EP2685001A1 - Fahrbahnaufbau und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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EP2685001A1
EP2685001A1 EP12175989.8A EP12175989A EP2685001A1 EP 2685001 A1 EP2685001 A1 EP 2685001A1 EP 12175989 A EP12175989 A EP 12175989A EP 2685001 A1 EP2685001 A1 EP 2685001A1
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EP
European Patent Office
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adhesive
asphalt base
rich
applying
void
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12175989.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hermann Finke
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.)
Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
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Publication date
Application filed by Sika Technology AG filed Critical Sika Technology AG
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Priority to PCT/EP2013/063047 priority patent/WO2014009132A1/de
Priority to US14/414,395 priority patent/US20150197896A1/en
Priority to CN201380036391.6A priority patent/CN104685128A/zh
Priority to EP13730272.5A priority patent/EP2885459A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/08—Damp-proof or other insulating layers; Drainage arrangements or devices ; Bridge deck surfacings
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    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/12—Grating or flooring for bridges; Fastening railway sleepers or tracks to bridges
    • E01D19/125—Grating or flooring for bridges

Definitions

  • the invention relates to the field of roadway sealing on a support structure.
  • reaction resin mixture When applying the reaction resin mixture to the void-rich asphalt base layer, areas form where the reaction resin mixture has larger contiguous areas forming on the top of the asphalt base course, typically optically smooth areas of the reaction resin mixture, this is disadvantageous for a good bond. These areas lead to a poor bond between the cast hollow-rich asphalt base course and the bituminous top layer.
  • the object of the present invention is therefore to provide a roadway structure, which can be created easily and efficiently and leads to a good bond between the potted hollow-rich asphalt base course and the bituminous top layer, especially at locations where the reaction resin mixture forms larger contiguous areas on top of the asphalt base course.
  • a cavity-rich asphalt carrying layer 3 is applied to a supporting structure 2, in particular a concrete structure.
  • Such a support structure 2 is preferably a building of civil engineering.
  • this may be a bridge, a gallery, a tunnel, a ramp or departure ramp or a parking deck.
  • a preferred example of such a support structure is a bridge.
  • This necessary for the roadway support structure is a structure of a material which a can have supporting function.
  • this material is a metal or a metal alloy or a concrete, in particular a reinforced concrete, preferably a reinforced concrete.
  • the most preferred example of such a support structure is a concrete bridge.
  • the void-rich asphalt base course 3 preferably consists of a single-grained asphalt with a high pore volume, for example asphalts of the classes 0/16, 0/11 or 0/5 can be used.
  • the void-rich asphalt base course preferably has a binder content of 4.5-7.5% by weight.
  • the void-rich asphalt base course preferably has spherical or polyhedron-shaped pores, which are delimited by webs and form a coherent system.
  • pores are understood as meaning production-related cavities in and / or on the surface of a composition that are filled with air or other substances that are foreign to the composition.
  • the pores may be visible or unrecognizable to the naked eye.
  • they are open pores which communicate with the surrounding medium.
  • the void-rich asphalt base layer has a pore size of 0.1-5 mm, in particular 0.2-1 mm, and / or a pore volume of 5-90%, in particular 10-80%, preferably 20-40%.
  • Pore volume in the present document is understood to mean the proportion in percent of the total of the voids filled with air or other non-compositional substances in the volume of the foamed composition.
  • the thickness of the void-rich asphalt base course is 1 - 5 cm. It may also be advantageous if the void content of the cavity-rich asphalt base course, measured in the Marshall body at 120 ° C., is between 15 and 30% by volume.
  • a reaction resin mixture 4 is applied to the high-lumen asphalt carrying layer 3 from step (i).
  • the application of the reaction resin mixture during the cavity-rich Asphalttrag Anlagen a temperature of 30 ° C - 60 ° C, in particular 30 ° C - 40 ° C having.
  • the reactive resin mixture penetrates into the cavity-rich asphalt base layer 3 and leads to a seal, in particular to water, the cavity-rich asphalt base course 3 and to an adhesive bond of the cavity-rich asphalt base course 3 to the base structure 2 by the later curing of the reaction resin mixture.
  • the reaction resin mixture has a flowable consistency at room temperature and is typically applied by brushing, spraying or pouring onto the void-rich asphalt base course layer 3.
  • flowable here will refer not only to liquid, but also to higher viscosity honey-like to pasty materials whose shape is adjusted under the influence of gravity.
  • the epoxy resin resin compositions are highly fluid, in particular having a viscosity of less than 10'000 mPas, preferably between 10 and 1000 mPas, so that they can penetrate into the cavity-rich asphalt base course and possibly into the support structure 2.
