Gewebe verstärkt sein kann. Die Bitumenbahn 7 ist direkt auf den Untergrund verlegt und die einzelnen Bahnen zum Erhalt einer großflächigen Isolierung mit Randüberlappung gestoßen und verbunden.
  • Die in der Darstellungsebene rechts dargestellte Hälfte des erfindungsgemäßen Fahrbahnwegs 1 stellt eine in Verbindung mit einem derart einfach hergestellten Untergrund 2 bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Die elektrisch isolierende Schicht 6 besteht hier aus einer Asphaltschicht 8, die nicht nur zur Isolation gegen Streuströme dient, sondern auch tragende Funktion übernimmt, indem bei der Lastableitung eine Druckverteilung im Untergrund 2 erfolgt.
  • Die Wanne 3 mit der elektrisch isolierenden Schicht 6 an ihrer Innenseite nimmt einen Gleiskörper 9 auf, der sich im wesentlichen zusammensetzt aus einer Betontragschicht 10 und Schienen 11. Die Betontragschicht 10 wird durch Einfüllen von fließfähigem Beton im Bodenbereich 5 der Wanne 3 hergestellt und kann dabei direkt an die elektrisch isolierende Schicht 6 anschließen. In den Seitenbereichen 4 hingegen kann gegebenenfalls zwischen der elektrisch isolierenden Schicht 6 und der Betontragschicht 10 eine Schutzschicht zwischengelegt werden, wie später noch unter den Fig. 3 und 4 ausführlicher beschrieben ist.
  • Auf der Betontragschicht 10 werden dann Schienen 11 in horizontaler und vertikaler Lage justiert und mit den üblichen Befestigungsmitteln in bekannter Art und Weise fixiert. Der vertikale Kraftschluss zur Betontragschicht 10 stellt ein Unterguss 12 zwischen der Unterseite der Schienen 11 und der Betontragschicht 10 sicher. Die die Parallelität der Schienen 11 gewährleistenden Spurstangen sind in Fig. 1 bis 4 nicht dargestellt.
  • Die Stegbereiche der Schienen 11 sind beidseitig mit Kammerfüllprofilen 13 versehen. Der Raum seitlich der Schienen 11 ist ansonsten mit einem Füllbeton 14 bis etwa zur Unterkante des Schienenkopfes aufgefüllt. Darüber befindet sich eine Gussasphaltschicht 15, gegebenenfalls unter Zwischenlegung eines Vlieses zum Füllbeton 14.
  • Durch die vollflächige Kapselung des Gleiskörpers 9 mittels der elektrisch isolierenden Schicht 6 können von den Schienen 11 ausgehende Streuströme nicht aus dem Bereich der Wanne 3 entweichen, so dass im Untergrund 2 verlaufende Installationen, wie zum Beispiel Wasser- oder Gasleitungen vor elektrolytischer Korrosion geschützt sind.
  • Auch Fig. 2 zeigt zwei Ausführungsformen der Erfindung. In der linken Darstellung sieht man einen Fahrbahnweg 1, bei dem die Seitenbereiche 4 und der Bodenbereich 5 der Wanne 3 einen monolithischen Betonbaukörper ergeben. Eine solche Wanne 3 kann vor Ort aus Ortbeton hergestellt werden oder aber auch von einem Fertigteil gebildet sein. Die Innenseiten der Wanne 3 sind mit einer bituminösen streustromisolierenden Kaltselbstklebedichtbahn 16 versehen. Optional kann im Wannentiefsten, hier in der Symmetrieachse, senkrecht zur Darstellungsebene eine Drainage 27 vorgesehen sein, um Wasser, das sich an der Kaltselbstklebedichtbahn 16 staut, abzuleiten.
  • Die auf diese Weise hergestellte trogförmige Wanne 3 dient zur Aufnahme des Gleiskörpers 9, der abgesehen von den senkrecht zum Bodenbereich 5 verlaufenden Seiten dem unter Fig. 1 beschriebenen entspricht. In Fig. 2 ist die bereits unter Figur 1 erwähnte Schutzschicht 17 zwischen der Betontragschicht 10 bzw. Füllbeton 14 und den Seitenbereichen 4 zeichnerisch dargestellt.
  • Von diesem Aufbau unterscheidet sich der in Fig. 2 rechts dargestellte Fahrbahnweg 1 im Wesentlichen durch die mehrteilige Ausbildung der Wanne 3. Dabei wird der Bodenbereich 5 von einer durchgehenden Asphalttragplatte 18 gebildet, auf der nachfolgend die Seitenbereiche 4 aus Ortbeton oder Betonfertigteilen hergestellt werden. An Stelle der Asphalttragplatte 18 wäre alternativ auch die Anordnung einer Betontragplatte möglich. Da die Asphalttragschicht 18 selbst elektrisch isolierende Eigenschaften besitzt, kann gegebenenfalls auch auf die Kaltselbstklebedichtbahn 16 verzichtet werden.