  • Particularly preferred as two-component epoxy resin compositions are thin, two-component epoxy resin compositions, such as those sold under the trade name Sikafloor®, Sikagard® or Sika Ergodur® Sika Germany GmbH, or Sika Switzerland AG.
  • two-component epoxy resin compositions are flexibilized two-component epoxy resin compositions. This is advantageous in that the Reaction resin mixture can perform its Abichtungs- and composite function even under high mechanical loads.
  • step (iii) an adhesive 5 is applied to the hollow-rich asphalt base course 3 from step (i).
  • the application is preferably carried out by sprinkling the adhesive in the form of pellets.
  • the adhesive is applied in such a way that 0.5- 1.5 kg / m 3 , in particular 0.8-1.2 kg / m 3 , of adhesive are applied to the surface of the hollow-rich asphalt base course.
  • the adhesive is a solid at room temperature thermoplastic.
  • room temperature is understood to mean a temperature of 23 ° C.
  • the adhesive preferably has a melting point above 70 ° C, in particular between 100 ° C and 180 ° C, preferably between 110 ° C and 140 ° C. Any melting point of polymers in this document is understood as softening points (softening point) measured by the Ring & Ball method according to DIN ISO 4625.
  • the adhesive comprises in particular polyolefins, in particular polyolefins, which can be prepared from the polymerization of ethylene with one or more unsaturated monomers.
  • unsaturated monomers are those monomers which are selected from the group consisting of propylene, butylene, butadiene, vinyl esters, in particular vinyl acetate, maleic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic esters and methacrylates.
  • polyolefins prepared from the polymerization of ethylene with one or more unsaturated monomers selected from the group consisting of vinyl esters, in particular vinyl acetate, maleic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid esters and methacrylic acid esters. Preference is given to polyolefins which have a melting point of more than 60.degree. C., in particular between 70.degree. C. and 130.degree.
  • polyolefins Preferably, the proportion of polyolefins 15- 60 wt .-%, in particular 20- 40 wt .-%, based on the total weight of the adhesive.
  • the adhesive comprises a chemical blowing agent and / or a physical blowing agent.
  • Chemical blowing agents are preferably organic or inorganic compounds which decompose under the influence of temperature, wherein at least one of the decomposition products is a gas.
  • physical blowing agents it is possible, for example, to use compounds which, on increasing the temperature, change into the gaseous state of aggregation.
  • the adhesive comprises a chemical blowing agent.
  • the adhesive has an epoxy solid resin.
  • the proportion of the solid epoxy resin is preferably 1-10% by weight, in particular 2-5% by weight, based on the total weight of the adhesive.
  • the adhesive comprises at least one resin.
  • This may be a natural resin or a synthetic resin.
  • such resins are medium to high molecular weight compounds from the classes of paraffin, hydrocarbon resins, polyolefins, polyesters, polyethers, polyacrylates or amino resins.
  • the resin preferably has a melting point or softening point between 60 ° C and 140 ° C.
  • the resin is a hydrocarbon resin, especially an aliphatic hydrocarbon resin.
  • they are resins with an average molecular weight of 1000 - 3000 g / mol.
  • the proportion of the resins is preferably 2-15% by weight, in particular 5-12% by weight, based on the total weight of the adhesive.
  • Particularly preferred adhesives are adhesives such as those sold under the trade name Sikalastic®-827 LT and Sikalastic®-827 HT by Sika für AG.
  • an inorganic litter 7 is applied to the hollow-rich asphalt base course 3 from step (i).
  • this step is subsequently carried out at step (ii).
  • this step is carried out before step (iii) or before step (iv), in particular before step (iii).
  • the inorganic bedding agent 7 is in particular sand, preferably quartz sand. In order to ensure a good bond between the bedding agent and the reaction resin mixture, it is advantageous if this bedding agent is sprinkled in before the reaction resin mixture hardens.
  • this inorganic bedding agent has a maximum particle size of less than 1 mm, in particular between 0.1 and 1 mm, preferably between 0.3 and 0.8 mm.
  • the amount of such litter is preferably such that the surface of the void-rich asphalt base course is not completely covered.
  • the method does not have a step (v) with an application of an inorganic litter 7 to the hollow-rich asphalt base course 3 from step (i).
  • this is advantageous in that it results in an increase in the bond strength, in particular the breaking load and the adhesive tensile strength, between the cavity-rich asphalt base layer cast with a reaction resin mixture and a bitumen-based top layer.
  • a covering layer 6 based on bitumen is applied.
  • This cover layer 6 represents the roadway which is in direct contact with vehicles.
  • the bitumen-based topcoat is heated prior to application to a temperature of typically 140 ° C to 160 ° C and preferably rolled by means of a roll.
  • the application of the cover layer is well known to the person skilled in the art and will therefore not be discussed further here.
  • the cover layer may have the other possible components known to those skilled in the art.
  • the person skilled in the art knows the nature and quantity of the constituents of bitumen-based compositions which are used for the construction of roadways. Particularly important here is the fact that the top layer usually to a significant extent mineral fillers, especially sand or grit have.
  • the adhesive 5 melts depending on its melting point or on. If it melts, this can-depending on the nature of the thermoplastics-form a substantially homogeneous adhesive layer or also dissolve in the bitumen near the surface and form an adhesive-containing boundary phase layer. Thus, it is well within the spirit of the present invention that the adhesive need not form an individual layer. If the adhesive contains a blowing agent, contacting the molten bitumen preferably leads to activation of the blowing agent.
  • the roadway construction thus produced has the significant advantage that a good bond, in particular with regard to breaking load and adhesive tensile strength, is ensured between the cavity-rich asphalt base course layer cast with a reaction resin mixture and the bitumen-based top layer.
  • the invention relates to a roadway structure according to the method described above.
  • quartz sand 2/5 mm was subsequently applied. Thirty-six hours later, a bitumen-based topping was applied to the surface of the asphalt base course comprising the quartz sand.
  • quartz sand 2/5 mm was subsequently applied. Subsequently, about 1 kg / m3 of the aforementioned adhesive (HM) was uniformly applied. 36 hours later, a bitumen-based topcoat was applied to the surface of the asphalt base course comprising the silica sand and the adhesive.
  • HM a bitumen-based topcoat
  • Drill cores d 100mm were taken and adhesion tests were carried out.
  • the measured values listed in Table 1 correspond to the mean value of 3 measured values.
  • Table 1 Measured Values Breaking load [KN] Adhesive tensile strength [N / mm 2 ] fracture pattern Ex.1 0.9 0.21 Break between asphalt base course and top layer Ex.2 2.7 0.61 Break in top layer EX3 2.5 0.57 Break in top layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrbahnaufbaus (1) umfassend die Schritte (i) Aufbringen einer hohlraumreichen Asphalttragschicht (3) auf eine Tragstruktur (2), insbesondere Aufbringen einer hohlraumreichen Asphalttragschicht (3) auf eine Betonstruktur (2); (ii) Aufbringen eines Reaktionsharzgemisches (4) auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht (3) aus Schritt (i); (iii) Aufbringen eines Haftmittels (5) auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht (3) aus Schritt (i), wobei es sich bei dem Haftmittel um einen bei Raumtemperatur festen Thermoplast handelt; (iv) Aufbringen einer Deckschicht (6) auf Bitumenbasis.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Abdichtung von Fahrbahnen auf einer Tragstruktur.
    • Stand der Technik
  • Auf einer Tragstruktur, insbesondere auf einer Betontragstruktur, aufgebrachte Fahrbahnen sind häufig anzutreffen, insbesondere als Brücken. Derartige Betontragstrukturen können durch hohlraumreiche Asphalttragschichten, welche mit Reaktionsharzgemischen vergossen werden, abgedichtet werden. Als oberste Schicht wird im Strassenbau üblicherweise eine Deckschicht auf Bitumenbasis aufgebracht. Es stellt sich jedoch hierbei das Problem, dass ein guter Haftverbund zwischen der Deckschicht und dem Material der Tragstruktur, insbesondere dem Beton, vorhanden sein muss, was natürlich die Haftungen aller Zwischenschichten mit umfasst. Insbesondere die Haftung zwischen der mit Reaktionsharzgemisch vergossenen hohlraumreichen Asphalttragschicht und der bituminösen Deckschicht stellt hierbei ein, aufgrund der beteiligten Materialien, ein schwierig zu lösendes Problem dar. Wenn sich bei dem Applizieren des Reaktionsharzgemischs auf der hohlraumreichen Asphalttragschicht Bereiche formen, wo das Reaktionsharzgemisch grössere zusammenhängende Bereiche auf der Oberseite der Asphalttragschicht bildet, typischerweise optisch glatte Bereiche aus dem Reaktionsharzgemisch, ist dies für einen guten Haftverbund nachteilig. Diese Bereiche führen zu einem mangelhaften Haftverbund zwischen der vergossenen hohlraumreiche Asphalttragschicht und der bituminöser Deckschicht.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Fahrbahnaufbau zur Verfügung zustellen, welcher einfach und rationell erstellt werden kann und zu einem gutem Haftverbund zwischen der vergossenen hohlraumreichen Asphalttragschicht und der bituminösen Deckschicht führt, insbesondere an Stellen, wo das Reaktionsharzgemisch grössere zusammenhängende Bereiche auf der Oberseite der Asphalttragschicht bildet.