  • Die Fig. 3 und 4 zeigen eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrbahnwegs 1, der auf einem zuvor gegebenenfalls mit Quergefälle hergestellten Planum 19 errichtet wird. Dazu wird auf das Planum 19 eine Planumsschutzschicht 20 aufgebracht, die wie im vorliegenden Fall mit in Längsrichtung des Fahrbahnwegs 1 verlaufenden Entwässerungselementen 26 in Form von Drainagerohren versehen sein kann, um stauende Nässe oder einsickerndes Oberflächenwasser abzuleiten. In den Seitenbereichen 4 des Fahrbahnwegs 1 wird jeweils ein planer Unterbetonstreifen 21 als Auflage für winkelförmige Betonfertigteile 22 hergestellt. Die Betonfertigteile 22 besitzen eine Kopfinnenseite 23 und Fußinnenseite 24, die den Seitenbereich 4 der Wanne 3 bilden. Zur Lagesicherung der Betonfertigteile 22 ist an deren Außenseite zum Unterbeton 21 ein Stützbeton 25 vorgesehen. Die Planumsschutzschicht 20 wird durch Auffüllen der Bereiche zwischen den Betonfertigteilen 22 bis auf Höhe der Fußinnenseiten 24 fortgesetzt.
  • Die Kopfinnenseiten 23 und ein daran anschließender Bereich der Fußinnenseite 24 sind mit der elektrisch isolierenden Schicht 6 bedeckt. Diese besteht im vorliegenden Beispiel aus einer Kaltselbstklebedichtbahn 16, die nach entsprechender Vorbereitung des Untergrunds auf die Betonfertigteile 22 geklebt wird. Die Kaltselbstklebedichtbahn 16 verkörpert somit den aufrechten Teil der elektrisch isolierenden Schicht 6.
  • Im Bodenbereich 5 der Wanne 3 wird auf die Planumsschutzschicht 20 eine Asphalttragschicht 8 aufgebracht, die in den Seitenbereichen 4 jeweils über die gesamte Fußinnenseite 24 an die Kaltselbstklebedichtbahn 16 anschließt und mit dieser einen Überlappungsbereich ausbildet. Die Asphalttragschicht 8 stellt somit den horizontalen Teil der elektrisch isolierenden Schicht 6 dar und bildet in Kombination mit der Kaltselbstklebedichtbahn 16 eine allseits geschlossene Wanne 3 in der Streuströme gefangen sind. Zur Erhöhung der schalldämmenden Eigenschaften des Fahrbahnwegs 1 ist es möglich Gummigranulat oder Material mit vergleichbaren elastischen Eigenschaften in die Asphalttragschicht 8 einzubetten.
  • Innerhalb der so ausgebildeten Wanne 3 wird dann der Gleiskörper 9 hergestellt, wobei zuvor als vorbereitende Maßnahme eine Schutzschicht 17 aus expandierten Polystyrol-Hartschaumplatten oder dergleichen auf die Kaltselbstklebedichtbahn 16 im Bereich der Fußinnenseiten 24 aufgeklebt wird. Anschließend kann die Betontragschicht 10 durch Betonieren hergestellt werden, auf deren Oberseite die Schienen 11, die über nicht dargestellte Spurstangen in seitlichem Abstand gehalten sind, ausgerichtet und mit bekannten Befestigungsmitteln fixiert werden. Über einen zwischen der Unterseite der Schienen 11 und der Betontragschicht 10 einbrachten Unterguss 12 wird der Kraftschluss zum Untergrund hergestellt.
  • Im Stegbereich werden die Schienen 11 beidseitig mit Kammerfüllprofilen 13 versehen und die daran anschließenden seitlichen Bereiche mit einem Füllbeton 14 bis etwa zur Unterkante des Schienenkopfes aufgefüllt. Die Oberseite des erfindungsgemäßen Fahrbahnwegs 1 bildet schließlich eine Gussasphaltschicht 15, die auf den Füllbeton 14 aufgebracht wird. Alternativ ist es möglich, den Füllbeton 14 in einer geringeren Dicke herzustellen und den dadurch entstehenden Raum mit einer zweiten Asphaltschicht aufzufüllen.
  • Das Ausführungsbeispiel betrifft die Umsetzung der Erfindung in Verbindung mit einer festen Fahrbahn. Ebenso ist es möglich, die Erfindung bei einem Gleiskörper bestehend aus einem Gleisrost mit Schwellen und Schienen, der im Schotterbett verlegt ist, anzuwenden.