  • Überraschenderweise zeigte sich, dass mit einem Verfahren gemäss Anspruch 1, einem Fahrbahnaufbau gemäss Anspruch 11 und einer Verwendung eines Haftmittels gemäss Anspruch 12 dieses Problem gelöst werden kann. Dieses Verfahren erlaubt es weiter, auf schnelle und kosteneffiziente Art und Weise eine Fahrbahn auf einer Tragstruktur, insbesondere auf einer Betontragstruktur, abzudichten.
  • Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand weiterer unabhängiger Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
    • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrbahnaufbaus 1 umfassend die Schritte
    • (i) Aufbringen einer hohlraumreichen Asphalttragschicht 3 auf eine Tragstruktur 2, insbesondere Aufbringen einer hohlraumreichen Asphalttragschicht 3 auf eine Betonstruktur 2;
    • (ii) Aufbringen eines Reaktionsharzgemisches 4 auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 aus Schritt (i);
    • (iii) Aufbringen eines Haftmittels 5 auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 aus Schritt (i), wobei es sich bei dem Haftmittel um einen bei Raumtemperatur festen Thermoplast handelt;
    • (iv) Aufbringen einer Deckschicht 6 auf Bitumenbasis.
  • In einem ersten Schritt (i) wird eine hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 auf eine Tragstruktur 2, insbesondere eine Betonstruktur, aufgebracht.
  • Eine derartige Tragstruktur 2 ist vorzugsweise ein Gebilde des Hoch-oder Tiefbaus. Insbesondere kann dies eine Brücke, eine Galerie, ein Tunnel, eine Auffahr- oder Abfahrrampe oder ein Parkdeck sein. Als bevorzugtes Beispiel einer derartigen Tragstruktur gilt eine Brücke. Diese für die Fahrbahn notwenige Tragstruktur ist eine Struktur aus einem Material, welches eine tragende Funktion aufweisen kann. Insbesondere ist dieses Material ein Metall oder eine Metalllegierung oder ein Beton, insbesondere ein armierter Beton, bevorzugt ein Stahlbeton. Als meist bevorzugtes Beispiel einer derartigen Tragstruktur gilt eine Brücke aus Beton.
  • Die hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 besteht vorzugsweise aus einem Einkornasphalt mit hohem Porenvolumen, wobei beispielsweise Asphalte der Klassen 0/16, 0/11 oder 0/5 zum Einsatz kommen können.
  • Die hohlraumreiche Asphalttragschicht weist vorzugsweise einen Bindemittelgehalt von 4,5-7,5 Gew.-% auf.
  • Die hohlraumreiche Asphalttragschicht weist vorzugsweise kugel- oder polyederförmigen Poren auf, welche durch Stege begrenzt werden und ein zusammenhängendes System bilden. Unter Poren werden im vorliegenden Dokument durch die Herstellung bedingte Hohlräume in und/oder auf der Oberfläche einer Zusammensetzung verstanden, die mit Luft oder anderen zusammensetzungsfremden Stoffen ausgefüllt sind. Die Poren können von blossem Auge erkennbar oder nicht erkennbar sein. Vorzugsweise handelt es sich um offene Poren, welche mit dem umgebenden Medium in Verbindung stehen.
  • Es ist weiter von Vorteil, dass die hohlraumreiche Asphalttragschicht eine Porengrösse von 0.1 - 5 mm, insbesondere 0.2 - 1 mm und/oder ein Porenvolumen von 5 - 90%, insbesondere 10 - 80%, bevorzugt 20 - 40%, aufweist. Unter Porenvolumen wird im vorliegenden Dokument der Anteil in Prozent der Gesamtheit der mit Luft oder anderen zusammensetzungsfremden Stoffen ausgefüllten Hohlräume am Volumen der geschäumten Zusammensetzung verstanden. Vorzugsweise beträgt die Dicke der hohlraumreichen Asphalttragschicht 1 - 5 cm. Es kann weiter von Vorteil sein, wenn der Hohlraumgehalt der hohlraumreichen Asphalttragschicht, gemessen im Marshallkörper bei 120 °C, zwischen 15 und 30 Vol.-% beträgt.