  • Auch ist die Erfindung nicht auf die vorbeschriebenen Kombinationen von Schichten und Bahnen bzw. die verwendeten Materialkombinationen beschränkt. Vielmehr liegen im Rahmen der Erfindung alle Variationen, bei denen der Schutz vor Streuströmen über eine im Querschnitt geschlossene Wanne mit einer elektrisch isolierenden Schicht erreicht wird. Zum Beispiel wäre es insbesondere bei einem Gleiskörper mit Schotterbett denkbar, dass anstelle der Kaltselbstklebedichtbahn 16 auf den Kopfinnenseiten 23 der Betonfertigteile 22 eine elektrisch isolierende Asphaltschicht angebracht ist, da diese dem scharfkantigen Schotter einen höheren Widerstand entgegensetzt.

Claims (19)

  1. Fahrbahnweg für schienengebundene Fahrzeuge, insbesondere für Gleichstrombahnen, mit einem Gleiskörper (9), der Schienen (11) und Lagerelemente (10) für die Schienen (11) umfasst, wobei zur Minimierung von Streuströmen die Schienen (11) elektrisch isoliert sind, gekennzeichnet durch eine Wanne (3) beliebiger Länge mit einem Bodenbereich (5) und Seitenbereichen (4), die entlang der Trasse des Fahrbahnwegs (1) angeordnet ist, wobei die Wanne (3) an ihrer Innenseite eine elektrisch isolierende Schicht (6) aufweist und der Gleiskörper (9) innerhalb der Wanne (3) angeordnet ist.
  2. Fahrbahnweg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht (6) eine Folie oder Bahn (16) umfasst, die allein oder in Kombination die elektrische Isolierung bewirkt.
  3. Fahrbahnweg nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie oder Bahn (16) ein- oder mehrlagig ausgebildet ist.
  4. Fahrbahnweg nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie oder Bahn (16) aus Bitumen, PVC oder Gummi besteht.
  5. Fahrbahnweg nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht (6) einen Belag (8) umfasst, der allein oder in Kombination die elektrische Isolierung bildet.
  6. Fahrbahnweg nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag (8) ein oder mehrschichtig aufgebaut ist.
  7. Fahrbahnweg nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag (8) aus einem bituminösen Bindemittel mit Zuschlagstoffen besteht.
  8. Fahrbahnweg nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Schicht (6) zusammengesetzt ist aus jeweils einer an den Seitenbereichen (4) der Wanne (3) angeordneten Folie oder Bahn (16) und einem im Bodenbereich (5) angeordneten Belag (8).
  9. Fahrbahnweg nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (3) vom natürlichen Untergrund (2) gebildet ist.
  10. Fahrbahnweg nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (3) in den Seitenbereichen (4) von Betonteilen (22) gebildet ist.
  11. Fahrbahnweg nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanne (3) im Bodenbereich (5) von einem Betonteil gebildet ist und mit den Betonteilen (22) in den Seitenbereichen (4) einen monolithischen oder zusammengesetzten Querschnitt bildet.
  12. Fahrbahnweg nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich (5) aus einer mineralischen Tragschicht (20) oder einer Asphalttragschicht (18) besteht.
  13. Fahrbahnweg nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenbereiche (4) aus Beton und der Bodenbereich (5) aus einer mineralischen Tragschicht (20) besteht und die Seitenbereiche (4) mit einer bituminösen Folie oder Bahn (16) und der Bodenbereich (5) mit einer die Folie oder Bahn (16) überlappenden Asphalttragschicht (18) oder einem bituminösen Belag (8) bedeckt ist.
  14. Fahrbahnweg nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der elektrisch isolierenden Schicht (6) und dem Gleiskörper (9) zumindest in Teilbereichen eine Schutzschicht (17) angeordnet ist, vorzugsweise in den Seitenbereichen (4).
  15. Fahrbahnweg nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleiskörper (9) eine steife Tragplatte (10) umfasst, auf der die Schienen (11) angeordnet sind.
  16. Fahrbahnweg nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleiskörper ein Schotterbett mit Schwellen umfasst, auf dem die Schienen angeordnet sind.
  17. Fahrbahnweg nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Wanne (3) eine Entwässerung vorgesehen ist, vorzugsweise rohrförmige Entwässerungselemente (26) oder eine Querneigung des Planums (19).
  18. Fahrbahnweg nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Wanne (3) eine Entwässerung (27) vorgesehen ist.
  19. Fahrbahnweg nach einem der Ansprüche 7, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den bituminösen Belag (8) oder die Asphalttragschicht (18) Gummigranulat oder dergleichen eingebettet ist.
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