  • In einem weiteren Schritt (ii) wird ein Reaktionsharzgemisch 4 auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 aus Schritt (i) aufgebracht. Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen des Reaktionsharzgemischs während die hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 eine Temperatur von 30 °C - 60 °C, insbesondere 30 °C - 40 °C, aufweist.
  • Vorzugsweise dringt bei dem Aufbringen das Reaktionsharzgemisch in die hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 ein und führt durch die spätere Aushärtung des Reaktionsharzgemischs zu einer Abdichtung, insbesondere gegenüber Wasser, der hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 und zu einem Haftverbund der hohlraumreichen Asphalttragschicht 3 mit der Tragstruktur 2.
  • Das Reaktionsharzgemisch weist eine bei Raumtemperatur fliessfähige Konsistenz auf und wird typischerweise durch Aufstreichen, Aufsprühen oder Giessen auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 aufgebracht. Es ist zu bemerken, dass hierbei mit dem Term "fliessfähig" nicht nur flüssige, sondern auch höher viskose honigartige bis pastöse Materialen bezeichnen werden, deren Form unter dem Einfluss der Erdanziehungskraft angepasst wird.
  • Insbesondere sind dies zweikomponentige Epoxidharzharz-Zusammensetzungen, insbesondere solche deren eine (d.h. erste) Komponente ein Epoxidharz, insbesondere eine Epoxidharz auf Basis von Bisphenol-A-Diglycidylether, enthält und die andere (d.h. zweite) Komponente einen Härter, insbesondere ein Polyamin oder ein Polymercaptan, enthält. Als besonders bevorzugt gelten Epoxidharz- Zusammensetzungen, welche keine Füllstoffe aufweisen. Weiterhin vorteilhaft sind die Epoxidharzharz-Zusammensetzungen dünnflüssig, insbesondere mit einer Viskosität von unter 10'000 mPas, bevorzugt zwischen 10 und 1'000 mPas, so dass sie in die hohlraumreiche Asphalttragschicht und gegebenenfalls in die Tragstruktur 2 eindringen können. Besonders bevorzugt als zweikomponentige Epoxidharzharz-Zusammensetzungen gelten dünnflüssige, zweikomponentige Epoxidharzharz-Zusammensetzungen, wie sie unter den Handelsreihennamen Sikafloor®, Sikagard® oder Sika Ergodur® von Sika Deutschland GmbH, beziehungsweise Sika Schweiz AG, vertrieben werden.
  • Besonders bevorzugt als zweikomponentige Epoxidharzharz-Zusammensetzungen sind flexibilisierte zweikomponentige Epoxidharzharz-Zusammensetzungen. Dies ist dahingehend von Vorteil, dass das Reaktionsharzgemisch auch bei hohen mechanischen Belastungen seine Abichtungs- und Verbundsfunktion ausführen kann.
  • In einem weiteren Schritt (iii) wird ein Haftmittel 5 auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 aus Schritt (i) aufgebracht.
  • Das Aufbringen erfolgt vorzugsweise durch Aufstreuen des Haftmittels in Form von Pellets.
  • Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen des Haftmittels derart, dass 0.5 - 1.5 kg/m3, insbesondere 0.8 - 1.2 kg/m3, Haftmittel auf die Oberfläche der hohlraumreichen Asphalttragschicht aufgebracht werden.
  • Das Haftmittel ist ein bei Raumtemperatur fester Thermoplast. Unter dem Begriff "Raumtemperatur" wird eine Temperatur von 23 °C verstanden. Das Haftmittel hat vorzugsweise einen Schmelzpunkt von über 70°C, insbesondere zwischen 100 °C und 180 °C, bevorzugt zwischen 110 °C und 140°C. Jegliche Schmelzpunkte von Polymeren werden im diesem Dokument als Erweichungspunkte (Softening point) gemessen nach der Ring & KugelMethode gemäss DIN ISO 4625 verstanden.
  • Das Haftmittel umfasst insbesondere Polyolefine, insbesondere Polyolefine, welche sich aus der Polymerisation von Ethylen mit einem oder mehreren ungesättigten Monomeren herstellen lassen. Als derartige ungesättigte Monomere gelten insbesondere diejenigen Monomere, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Propylen, Butylen, Butadien, Vinylester, insbesondere Vinylacetat, Maleinsäureanhydrid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureester und Methacrylsäureester.
  • Besonders bevorzugt handelt es sich um Polyolefine, hergestellt aus der Polymerisation von Ethylen mit einem oder mehreren ungesättigten Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vinylester, insbesondere Vinylacetat, Maleinsäureanhydrid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureester und Methacrylsäureester. Vorzugsweise handelt es sich um Polyolefine, welche einen Schmelzpunkt von über 60°C, insbesondere zwischen 70 °C und 130 °C, aufweisen.
  • Es kann weiter vorteilhaft sein, eine Mischung vorgenannter Polyolefine einzusetzen. Vorzugsweise beträgt der Anteil der Polyolefine 15 - 60 Gew.-%, insbesondere 20 - 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Haftmittels.
  • Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn das Haftmittel ein chemisches Treibmittel und/oder ein physikalisches Treibmittel aufweist. Chemische Treibmittel sind vorzugsweise organische oder anorganische Verbindungen, welche sich unter Einfluss von Temperatur zersetzen, wobei mindestens eines der Zersetzungsprodukte ein Gas ist. Als physikalische Treibmittel können beispielsweise Verbindungen eingesetzt werden, welche bei Erhöhung der Temperatur in den gasförmigen Aggregatszustand übergehen. Vorzugsweise weist das Haftmittel ein chemisches Treibmittel auf.
  • Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn das Haftmittel ein Epoxid-Festharz aufweist. Vorzugsweise beträgt der Anteil des Epoxid-Festharz 1 - 10 Gew.-%, insbesondere 2 - 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Haftmittels.
  • Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn das Haftmittel mindestens ein Harz aufweist. Dieses kann ein natürliches Harz oder ein synthetisches Harz sein. Insbesondere sind derartige Harze mittel- bis höhermolekulare Verbindungen aus den Klassen der Parafin-, Kohlenwasserstoffharze, Polyolefine, Polyester, Polyether, Polyacrylate oder Aminoharze. Das Harz weist vorzugsweise einen Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt zwischen 60°C und 140°C auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Harz ein Kohlenwasserstoffharz, insbesondere ein aliphatisches Kohlenwasserstoffharz. Vorzugsweise handelt es sich um Harze mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000 - 3000 g/mol. Vorzugsweise beträgt der Anteil der Harze 2-15 Gew.-%, insbesondere 5 -12 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Haftmittels.
  • Besonders bevorzugte Haftmittel sind Haftmittel, wie sie unter den Handelsreihennamen Sikalastic®-827 LT und Sikalastic®-827 HT von Sika Schweiz AG vertrieben werden.
  • Vorzugsweise erfolgt in einem weiteren Schritt (v) ein Aufbringen eines anorganischen Einstreumittels 7 auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 aus Schritt (i). Vorzugsweise wird dieser Schritt anschliessend an dem Schritt (ii) ausgeführt. Vorzugsweise wird dieser Schritt vor dem Schritt (iii) oder vor dem Schritt (iv), insbesondere vor dem Schritt (iii), ausgeführt.
  • Bei dem anorganischen Einstreumittel 7 handelt es sich insbesondere um Sand, bevorzugt um Quarzsand. Um einen guten Verbund zwischen Einstreumittel und Reaktionsharzgemisch zu gewährleisten ist es vorteilhaft, wenn dieses Einstreumittel vor dem Erhärten des Reaktionsharzgemischs eingestreut wird.
  • Es ist bevorzugt, wenn dieses anorganische Einstreumittel eine maximale Korngrösse von kleiner als 1 mm, insbesondere zwischen 0.1 und 1 mm, bevorzugt zwischen 0.3 und 0.8 mm, aufweist.
  • Die Menge derartiger Einstreumittel ist jedoch vorzugsweise so zu bemessen, dass die Oberfläche der hohlraumreichen Asphalttragschicht nicht vollflächig bedeckt wird.
  • Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn das Verfahren keinen Schritt (v) mit einem Aufbringen eines anorganischen Einstreumittels 7 auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht 3 aus Schritt (i) aufweist. Dies ist unter anderem dahingehend von Vorteil, da daraus eine Erhöhung des Haftverbunds, insbesondere der Bruchlast und der Haftzugfestigkeit, zwischen der mit einem Reaktionsharzgemisch vergossenen hohlraumreichen Asphalttragschicht und einer Deckschicht auf Bitumenbasis resultiert.
  • In einem weiteren Schritt (iv) wird eine Deckschicht 6 auf Bitumenbasis aufgebracht.
  • Diese Deckschicht 6 stellt die Fahrbahn dar, welche in direktem Kontakt mit Fahrzeugen ist. Die Deckschicht auf Bitumenbasis wird vor der Applikation auf eine Temperatur von typischerweise 140°C bis 160°C aufgeheizt und vorzugsweise mittels Walze aufgewalzt. Das Aufbringen der Deckschicht ist dem Fachmann bestens bekannt und wird deshalb hier nicht weiter erörtert. Neben Bitumen kann die Deckschicht die dem Fachmann bekannten weiteren möglichen Bestandteile aufweisen. Der Fachmann kennt die Art und Menge der Bestandteile von Bitumen basierenden Zusammensetzungen, welche für die Erstellung von Fahrbahnen verwendet werden bestens. Besonders wichtig hierbei ist die Tatsache, dass die Deckschicht üblicherweise in wesentlichem Umfang mineralische Füllstoffe, insbesondere Sand oder Splitt, aufweisen.
  • Beim Kontaktieren des aufgeschmolzenen Bitumens mit dem Haftmittel 5 schmilzt das Haftmittel 5 je nach dessen Schmelzpunkt an oder auf. Falls es aufschmilzt, kann dieses -je nach Art der Thermoplasten- eine weitgehend homogene Haftmittelschicht ausbilden oder sich auch im Bitumen oberflächennah lösen und eine Haftmittel-enthaltende Grenzphasenschicht ausbilden. Somit ist es durchaus im Wesen der vorliegenden Erfindung, dass das Haftmittel nicht eine individuelle Schicht ausbilden muss. Enthält das Haftmittel ein Treibmittel so führt das Kontaktieren des aufgeschmolzenen Bitumens vorzugsweise zu einem Aktivieren des Treibmittels.
  • Der so hergestellte Fahrbahnaufbau weist den wesentlichen Vorteil auf, dass ein guter Haftverbund, insbesondere in Bezug auf Bruchlast und Haftzugfestigkeit, zwischen der mit einem Reaktionsharzgemisch vergossenen hohlraumreichen Asphalttragschicht und der Deckschicht auf Bitumenbasis gewährleistet ist.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Fahrbahnaufbau herstellt nach dem vorgehend beschriebenen Verfahren.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines Haftmittels, wie es vorgehend beschrieben wurde, zur Erhöhung des Haftverbunds, insbesondere der Bruchlast und der Haftzugfestigkeit, zwischen einer mit einem Reaktionsharzgemisch vergossenen hohlraumreichen Asphalttragschicht auf einer Tragstruktur und einer Deckschicht auf Bitumenbasis. Die hierfür benötigten Bestandteile, insbesondere das Haftmittel, Tragstruktur, Reaktionsharzgemisch, Asphalttragschicht und Deckschicht auf Bitumenbasis sind bereits vorgängig im Detail beschrieben worden.
    • Figur 1 zeigt ein mögliches Resultat der Schritte (i) und (ii). Das aufgebrachte Reaktionsharzgemisch 4 befindet sich grösstenteils in den Hohlräumen der Asphalttragschicht 3. Auf der Oberfläche der Asphalttragschicht ist ein zusammenhängender Bereich aus Reaktionsharzgemisch sichtbar, welcher nach dem Aushärten des Reaktionsharzgemisches zu einem optisch glatten Bereich auf der Asphalttragschicht führen kann.
    • Figur 2 zeigt ein mögliches Resultat der Schritte (i) und (ii) wie vorgehend in Figur 1 beschreiben, wobei hier zusätzlich der Schritt (v) ausgeführt wurde.
    • Figur 3 zeigt ein mögliches Resultat der Schritte (i), (ii), (iii) und (iv). Das aufgebrachte Haftmittel 5 führt zu einem verbesserten Haftverbund der Asphalttragschicht 3 mit der Deckschicht 6.
    • Figur 4 zeigt ein mögliches Resultat der Schritte in der Reihenfolge (i), (v), (ii) (iii) und (iv). Das aufgebrachte Haftmittel 5 führt zu einem verbesserten Haftverbund der Asphalttragschicht 3 mit der Deckschicht 6.
    Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrbahnaufbau
    2
    Tragstruktur, Betontragstruktur
    3
    hohlraumreichen Asphalttragschicht
    4
    Reaktionsharzgemisch
    5
    Haftmittel
    6
    Deckschicht auf Bitumenbasis
    7
    Anorganisches Einstreumittel
    8
    zusammenhängende Bereiche aus Reaktionsharzgemisch auf der Oberseite der Asphalttragschicht
    Beispiele
    • Reaktionsharzgemisch (RH): STATIFLEX®-EP (Strabag).
    • Haftmittel (HM): Sikalastic®-827 LT (in Form von Pellets mit einer Grösse von ca. 2 mm)
  • Auf Betonplatten mit einer Fläche von 4400 cm2 wurde eine hohlraumreiche Asphalttragschicht STATIFLEX® (Strabag) (Hohlraumgehalt 25-30 Volumen-%) mit einer Dicke von ca. 2 cm aufgebracht, danach wurde die noch warme Asphalttragschicht (30 - 40 °C) mit dem vorgehend genannten Reaktionsharzgemisch (RH) verfüllt.
  • Bei den Betonplatten des Bsp.1 wurde anschliessend Quarzsand 2/5 mm aufgebracht. 36 Stunden später wurde eine Deckschicht auf Bitumenbasis auf die Oberfläche der Asphalttragschicht umfassend den Quarzsand aufgebracht.
  • Bei den Betonplatten des Bsp.2 wurde anschliessend ca. 1 kg/m3 des vorgehend genannten Haftmittels (HM) gleichmässig aufgebracht. 36 Stunden später wurde eine Deckschicht auf Bitumenbasis auf die Oberfläche der Asphalttragschicht umfassend das Haftmittel aufgebracht.
  • Bei den Betonplatten des Bsp.3 wurde anschliessend Quarzsand 2/5 mm aufgebracht. Anschliessend wurde ca. 1 kg/m3 des vorgehend genannten Haftmittels (HM) gleichmässig aufgebracht. 36 Stunden später wurde eine Deckschicht auf Bitumenbasis auf die Oberfläche der Asphalttragschicht umfassend den Quarzsand und das Haftmittel aufgebracht.
  • Es wurden Bohrkerne d=100mm entnommen und Haftzugversuche durchgeführt. Die in Tabelle 1 aufgeführten Messwerte entsprechen dem Mittelwert von 3 Messwerten. Tabelle 1, Messwerte
    Bruchlast [KN] Haftzugfestigkeit [N/mm2] Bruchbild
    Bsp.1 0,9 0,21 Bruch zwischen Asphalttragschicht und Deckschicht
    Bsp.2 2,7 0,61 Bruch in Deckschicht
    Bsp.3 2,5 0,57 Bruch in Deckschicht

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Fahrbahnaufbaus (1) umfassend die Schritte
    (i) Aufbringen einer hohlraumreichen Asphalttragschicht (3) auf eine Tragstruktur (2), insbesondere Aufbringen einer hohlraumreichen Asphalttragschicht (3) auf eine Betonstruktur (2);
    (ii) Aufbringen eines Reaktionsharzgemisches (4) auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht (3) aus Schritt (i);
    (iii) Aufbringen eines Haftmittels (5) auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht (3) aus Schritt (i), wobei es sich bei dem Haftmittel um einen bei Raumtemperatur festen Thermoplast handelt;
    (iv) Aufbringen einer Deckschicht (6) auf Bitumenbasis.
  2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiter einen Schritt
    (v) Aufbringen eines anorganischen Einstreumittels (7) auf die hohlraumreiche Asphalttragschicht (3) aus Schritt (i), aufweist, wobei dieser Schritt vorzugsweise anschliessend an dem Schritt (ii) ausgeführt wird.
  3. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hohlraumreiche Asphalttragschicht (3) ein Porenvolumen von 5 - 90%, insbesondere 10 - 80%, bevorzugt 20 - 40%, aufweist.
  4. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Reaktionsharzgemisch (4) um eine zweikomponentige Epoxidharzharz-Zusammensetzungen handelt.
  5. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmittel (5) Polyolefine, hergestellt aus der Polymerisation von Ethylen mit einem oder mehreren ungesättigten Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vinylester, insbesondere Vinylacetat, Maleinsäureanhydrid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureester und Methacrylsäureester, aufweist.
  6. Verfahren gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyolefine einen Schmelzpunkt von über 60°C, insbesondere zwischen 70 °C und 130 °C, aufweisen.
  7. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Polyolefine 15 - 60 Gew.-%, insbesondere 20 - 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Haftmittels (5), beträgt.
  8. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmittel (5) ein chemisches Treibmittel aufweist.
  9. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmittel (5) ein Epoxid-Festharz aufweist.
  10. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmittel (5) mindestens ein Kohlenwasserstoffharz aufweist.
  11. Fahrbahnaufbau (1) hergestellt nach einem Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Verwendung eines Haftmittels, wie es als Haftmittel (5) im Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 - 10 beschrieben ist, zur Erhöhung des Haftverbunds, insbesondere der Bruchlast und der Haftzugfestigkeit, zwischen einer mit einem Reaktionsharzgemisch vergossenen hohlraumreichen Asphalttragschicht auf einer Tragstruktur und einer Deckschicht auf Bitumenbasis.
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